Ответ на вопрос
1) Быстрое точное решение для данного многочлена.
Дан \(p(x)=x^4-5x^3+8x^2-4x\). Вынесем общий множитель:
\[
p(x)=x(x^3-5x^2+8x-4).
\]
По теореме о рациональных корнях возможные рациональные корни куба: \(\pm1,\pm2,\pm4\). Подстановка \(x=1\) даёт
\[
1-5+8-4=0,
\]
значит \((x-1)\) — делитель. Делением куба на \((x-1)\) получаем
\[
x^3-5x^2+8x-4=(x-1)(x^2-4x+4)=(x-1)(x-2)^2.
\]
Итого полная факторизация
\[
p(x)=x(x-1)(x-2)^2,
\]
корни: \(x=0,\,x=1,\,x=2\) (с кратностями \(1,1,2\)).
2) Общий алгоритм нахождения всех корней (практический порядок шагов)
- Вынести НОК/общий множитель (проверить \(x=0\), общие множители).
- Применить теорему о рациональных корнях (если коэффициенты целые/рациональные) и проверять простые кандидаты \(\pm1,\pm\)делители свободного члена.
- При нахождении корня выполнить деление многочлена (синтетическое деление) и уменьшить степень.
- Для квадратичных факторов применять квадратную формулу \(\,x=\frac{-b\pm\sqrt{b^2-4ac}}{2a}\,\).
- Для кубов/четвёрок: пробовать факторизацию на рациональные множители; в крайнем случае использовать формулы (кубическая/биquadrатическая) или численные методы.
- Если нет рациональных корней или степень велика, применять численные алгоритмы (компаньонная матрица + QR-алгоритм, Jenkins–Traub, Durand–Kerner, метод Ньютона с уточнением).
- При обнаружении кратных корней использовать специальные техники полировки и аккуратную дефляцию (обычная дефляция может быть неустойчивой).
3) Когда пробовать ручную разложение на квадратичные множители, а когда — численные методы
- Имеет смысл пытаться вручную, если:
- степень невысока (≤4),
- коэффициенты целые/малые рациональные и свободный член невелик (высокая вероятность рациональных корней),
- есть симметрия или очевидные подстановки;
- вам нужен точный аналитический ответ.
- Лучше использовать численные методы, если:
- степень высокая (>4) или коэффициенты произвольные/приближённые,
- нет очевидных рациональных корней или корни комплексные/плотно расположены,
- требуется все корни быстро с контролем стабильности;
- при кратных или близко расположенных корнях — использовать устойчивые численные алгоритмы и последующую полировку (Newton/companion+QR).
Кратко: для данного \(p(x)\) ручная факторизация проста и даёт точный результат \(p(x)=x(x-1)(x-2)^2\). В общем выбирайте ручной путь при малой степени и «хороших» целых коэффициентах, иначе — надёжные численные методы.
Еще