Sum Roots 8B3691
1. مسئله را بیان میکنیم: مجموع ریشههای معادله $$8 - x = \sqrt{x} - 3x - 9\sqrt{x} - x^9$$ را پیدا کنیم.
2. ابتدا معادله را بازنویسی میکنیم:
$$8 - x = \sqrt{x} - 3x - 9\sqrt{x} - x^9$$
3. سمت راست را ساده میکنیم:
$$\sqrt{x} - 9\sqrt{x} = -8\sqrt{x}$$
پس معادله به شکل زیر میشود:
$$8 - x = -8\sqrt{x} - 3x - x^9$$
4. همه جملات را به یک طرف معادله منتقل میکنیم:
$$8 - x + 8\sqrt{x} + 3x + x^9 = 0$$
یا
$$8 + 2x + 8\sqrt{x} + x^9 = 0$$
5. برای سادهتر کردن، متغیر کمکی میگذاریم:
$$t = \sqrt{x} \Rightarrow x = t^2$$
6. جایگذاری میکنیم:
$$8 + 2t^2 + 8t + (t^2)^9 = 0$$
یعنی
$$8 + 2t^2 + 8t + t^{18} = 0$$
7. معادله به شکل زیر است:
$$t^{18} + 2t^2 + 8t + 8 = 0$$
8. این معادله بسیار پیچیده است و ریشههای آن به صورت تحلیلی ساده قابل یافتن نیستند. اما چون سوال مجموع ریشهها را خواسته، از قضیه ویِتا استفاده میکنیم.
9. معادله درجه ۱۸ است و به شکل کلی:
$$t^{18} + 0\cdot t^{17} + \cdots + 8 = 0$$
10. مجموع ریشههای معادله درجه ۱۸ به صورت $$-\frac{a_{17}}{a_{18}}$$ است که در اینجا $$a_{17} = 0$$ و $$a_{18} = 1$$.
11. پس مجموع ریشههای $$t$$ برابر است با:
$$-\frac{0}{1} = 0$$
12. اما ما مجموع ریشههای $$x$$ را میخواهیم. ریشههای $$x$$ برابرند با $$t^2$$ که مربع ریشههای $$t$$ هستند.
13. مجموع ریشههای $$x$$ برابر است با مجموع $$t_i^2$$ که با استفاده از رابطه:
$$\left(\sum t_i\right)^2 = \sum t_i^2 + 2\sum_{i