¿Cuál es la forma más rápida de resolver ecuaciones de orden superior que son de (x + 1) ^ n – nx = b forma donde 0 <n <5?

Si sustituimos [matemáticas] y = x + 1, x = y-1 [/ matemáticas] obtenemos

[matemáticas] y ^ n – n (y-1) = b [/ matemáticas]

Así que esto es realmente lo mismo que el aspecto más simple

[matemáticas] y ^ n – ny = bn [/ matemáticas]

[matemática] n = 1 [/ matemática] es independiente de [matemática] y, [/ matemática] tendrá soluciones infinitas si [matemática] b = 1 [/ matemática], ninguna otra.

[matemáticas] n = 2 [/ matemáticas] es solo una ecuación cuadrática:

[matemáticas] y ^ 2 – 2y – (b-2) = 0 [/ matemáticas]

[matemáticas] y = 1 \ pm \ sqrt {1 – (b-2)} = 1 \ pm \ sqrt {3-b} [/ matemáticas]

entonces [matemáticas] x = \ pm \ sqrt {3-b} [/ matemáticas]

[matemáticas] n = 3 [/ matemáticas] es un cúbico deprimido. En general tenemos [math] y ^ 3 – 3py = 2q [/ math] tiene soluciones

[matemáticas] y = \ sqrt [3] {q + \ sqrt {q ^ 2 – p ^ 3}} + \ sqrt [3] {q – \ sqrt {q ^ 2 – p ^ 3}} [/ matemáticas]

En nuestro caso particular

[matemáticas] y ^ 3 – 3y = b-3 [/ matemáticas]

tenemos [matemáticas] p = 1, q = (b-3) / 2, [/ matemáticas] entonces

[matemáticas] y = \ sqrt [3] {(b-3) / 2 + \ sqrt {(b-3) ^ 2/4 – 1}} + \ sqrt [3] {(b-3) / 2 – \ sqrt {(b-3) ^ 2/4 – 1}} [/ math]

[matemáticas] x = -1 + \ sqrt [3] {(b-3) / 2 + \ sqrt {(b-3) ^ 2/4 – 1}} + \ sqrt [3] {(b-3) / 2 – \ sqrt {(b-3) ^ 2/4 – 1}} [/ math]

Esos son estos fáciles. Para [matemáticas] n = 4 [/ matemáticas]

[matemáticas] y ^ 4 – 4y = b-4 [/ matemáticas]

Realmente no sé cómo hacer eso, así que lo dejaré a otros. Para [matemáticas] n = 5, [/ matemáticas]

[matemáticas] y ^ 5 – 5y = b-5 [/ matemáticas]

Ese está en la forma normal de Bring Jerrard y puede ser resuelto por el Bring Radical.

Por supuesto, si solo necesita una respuesta aproximada, un método numérico es el mejor; probablemente la forma más rápida es escribir su ecuación en Alfa y ver qué dice.

Usando el teorema binomial, puede expandir la expresión binomial:

[matemáticas] (x + 1) ^ n = \ displaystyle \ sum_ {k = 1} ^ {n} {^ n} C_k x ^ {nk} 1 ^ k [/ matemáticas]

El segundo paso sería verificar el número de soluciones para la ecuación.

Esto será igual al grado más alto de la variable. Si [math] n = 4 [/ math], el grado más alto de [math] x [/ math] será 4. Por lo tanto, el número de soluciones para tal ecuación será 4.

Después de esto, sacamos factores comunes e intentamos llevar la ecuación de orden superior a una forma cuadrática y equipararla a 0 [[matemática] (x + 1) ^ n – nx – b = 0 [/ matemática]] y resolverla .

simplemente escriba todo o, a veces, incluso podría adivinar las soluciones.