Для решения биквадратного уравнения \(x^4 + x^2 + 1 = 0\), сначала сделаем замену переменной. Пусть \(y = x^2\). Тогда уравнение преобразуется к следующему виду:
\[ y^2 + y + 1 = 0. \]
Теперь применим формулу для решения квадратных уравнений \(y = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}\), где \(a = 1\), \(b = 1\), \(c = 1\):
- Вычислим дискриминант: \[ D = b^2 - 4ac = 1^2 - 4 \cdot 1 \cdot 1 = 1 - 4 = -3. \]
Поскольку дискриминант отрицательный (\(D < 0\)), у уравнения нет вещественных корней.
Теперь можно определить комплексные корни. При этом значения \(y\) будут:
\[ y_{1,2} = \frac{-1 \pm \sqrt{-3}}{2} = \frac{-1 \pm i\sqrt{3}}{2}. \]
Теперь вернемся к переменной \(x\) с помощью \(x^2 = y\):
- Для \(y_1 = \frac{-1 + i\sqrt{3}}{2}\)
- Для \(y_2 = \frac{-1 - i\sqrt{3}}{2}\)
Каждое из значений \(y\) может быть равно \(x^2\), что дает два корня для каждого значения \(y\):
\[ x = \pm \sqrt{y_1}, \quad x = \pm \sqrt{y_2}. \]
Таким образом, корни \(x\) выражаются в виде:
- \(X_1 = \sqrt{\frac{-1 + i\sqrt{3}}{2}} + \sqrt{\frac{-1 - i\sqrt{3}}{2}}\),
- \(X_2 = -\sqrt{\frac{-1 + i\sqrt{3}}{2}} + \sqrt{\frac{-1 - i\sqrt{3}}{2}}\),
- \(X_3 = \sqrt{\frac{-1 + i\sqrt{3}}{2}} - \sqrt{\frac{-1 - i\sqrt{3}}{2}}\),
- \(X_4 = -\sqrt{\frac{-1 + i\sqrt{3}}{2}} - \sqrt{\frac{-1 - i\sqrt{3}}{2}}\).
Таким образом, у уравнения 4 комплексных корня. Записывая ответ, можно оставить:
X1= X2= X3= X4=
Корни являются комплексными, и в данной ситуации нужно подставить их значения, если необходимы. Обратите внимание, что корни могут быть также выражены в более компактной форме через экспоненциальные и тригонометрические функции, если нужно.