推导三次以及四次方程的求根公式

推导三次以及四次方程的求根公式本文探讨了三次方程的标准化形式 并通过代换法将其转换为可求解的形式

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三次方程一般形:

         推导三次以及四次方程的求根公式

         推导三次以及四次方程的求根公式

带入上述方程

  推导三次以及四次方程的求根公式

省略号标识x的一次以及0次各项.由此可见,含有x^2的项是互相抵消了,所以,任意一个三次方程都可以划归为这种形式:

推导三次以及四次方程的求根公式

     推导三次以及四次方程的求根公式

于是有:

推导三次以及四次方程的求根公式

无论两数和u+v是怎样的,我们永远可以要求他们的积等于一个预先给定的值,因为如果给定了u+v=A, B=uv,B的值域可以归结为求抛物线方程的值域问题,或者空间坐标系中抛物线z=xy与x+y=A平面交线z坐标的问题,如下图:

推导三次以及四次方程的求根公式

B的任意值,在复数域上u都有对应的解.

推导三次以及四次方程的求根公式

我们可以要求

   推导三次以及四次方程的求根公式 

因为这样,可以使得上次不包括u和v的一次项.得到

    推导三次以及四次方程的求根公式

由方程组容易构成以u^3和v^3为根的二次方程.

推导三次以及四次方程的求根公式

可以得到u^3和v^3是二次方程

    推导三次以及四次方程的求根公式

根据二次方程求根公式:

推导三次以及四次方程的求根公式

所以:

推导三次以及四次方程的求根公式

 其中:

  \Delta =\frac{q^2}{4}+\frac{p^3}{27}=(\frac{q}{2})^2+(\frac{p}{3})^3

称为判别式!

即便所有根都为实数根,仍然可能遇到判别式为负数的情况,导致虚数被发现,逐渐收到重视!

三次方程必定有一个实数解,此公式给出的就是这个解,另外两个解可以通过长除法,将三次方程转换为二次方程,求二次方程的虚/实根.

四次方程求根公式推导过程

四次方程的一般式为:

 y^4+ay^3+by^2+cy+d=0

先进行变量替换

y=x-\frac{a}{4}

则化为下列一般首1的简化四次方程:

x^4+px^2+qx+r=0

法国数学家笛卡尔提出的方法:

x^4+px^2+qx+r=(x^2+kx+l)(x^2+nx+m)

分别比较等式两边各项系数,可以得出:

n=-k, l+m-k^2=p, k(m-l)=q, lm=r.

这个经典解法是十六世纪的意大利数学家得到的。

历史上,意大利数学家的这个成就发生了很大影响,在当时,新时代的科学还是第一次超过了旧时代的成就,整个中世纪只是处于了解古代著作的潮流影响之下,而终于在这里解决了古代所不能解决的的问题,这是在新的计算科学,解析几何,微分学以及积分学被发现的一百年的时候,这些新的计算学科最终地肯定了新的科学比旧的优越。

这让我想到了我们的情况,长久以来,包括现在,我们一直都陶醉在古老文明的坟头上不愿离去,所以不乏鼓吹孔老二,中医这样的骗子还在一直活跃。不愿意承认别人的优秀,这样的科研学习环境,是没有希望的。

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