• 一元三次方程求根公式及韦达定理


    转自百度百科

    公式法(卡尔丹公式)

     
    (如右图所示)
    若用A、B换元后,公式可简记为:
    x1=A^(1/3)+B^(1/3);
    x2=A^(1/3)ω+B^(1/3)ω^2;
    x3=A^(1/3)ω^2+B^(1/3)ω。
     
    一元三次方程求根公式判别法
     
    当△=(q/2)^2+(p/3)^3>0时,有一个实根和一对个共轭虚根
    当△=(q/2)^2+(p/3)^3=0时,有三个实根,其中两个相等;
    当△=(q/2)^2+(p/3)^3<0时,有三个不相等的实根

    一元三次方程求根公式推导

    第一步:
    ax^3+bx^2+cx+d=0(a≠0)
    为了方便,约去a得到
    x^3+kx^2+mx+n=0
    令x=y-k/3 ,
    代入方程(y-k/3)^3+k(y-k/3)^2+m(y-k/3)+n=0 ,
    (y-k/3)^3中的y^2项系数是-k ,
    k(y-k/3)^2中的y^2项系数是k ,
    所以相加后y^2抵消 ,
    得到y^3+py+q=0,
    其中p=-k^2/3+m ,
    q=(2(k/3)^3)-(km/3)+n。
    第二步:
    方程x^3+px+q=0的三个根为:
    x1=[-q/2+((q/2)^2+(p/3)^3)^(1/2)]^(1/3)+[-q/2-((q/2)^2+(p/3)^3)^(1/2)]^(1/3);
    x2=w[-q/2+((q/2)^2+(p/3)^3)^(1/2)]^(1/3)+w^2[-q/2-((q/2)^2+(p/3)^3)^(1/2)]^(1/3);
    x3=w^2[-q/2+((q/2)^2+(p/3)^3)^(1/2)]^(1/3)+w[-q/2-((q/2)^2+(p/3)^3)^(1/2)]^(1/3),
    其中w=(-1+i√3)/2。
    ×推导过程:
    1、方程x^3=1的解为x1=1,x2=-1/2+i√3/2=ω,x3=-1/2-i√3/2=ω^2 ;
    2、方程x^3=A的解为x1=A^(1/3),x2=A^(1/3)ω,x3=A^(1/3)ω^2 ,
    3、一般三次方程ax^3+bx^2+cx+d=0(a≠0),两边同时除以a,可变成x^3+sx^2+tx+u=0的形式。
    再令x=y-s/3,代入可消去次高项,变成x^3+px+q=0的形式。
    设x=u+v是方程x^3+px+q=0的解,代入整理得:
    (u+v)(3uv+p)+u^3+v^3+q=0 ①,
    如果u和v满足uv=-p/3,u^3+v^3=-q则①成立,
    由一元二次方程韦达定理u^3和V^3是方程y^2+qy-(p/3)^3=0的两个根。
    解之得,y=-q/2±((q/2)^2+(p/3)^3)^(1/2),
    不妨设A=-q/2-((q/2)^2+(p/3)^3)^(1/2),B=-q/2+((q/2)^2+(p/3)^3)^(1/2),
    则u^3=A;v^3=B ,
    u= A^(1/3)或者A^(1/3)ω或者A^(1/3)ω^2 ;
    v= B^(1/3)或者B^(1/3)ω或者B^(1/3)ω^2 ,
    但是考虑到uv=-p/3,所以u、v只有三组解:
    u1= A^(1/3),v1= B^(1/3);
    u2=A^(1/3)ω,v2=B^(1/3)ω^2;
    u3=A^(1/3)ω^2,v3=B^(1/3)ω,
    最后:
    方程x^3+px+q=0的三个根也出来了,即
    x1=u1+v1=A^(1/3)+B^(1/3);
    x2=A^(1/3)ω+B^(1/3)ω^2;
    x3=A^(1/3)ω^2+B^(1/3)ω。
     
    关于三次方程的韦达定理
     
    设原方程为ax^3+b^2+cx+d=0;
    由代数基本定理加上数学归纳法可推出其能分解成a(x-x1)(x-x2)(x-x3)的形式(x1,x2,x3∈复数域)
    所以可以推出
    x1x2x3=-(d/a)
    x1x2+x2x3+x1x3=c/a
    x1+x2+x3=-b/a
    这就是三次方程时的韦达定理
     
     
  • 相关阅读:
    SilverLight入门实例(一)
    应聘成功了,要去沪江网上班啦!
    C#中(int)、int.Parse()、int.TryParse、Convert.ToInt32数据转换注意事项
    DataTable和DataSet什么区别
    SQL 通配符
    可以把 SQL 分为两个部分:数据操作语言 (DML) 和 数据定义语言 (DDL)
    发现jquery库的关键字冲突,造成了隐形BUG!(附代码)
    《转载》微软PostScirpt打印机驱动程序原理
    在应聘工作中,不知不觉的完成了一个比较困难的小项目
    在最新的Eclipse 3.6 上配置 Java ME 的开发环境!
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/dancer16/p/6852717.html
Copyright © 2020-2023  润新知