( 1. Phương trình có dạng: 1), trong đó a, b, c, d là các số thực cho trước .
2. Cách giải: Bây giờ ta đi xét cách giải phương trình (1).
Vì ( nên ta có thể chia hai vế của phương trình (1) cho a. Do vậy ta chỉ cần đi giải phương trình dạng : 2) .
Đặt ((, khi đó 2) trở thành : 3)
Trong đó: .
Đặt . Để xét số nghiệm của (3), ta khảo sát sự tương giao của hàm số với trục Ox.
Chú ý hàm bậc ba cắt Ox tại
· Một điểm hàm luôn đơn điệu hoặc
· Hai điểm
· Ba điểm
Xét hàm số , ta có: .
* Nếu là hàm đồng biến có một nghiệm.
* Nếu và
.
Từ đây ta có các kết quả sau:
* Nếu có nghiệm duy nhất. Để tìm nghiệm này ta làm như sau:
Đặt , khi đó (3) trở thành:
Ta chọn u,v sao cho: , lúc đó ta có hệ:
(là nghiệm phương trình: 4)
( 4) có hai nghiệm:
(*)
Công thức (*) gọi là công thức Cardano.
* Nếu , khi đó (3) có hai nghiệm, một nghiệm kép ( hoặc ) và một nghiệm đơn. Tức là:
hoặc (**).
* Nếu , khi đó (3) có ba nghiệm phân biệt và ba nghiệm này nằm trong khoảng . Để tìm ba nghiệm này ta đặt , với ta đưa (3) về dạng: (5), trong đó .
Giải (5) ta được ba nghiệm , từ đây suy ra ba nghiệm của phương trình (3) là :
(***).
Trong một số trường hợp để giải phương trình bậc ba ta đi tìm một nghiệm rồi thực hiện phép chia đa thức và chuyển phương trình đã cho về phương trình tích của một nhị thức bậc nhất và một tam thức bậc hai.
Ví dụ 1: Giải phương trình : .
Giải: Ta thấy phương trình có một nghiệm (dùng MTBT) nên ta biến đổi phương trình : .
Ví dụ 2: Giải phương trình : .
Giải: Ta có: nên phương
trình có duy nhất nghiệm:
.
Ví dụ 3: Giải phương trình : (1).
Giải:
Ta có: nên phương trình có ba nghiệm thuộc khoảng . Đặt với
(2) trở thành:
.
Vì nên ta có: .
Vậy phương trình có ba nghiệm: .
Ví dụ 4: Tìm m để phương trình sau có ba nghiệm phân biệt
(1).
Giải: Vì tổng các hệ số của phương trình bằng 0 nên phương trình có nghiệm nên :
Phương trình (1) có ba nghiệm phân biệt có hai nghiệm phân biệt khác 1 .
Vậy là giá trị cần tìm.
Tìm m để đồ thị hàm số sau cắt trục Ox tại hai điểm phân biệt:
Giải:
Ta có phương trình hoành độ giao điểm:
(2)
Yêu cầu bài toán có hai nghiệm phân biệt.
TH 1: có hai nghiệm phân biệt, trong đó có một nghiệm
bằng 1. Điều này có .
TH 2: có một nghiệm khác 1. Khi đó xảy ra hai khả năng
Khả năng 1: .
Khả năng 2: .
Vậy các giá trị của m cần tìm là: .
Giải: Giả sử phương trình có ba nghiệm. Ta chứng minh (1).
* Nếu ba nghiệm của phương trình trùng nhau thì đúng.
* Nếu ba nghiệm phương trình chỉ có hai nghiệm trùng nhau hoắc ba nghiệm đó là phân biệt. Khi đó ta có: ,
( trong đó: )
.
đpcm.
Từ cách chứng minh trên ta suy ra được nếu có (1) thì phương trình có ba nghiệm
Nguyễn Tất Thu