设a>0,分别求ax3+bx2+cx+d>0,ax3+bx2+cx+d≥0,ax3+bx2+cx+d<0,ax3+bx2+cx+d≤0不等式在Δ=B²-4AC>0,Δ=B²-4AC=0,Δ=B²-4AC<0三钟情况下的的解集
时间: 2023-07-02 21:18:45 浏览: 159
python+numpy+matplotalib实现梯度下降法
好的,让我来解答这个问题。
对于一个一元三次不等式 $ax^3+bx^2+cx+d$,我们可以先求出它的零点,然后根据系数和零点的位置关系来确定不等式的解集。
首先,我们可以通过求解方程 $ax^3+bx^2+cx+d=0$ 来求出零点:
$$x_1 = \frac{-b+\sqrt{b^2-3ac}}{3a}$$
$$x_2 = \frac{-b-\sqrt{b^2-3ac}}{3a}$$
$$x_3 = \frac{2b}{3a}$$
然后,我们可以根据判别式 $\Delta = B^2 - 4AC$ 的值来确定不等式的解集:
1. 当 $\Delta > 0$ 时,方程有三个不同的实数根,不等式的解集为 $(-\infty,x_1)\cup(x_2,x_3)\cup(x_3,+\infty)$。
2. 当 $\Delta = 0$ 时,方程有一个实数根和一个二重实数根,不等式的解集为 $(-\infty,x_1]\cup[x_2,+\infty)$。
3. 当 $\Delta < 0$ 时,方程有三个共轭复数根,不等式的解集为 $(-\infty,+\infty)$。
接下来,我们可以分别实现三种情况下的解集:
```python
import numpy as np
def solve_ineq(a, b, c, d):
# 计算判别式
delta = b ** 2 - 4 * a * c
if delta > 0:
# 有三个不同的实数根
x1 = (-b + np.sqrt(delta)) / (2 * a)
x2 = (-b - np.sqrt(delta)) / (2 * a)
x3 = -c / a
if a > 0:
return [(-np.inf, x1), (x2, x3), (x1, np.inf)]
else:
return [(-np.inf, x2), (x3, x1), (x2, np.inf)]
elif delta == 0:
# 有一个实数根和一个二重实数根
x1 = -b / (2 * a)
x2 = -c / a
if a > 0:
return [(-np.inf, x1], [x1, np.inf)]
else:
return [[x1, x2], [x2, np.inf)]
else:
# 有三个共轭复数根
if a > 0:
return [(-np.inf, np.inf)]
else:
return []
```
其中,我们使用了 numpy 库中的 sqrt 函数来计算平方根。在确定解集时,我们需要分别考虑 $a$ 的正负性,如果 $a>0$,则解集的第一个区间为 $(-\infty,x_1)$,否则为 $(x_2,+\infty)$。
接下来,我们可以分别调用 solve_ineq 函数来求解不等式的解集:
```python
# 输入方程系数
a = float(input('请输入a的值:'))
b = float(input('请输入b的值:'))
c = float(input('请输入c的值:'))
d = float(input('请输入d的值:'))
# 求解不等式的解集
ineq_gt = solve_ineq(a, b, c, d)
ineq_ge = solve_ineq(a, b, c, d - 1e-9)
ineq_lt = solve_ineq(-a, -b, -c, -d)
ineq_le = solve_ineq(-a, -b, -c, -d + 1e-9)
# 输出不等式的解集
print('ax^3+bx^2+cx+d>0 的解集为:', ineq_gt)
print('ax^3+bx^2+cx+d>=0 的解集为:', ineq_ge)
print('ax^3+bx^2+cx+d<0 的解集为:', ineq_lt)
print('ax^3+bx^2+cx+d<=0 的解集为:', ineq_le)
```
注意,在大于等于和小于等于的情况下,为了避免出现取到零点的情况,我们可以在 $d$ 上加上一个极小的正数或负数 $10^{-9}$,这样就可以避免出现取到零点的情况了。
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