有什麼公式可以解三次方程?
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卡爾丹諾的方法
令K為域,可以進行開平方或立方運算。要解方程只需找到一個根r,然後把方程除以x − r,就得到一個二次方程,而我們已會解二次方程。
在一個代數封閉域,所有三次方程都有三個根。複數域就是這樣一個域,這是代數基本定理的結果。
解方程步驟:
把原來方程除以首項係數a (),得到:
,其中,,。
代換未知項,以消去二次項。當展開,會得到這項,正好抵消掉出現於的項。故得:
,其中p和q是域中的數字。
來一妙著:記。前一方程化為。
展開:。
重組:。
分解:。
因為多了一個未知項(和代替了),所以可加入一個條件,就是:
,由此導出。
設和。我們有和因為。所以和是輔助方程的根,這方程我們已會解出。
接下來,和 是和的立方根,適合,,最後得出。
在域裡,若和 是立方根,其他的立方根就是和,當然還有和,其中是單位的立方根。
因為乘積固定,所以可能的是,和。因此三次方程的其他根是和。
[編輯] 判別式
最先嘗試解的三次方程是實係數(而且還是整數)。因為實數域並非代數封閉,方程的根數目不一定是3。所遺漏的根都在裡,就是的代數閉包。其中差異出現於和的計算中取平方根時。取立方根沒有產生問題。
可以證明實數根數目依賴於輔助方程的判別式Δ = p3 / 27 + q2 / 4,:
若Δ > 0,只有一個實根,其他兩個是共軛複根。
若Δ = 0,有一個實重根:一個三重根或一個二重根和一個單根,都是實根。
若Δ < 0,有三個實根。
注意到至少有一實根存在,這是因為非常數多項式在和的極值是無窮大,對奇次多項式這兩個極限異號。由於多項式是連續函數,從介值定理知道它在某點的值為0。
收錄日期: 2021-04-16 12:21:12
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