Давайте решим уравнение:
\[ x^3 + 16x = 5x^2 + 80 \]
Шаг 1. Перенесем все слагаемые в левую часть уравнения, чтобы получить нулевую сторону:
\[ x^3 + 16x - 5x^2 - 80 = 0 \]
Шаг 2. Перепишем уравнение в стандартном порядке:
\[ x^3 - 5x^2 + 16x - 80 = 0 \]
Шаг 3. Попытаемся найти рациональные корни с помощью теоремы Виета. Возможные рациональные делители свободного члена (-80) — это делители 80:
\[ \pm1, \pm2, \pm4, \pm5, \pm8, \pm10, \pm16, \pm20, \pm40, \pm80 \]
Пробуем подставить эти значения и посмотрим, при каком из них выражение станет равно нулю.
Проверим сначала \( x=2 \):
\[ (2)^3 - 5 \cdot (2)^2 + 16 \cdot 2 - 80 = 8 - 20 + 32 - 80 = (8 - 20) + (32 - 80) = -12 - 48 = -60 \neq 0 \]
Пробуем \( x=4 \):
\[ 4^3 - 5 \cdot 4^2 + 16 \cdot 4 - 80 = 64 - 5 \cdot 16 + 64 - 80 = 64 -80 + 64 -80 = (64 - 80) + (64 - 80) = -16 -16= -32 \neq 0 \]
Пробуем \( x=5 \):
\[ 125 - 5 \cdot 25 + 16 \cdot 5 - 80 = 125 - 125 + 80 - 80 = 0 \]
Отлично! Мы нашли корень \( x=5 \).
Шаг 4. Выполним деление многочлена на \( x-5 \) для поиска оставшихся корней.
Используем деление многочлена \( x^3 - 5x^2 + 16x - 80 \) на \( x-5 \):
Разбираемся с делением по схеме или с помощью длинного деления. Проведем деление по схеме.
Деление многочлена \( x^3 - 5x^2 + 16x - 80 \) на \( x - 5 \):
Коэффициенты многочлена: 1, -5, 16, -80
Используем схему деления:
- Первый коэффициент — 1, делим на 1 — получаем 1.
- Первый результат — \( x^2 \) — умножаем \( (x-5) \) на \( x^2 \):
\( x^3 - 5x^2 \)
Вычитаем этот из исходного — получаем:
\[
(x^3 - 5x^2 + 16x - 80) - (x^3 - 5x^2) = 0 + 0 + 16x - 80
\]
- Следующий коэффициент — 16x, делим на \( x \): получаем 16.
- Умножаем \( (x - 5) \) на 16:
\( 16 x - 80 \)
Вычитаем:
\[
(16x - 80) - (16x - 80) = 0
\]
Остаток равен нулю, значит деление прошло идеально.
Итак, многочлен разложился так:
\[ x^3 - 5x^2 + 16x - 80 = (x - 5)(x^2 + 16) \]
Шаг 5. Решаем уравнение \( x^2 + 16 = 0 \):
\[ x^2 = -16 \]
\[ x = \pm \sqrt{-16} = \pm 4i \]
Это комплексные корни.
Ответ:
- Реальный корень: \( x = 5 \)
- Комплексные корни: \( x = 4i \) и \( x = -4i \)
Если требуется только действительный ответ, то он: \( \boxed{5} \).
Если нужно полностью — то все три корня: \( \boxed{x=5, \quad x=4i, \quad x=-4i} \).