一元二次方程的求根公式是怎麼得出的?

時間 2021-05-11 13:16:18

1樓:jacobian

其實這個問題還是有跡象可尋的,數學裡面有一種很自然的思維是換元和轉化。

我們檢視 ,實際上如果 ,這個方程的求解會變得異常簡單,即.這個是我們觀察到的,那有沒有可能把一次項消掉了,那接下來不就可以很方便的解決這個問題了,實際上真有辦法將一次項消掉,很顯然令

代入有很顯然只要有

得到的關於y的表示式一次項就沒有了,那就有利用 可以得出

到這裡實際上根已經求出來了。

我們回顧一下這個過程實際上,配方法就是這個過程。

.所以實際上這個求根方法,並不是空穴來風,思路還是比較明顯的。

2樓:Kevin Wayne

一元二次方程的標準形式

為方便求解,我們將方程兩邊同時除以 ,化為最高次項(這裡是二次項)係數為 1的(也叫做「首一的」)一元二次方程

根據代數基本定理(Fundamental theorem of algebra),我們知道,任何復係數一元二次方程有且僅有兩個複數根

於是,我們不妨設原方程的兩個解為 、 。考慮到方程的解是使方程成立的所有值,則上述首一的復係數一元二次方程的左邊一定可以因式分解為(等價於)

。展開,得 。

通過比較方程的係數,可以得到下列兩個等式:

兩個解相加 ,

兩個解相乘 。

以上兩個式子給出了一元二次方程的根與係數的關係,又叫做一元二次方程的韋達定理

利用簡單的代數恒等變形,可知一元二次方程的兩根必然滿足以下恒等式:,。

值得注意的是,這兩個恒等式中,分子的第二括號裡面多項式的係數,以及第二個等式中分子每項括號前面的係數剛好就是1 的平方根1、-1。

其中, 可以由韋達定理的 給出。因此,我們只需要知道如何用方程的係數表示 ,就可以用方程的係數表示一元二次方程的兩個根 、 。

於是,我們利用韋達定理構造代數式

。數學上,把這種需要預先構造出來的關於多項式方程 的根的輔助代數式,稱為多項式方程的「預解式」。記作 。

其中,一元二次方程的預解式可記作 或者 。

最後將一元二次方程的韋達定理 與預解式 代入兩根滿足的恒等式,我們完美地求解出一元二次方程的通用求根公式

對於一元三次方程,我們也可以利用同樣的思路,構造出三次方程的求根公式。具體過程如下:

一元三次方程都可以化為 的形式。

由代數基本定理,可知任何復係數一元三次方程有且僅有三個複數根。

於是,我們不妨設原方程的三個解為 、 、 ,則上述首一的復係數一元三次方程的左邊一定可以因式分解為(等價於)

。展開,得 。

通過比較方程的係數,可以得到下列三個等式,也就是一元三次方程的韋達定理

三個解相加 ,

三個解兩兩相乘再相加 ,

三個解相乘 。

利用簡單的代數恒等變形,可知一元三次方程的三根滿足類似的恒等式,,

。這裡,每個恒等式中,分子的後兩項括號裡面多項式的係數,以及後兩個等式中分子每項括號前面的係數 1、ω(即 )、ω(即 ) ,其實就是1 的立方根

其中, 可以由韋達定理的 給出。因此,我們只需要知道如何用方程的係數表示 和 ,就可以用方程的係數表示一元三次方程的兩個根 、 、 。

換言之,一元三次方程的預解式為,。

進而,一元三次方程根的表示式可以被簡潔地記作

, , 。

最後,通過構造預解式再代回三個根滿足的恒等式,我們就可以推導出三次方程的求根公式:

事實上,對於任何次數的多項式方程

,可以證明,根與係數之間的關係都滿足相同形式的一組等式,記作 ( ):

所有根相加 ,

所有根兩兩相乘再相加,

所有根三三相乘再相加,

所有根相乘 。

數學上將這組公式稱作「韋達公式」或「韋達定理」。

根據複數範圍內加法、乘法的交換律,我們知道,任意交換其中兩個根的位置, 的值都不變,也就是說:根在這些式子中的位置是等同的, 個不同的根的表示式可以任意排序。多項式代數中也將韋達公式稱為關於多項式方程的「基本對稱多項式」。

求解任意次數的一元多項式方程,我們總可以利用類似的方法,由韋達定理 出發,利用恒等變形構造出一系列預解式 ,進而構造出通用的求根公式 、 、 、…、 。

3樓:被千錘百鍊的小W

一元二次方程的求根公式匯出過程如下:

(為了配方,兩邊各加

(化簡得)。

一元二次方程的求根公式在方程的係數為有理數、實數、複數或是任意數域中適用。

科學計算器怎麼算一元二次方程?

電卓院亜紀良 如果需要求解一元二次方程,建議使用卡西歐的fx 95CN X或者fx 991CN X,直接進入 方程 函式 模式,輸入二次項 一次項 常數項的係數,然後直接求解。具體可以看看這篇文章所介紹的求解方法 電卓院亜紀良 fx 991CN X方程 組 求解功能的使用 如果計算器不具備解方程的功...

一元三次方程的求根公式怎麼證明

種花萬歲 證明很簡單,代入證明即可。你想問的是怎麼得到的吧?先配方消去二次項,設x p q,利用 p q 3 3pq p q p 3 q 3和原方程比較係數 牛背上的春天 推導過程 1 方程x 3 1的解為x1 1,x2 1 2 i 3 2 x3 1 2 i 3 2 2 2 方程x 3 A的解為x1...

類似於 一元二次方程組的解為 x a,x b 這種命題是否與真值表相悖?

若是僅攷慮命題,下面的公式是正確的 1.p to a vee b leftrightarrow p to a vee p to b 證明很容易,略。最笨的方法是用真值表去驗證,當然有簡單的方法,不提。高中生可能不知道薀含的真值表是什麼,可自己查一下。上面有很多人說 p to a vee b 和 p ...