:31: مطمئن هستید که این سوال در سطح دوم دبیرستان هست!!!!!
ok ... برای اینکه کلا یک تابع معکوس داشته باشه،باید حتما یک به یک باشه .مفهوم هندسی تابع یک به یک اینه که حتما هر خط موازی محور x باید تابع رو در یک نقطه قطع کنه نه بیشتر . در مورد تابع درجه سوم برای اینکه این شرط محقق بشه نباید نقطه اکسترمم داشت یافقط یک اکسترمم مضاعف وجودداشته باشه که در این حالت نقطه عطف و اکسترمم مضاعف یکی هستند . تابع درجه سوم در حالت کلی :
y=ax^3+bx^2+cx+d
y'=3ax^2+2bx+c=0
برای اینکه نقطه اکسترمم نداشته باشیم ،باید مبین معادله مشتق همواره کوچکتر یا مساوی با صفر باشه:
delta=4.b^2-12ac<= 0 -----> b^2 <=3ac
چون b^2 >=0 بنابراین 3ac>= 0 یا ac >=0 ینابراین با شرایط زیرتابع معکوس داریم :
b^2<= 3ac & ac >=0
خب بیاییم تابع رو بصورت یک معادله در بیاریم یعنی:
ax^3+bx^2+cx+d-y=0
ریشه حقیقی تابع درجه 3 در حالت کلی از این فرمول بدست میاد:
البته ریشه های مختلط هم داره که به اونا کاری نداریم :
نکته بسیار مهم :
در رابطه فوق بجای d قرار بدید : d-y
حالا جای x و y رو در فرمول بالا با هم عوض میکنیم . به همین سادگی
این سایت در مورد پیدا کردن ریشه تابع درجه 3 توضیح مفصل داده( ویکیپدیا ) :
[html] http://en.wikipedia.org/wiki/Cubic_equation [/html]
یه روش دیگه هم داریم به نام روش کاردانو
خلاصه :
این تبدیلو در نظر بگیر:
x= X-b/3a
در نتیجه تابع به فرم زیر تبدیل میشه:
y=aX^3 + BX + C
که:
(B=c - (b^2/3a
(C= d - (bc/3a) - ( b^3/27a^2
حالا معادله ناقص درجه سوم رو تشکیل میدیم:
aX^3 + Bx + (C-y)=0
تقسیم طرفین بهa :
X^3 + (B/a) X+((C-y)/a) = 0
دستور العمل زیر خیلی مفیده:(جهت یادآوری):
حل معادله ناقص درجه سوم
معادله زیر رو در نظر بگیرید:
جواب معادله:
که در آن:
p, q برابرند با :
(p = B/a = (c/a) - ( b^2)/(3a^2
( (q=( C-y)/a = ( (d-y)/a - (bc/3a^2) - (b^3/27a^3
مثال: معکوس تابع y=x^3+2x^2+3x+4 ?
شرایط تحقق و وجود معکوس :
b^2=4<9=3ac
ac=3>0
پس معکوس وجود دارد
6667/1= (p = B/a = (c/a) - ( b^2)/(3a^2
( (q=( C-y)/a = ( (d-y)/a - (bc/3a^2) - (b^3/27a^3
q=1.7037 - y
(u= ( 0.5y-0.85185 +-sqr t ( (y^2)/4 - 0.8519y+0.8971 ) )^ (1/3
X=x+(b/3a) = (- p/3u) +u
x= (- p/3u) + u - b/3a
x= (- 0.5556/u)+u - 0.6667
جای x و y رو که عوض کنیم تابع معکوس نهایی هست :
y=(- 0.5556/ ( ( 0.5x-0.85185 + - sqr t ( ( x^2)/4) - 0.8519x +0.8971 ) )^ (1/3) ) 0.5x - 0.85185 + - sqr t ( ( x^2)/4) - 0.8519x + 0.8971 ) )^ (1/3)) - 0.6667 ))+
حالا معکوس این تابع درجه 3 ساده رو بدست بیار:
y=x^3+3x^2+3x
براحتی بدست میاد با استفاده از اتحاد