三次方程的解?
一般情形 令K为域,可以进行开平方或立方运算。要解方程只需找到一个根r,然后把方程 图片参考:upload.wikimedia/math/0/9/b/09bc1131a281bb62e645ac010ed51c67 除以x − r,就得到一个二次方程,而我们已会解二次方程。 在一个代数封闭域,所有三次方程都有三个根。复数域就是这样一个域,这是代数基本定理的结果。 解方程步骤: 把原来方程除以首项系数a ( 图片参考:upload.wikimedia/math/d/f/4/df44347863ac17dc898a13f44f681d01 ),得到: 图片参考:upload.wikimedia/math/e/d/b/edba1d0732f9c34923658c6b94d199d6 。 代换未知项 图片参考:upload.wikimedia/math/2/7/7/277b2d1a9e75598ed1dd24a77f334ea0 。故得: 图片参考:upload.wikimedia/math/e/b/5/eb5067c1df2180e71bf154ef1000a047 ,其中p和q是域中的数字。 来一妙著:记 图片参考:upload.wikimedia/math/e/5/5/e55d94c198dbf390b22c776448e2c22d 。 展开: 图片参考:upload.wikimedia/math/0/a/c/0ac81364bad4183a48f80f707ce682b1 。 重组: 图片参考:upload.wikimedia/math/a/b/1/ab1ec218861f3b22cab5e326cbc80245 。 分解: 图片参考:upload.wikimedia/math/8/f/d/8fdf44e1c11b71e3b486803e10e357b5 。 因为多了一个未知项( 图片参考:upload.wikimedia/math/7/7/6/77698ae92ac0435f8da1e266eeb528e3 ),所以可加入一个条件,就是: 图片参考:upload.wikimedia/math/6/8/6/6865b500a90b0baf0c3c33c55741d8d6 。 设 图片参考:upload.wikimedia/math/0/2/8/0281603a15f0735e68981af227bde9c5 的根,这方程我们已会解出。 接下来, 图片参考:upload.wikimedia/math/8/7/b/87b8bf04d95e5993d17cca40efc9ea5c 。 在域 图片参考:upload.wikimedia/math/b/f/e/bfeb545600e3abbc7b84353936b388f1 是单位的立方根。 因为乘积 图片参考:upload.wikimedia/math/6/1/7/617acff074253977d7c5bad1f6f4ded3 。 实数情形 最先尝试解的三次方程是实系数(而且还是整数)。因为实数域并非代数封闭,方程的根数目不一定是3。所遗漏的根都在 图片参考:upload.wikimedia/math/c/3/f/c3f97a4420c67227501e8aa037c1c616 的计算中取平方根时。取立方根没有产生问题。 可以证明实数根数目依赖于辅助方程的判别式(乘以27) 图片参考:upload.wikimedia/math/4/c/7/4c70cf2a4b95a003e0ec6e1fd918f9ba : 若Δ > 0,只有一个实根,其他两个是共轭复根。 若Δ = 0,有一个实重根:一个三重根或一个二重根和一个单根,都是实根。 若Δ < 0,有三个实根。 注意到至少有一实根存在,这是因为非常数多项式在 图片参考:upload.wikimedia/math/a/9/8/a9854a9381d4808dfc1e2d223a8f7110 的极值是无穷大,对奇次多项式这两个极限异号。由于多项式是连续函数,从介值定理知道它在某点的值为0。 第一个例子 解 图片参考:upload.wikimedia/math/a/5/f/a5fc3d8b6c5ab520e7acdc3f8fa46e31 。 我们依照上述步骤进行: 图片参考:upload.wikimedia/math/d/b/5/db5ce266c35d74ab5e8c47cd26815a9c (全式除以2) 设x = t + 1,故t = x − 1,代换: 图片参考:upload.wikimedia/math/4/4/0/440ee25c24194059cbcb18d3634f060d 。 x = u + v,U = u3,V = v3。设U + V = − 1和UV = − 1。U和V是X2 + X − 1 = 0的根。 图片参考:upload.wikimedia/math/0/a/c/0ac3bac855d0e2cd4036520c83be3227 , 图片参考:upload.wikimedia/math/e/4/e/e4e29e5b3434a1e6678b3e762eba817d 。 t = x − 1 = u + v − 1 图片参考:upload.wikimedia/math/c/2/1/c21dd2b133fd0660a95960c23af2d635 第二个例子 这是一个历史上的例子,因为它是邦别尼考虑的方程。 方程是x3 − 15x − 4 = 0。 从函数 图片参考:upload.wikimedia/math/c/4/e/c4ec77426dfe2f3005b06e8f968f158c 算出判别式的值Δ = − 13068 < 0,知道这方程有三实根,所以比上例更容易找到一个根。 首两步都不需要做。做第三步:x = u + v,U = u3,V = v3。 U + V = 4和UV = 125。 图片参考:upload.wikimedia/math/c/3/f/c3f97a4420c67227501e8aa037c1c616 是X2 − 4X + 125 = 0的根。这方程的判别式已算出是负数,所以没有实根。很吊诡地,这方法必须用到复数求出全是实数的根。这是发明复数的一个理由:复数是解方程必需工具,即使方程或许只有实根。 我们解出U = 2 − 11i和V = 2 + 11i。取复数立方根不同于实数,有两种方法:几何方法,用到辐角和模(把辐角除以3,取模的立方根);代数方法,分开复数的实部和虚部: 现设u = a + bi。 u3 = 2 − 11i等价于: a3 − 3ab2 = 2 (实部) 3a2b − b3 = − 11 (虚部) a2 + b2 = 5 (模) 得到a = 2和b = − 1,也就是u = 2 − i,而v是其共轭:v = 2 + i。 归结得x = u + v = (2 − i) + (2 + i) = 4,可以立时验证出来。 其他根是 图片参考:upload.wikimedia/math/1/3/b/13bd37e6a72c6678e72f4dbc5ab78579 。 当Δ是负, 图片参考:upload.wikimedia/math/b/f/c/bfc9057e9d5bd1fa1b5c29c6003cc28e ); 所以我们可确保x是实数,还有x'和x''。
我相信你要的是三次方程的代数解吧!这必须要有复数 (plex numbers) 的基础。(即使所有解都是实数,但解的过程仍涉及复数的知识)。 以下是一个解法。(假设你对复数有一定认识,如果你不懂的话,你还是先把它搞清楚吧。只要你懂得解 x^3 = 1 的三个根便可以继续……) 题: 解 ax^3 + bx^2 + cx + d = 0 ...(1) 解: 设 u 和 v 为任意实数,使得 y = u + v ...(2) 是三次方程 y^3 + py + q = 0 ... (3) 的根(注意,这个方程没有二次项,而三次项的系数是 1)。把根代入方程,得 u^3 + 3u^2 v + 3uv^2 + v^3 + p(u + v) + q = 0 (u^3 + v^3) + 3uv(u + v) + p(u + v) + q = 0 (u^3 + v^3) + (3uv + p)(u + v) + q = 0 ... (4) 这里,由于 y = u + v 这个式子当中, u 可取任何数值,所以不妨对 u 和 v 设立一些限制。 现在限制 (4) 式中, (3uv + p) 必须等于0,即 uv = -p / 3 ...(5) 并且从 (4) 式得到 (u^3 + v^3) = -q 现在为了解出 u 和 v,我们可以建立一个以 u^3 和 v^3 为根的二次方程。 由于两根之和 = -q,并两根之积 = (uv) ^ 3 = -p / 27 因此,该方程是 t^2 + qt - p / 27 = 0 ...(6) 不妨又设这二次方程 (6) 的两个根为 h 和 k。 解得 h 和 k 之后,我们需要解两条简单的三次方程: h = u^3 k = v^3 由于这个式各有三个根 u = h^(1/3),wh^(1/3),w^2 h^(1/3) v = k^(1/3),wk^(1/3),w^2 k^(1/3) 其中 w 是二次方程 1 + r + r^2 = 0 的一个根。 因此 (2) 式 y = u + v 共有九个可能的组合。然而,(2) 式是三次方程 (3) 的根,因此这九个可能的组合中只有三个组合是正确的。 注意 u 和 v 必须 (5) 式,因此 u 和 v 相乘之后不会出现 w 这个数值。由于 w^3 = 1 (why? 如果你懂得复数的话,你应该明白的),因此只有以下三个组合 u = h^(1/3),v = k^(1/3) u = wh^(1/3),v = w^2 k^(1/3) ... (7) u = w^2 h^(1/3),v = wk^(1/3) 现在,这三个 u 和 v 的组合中所得的三个 y = u + v 便是三次方程 (3) 的三个根了。 好了!以上即是说明,若果三次方程中没有二次项,则可以用上述方法解出三次方程的三个根了。现在考虑方程 (1) ax^3 + bx^2 + cx + d = 0 设 x = y + f ...(8) 代入 (1) 可得 a(y+f)^3 + b(y + f)^2 + c(y + f) + d = 0 然后找出 y^2 项的系数 y^2 项的系数 = 3af + b 并设 y^2 项的系数为 0,即 3af + b = 0 f = -b / 3a ...(9) 现在我们把一条关于 x 的三次方程化为没有 y^2 项的三次方程,那么可以从上面方法解得 y,并从 (8)、(9) 解得 x = y + f x = y - b / 3a ...(10) Q.E.D. 那么,要解一般的三次方程式 (1), 第一步:用 (8)、(9) 计算 f、p 和 q 的值。 (这一步是为了建立 (3) 式,注意要确保 y^2 项消去,并且 y^3 项的系数为 1。) 第二步:解方程 (6),并按 (7) 取得方程 (3) 的三个根。 (注意,w 是当作一个常数,而这些根均是以 w 表示。) 第三步:把 (3) 的根代入 (10) 得 (1) 的根。 补充一些定理 1. 从中值定理 (intermediate value theorem) 可知,实系数的三次方程至少有一个实根。 2. 从代数基本定理(fundamental theorem of algebra) 可知,n 次方程(n 为正整数)在复数有 n 个根(包括多重根)。
参考: 如果你系 AL pure math
可以试试找一些长题目(应该数量不多) 是用这方法解三次方程
你也可去 *** 找找看
en. *** /wiki/Cubic_equation 一至四次方程都有general formula去解 五次或以上就没有
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《战胜拖拉(升级版)》([美] 尼尔·菲奥里)电子书网盘下载免费在线阅读资源链接:链接: https://pan.baidu.com/s/1hNSgtMGbo2NkuCyMNX3AcA 提取码: 1234书名:战胜拖拉(升级版)作者:[美] 尼尔·菲奥里译者:张心琴豆瓣评分:7.7出版社:东方出版社出版年份:2013-11-1页数:200内容简介:生活是不是就像一连串不可能尽到的义务?时间规划是不是永远不靠谱?工作或者不工作的时候是不是都会感到内疚?是不是在害怕受到评判而被别人发现自己不够资格?不满足吗?泄气吗?抑郁吗?你不是一个绝对的拖拉者,也不是一个绝对的懒惰者!人人都有试图推迟甚至逃避任务和目标的心理,拖拉并不是完成任务过程中产生问题的原因,它是我们企图解决背后一系列问题时的一种尝试!你的拖拉只是为了抵御失败的恐惧,战胜拖拉就是战胜恐惧!《战胜拖拉》不是喋喋不休的建议堆积,而是一套拖拉动力学方案。本书是关于战胜拖拉的奠基之作,对生活、工作、人类潜能和拖拉问题下了积极的定义,将教你如何在生活中安排更多的休闲时间,无忧无虑地享受生活。拖拉,是你在应对由开始或完成一项工作任务所产生的焦虑时所形成的一种习惯。它是一种处理乏味的或无法完成的工作任务时,人们所采取的并不成功的解决办法。 当你利用战胜拖拉的策略来消除焦虑、恐惧和自我怀疑的心理时,你就可以不再用拖拉的方式来进行逃避,而且还能够让你的效率倍增,并且通常也能让你的收入翻倍。 当你学会了有效率地工作——在喷发状态中,酣畅淋漓地运用更多脑细胞的力量——你就没有那么多理由逃避重要的、需要优先考虑的工作任务了。别怕,我知道你为什么拖拉!作者简介:[美]尼尔.菲奥里美国前101空降师军官,拥有经济学学士和心理学学士双学位,曾在《新英格兰医学杂志》、《健康》、《创业家》和其他一些大众杂志上多次发表专业文章。作为企业培训师,他曾与柏克德(Bechtel)、美国电话电报公司(AT&T)及李维.斯特劳斯(Levi Strauss)有过多次合作。作为心理学家和作家,他已经帮助成千上万的人变得更有效率,并帮助他们发挥了最大的潜能。
三次方程的解法发现
中国南宋伟大的数学家秦九韶在他1247年编写的世界数学名著《数书九章》一书中提出了数字一元三次方程与任何高次方程的解法“正负开方术”,提出“商常为正,实常为负,从常为正,益常为负”的原则,纯用代数加法,给出统一的运算规律,并且扩充到任何高次方程中去。这个方法比几百年以后欧洲数学家所提出的计算方法要高明许多。现在,这种方法被后人称为“秦九韶程序”。世界各国从小学、中学到大学的数学课程,几乎都接触到他的定理、定律和解题原则。欧洲三次方程解法的发现是在16世纪的意大利,那时,数学家常常把自己的发现秘而不宣,而是向同伴提出挑战,让他们解决同样的问题.想必这是一项很砥砺智力,又吸引人的竞赛,三次方程的解法就是这样发现的.最初,有一个叫菲奥尔的人,从别人的秘传中学会了解一些三次方程,便去向另一个大家称为塔尔塔利亚的人挑战.塔尔塔利亚原名丰塔纳,小时因脸部受伤引起口吃,所以被人称为塔尔塔利亚(意为口吃者).他很聪明,又很勤奋,靠自学掌握了拉丁文,希腊文和数学.这次他成功解出了菲奥尔提出的所有三次方程,菲奥尔却不能解答他提出的问题.当时很有名的卡尔丹于是恳求他传授解三次方程的办法,并发誓保守秘密,塔尔塔利亚才把他的方法写成一句晦涩的诗交给卡尔丹.后来卡尔丹却背信弃义,把这个方法发表在1545年出版的书里.在书中他写道:波伦亚的费罗差不多在三十年前就发现了这个方法,并把它传给了菲奥尔.菲奥尔在与塔尔塔利亚的竞赛中使后者有机会发现了它.塔尔塔利亚在我的恳求下把方法告诉了我,但保留了证明.我在获得帮助的情况下找出了它各种形式的证明.这是很难做到的.卡尔丹的背信弃义使塔尔塔利亚很愤怒,他马上写了一本书,争夺这种方法的优先权.他与卡尔丹的学生费拉里发生了公开冲突。最后,这场争论是以双方的肆意谩骂而告终的。三次方程解法发现的过程虽不愉快,但三次方程的解法被保留了下来。由于卡尔丹在1545年首先发表了三次方程X^3+pX+q=0的解法,因此数学资料称此解法为“卡尔丹公式”并沿用至今。以下介绍的三次方程X^3+pX+q=0的解法,就是上文中提到的卡尔丹公式解法。