浅谈一元三次方程解法
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浅谈一元三次方程解法
尤茗雯
鞍山市第一中学20届创新2班
【摘要】
一元三次方程在高一外围知识中有时是一个大题中必要的解题环节,利用因式分解、试根法和倒数法可以快速巧妙解决一元三次方程根的问题,规避运用繁琐的公式解根和虚数问题.
【关键词】
一元三次方程;降次;根
一元方程中含:一元一次方程、一元二次方程和高次方程。
前两者在初中,就已经接触了,在高中继续作为学习内容。
它们都一定有确定解根的方法(有根的情况下)。
但高次方程则不一样,只有其中的一元三次方程在高中作为选修内容稍做提及,且解法较为复杂,简单的试根法有猜测部分,这种未知引起了我的兴趣,在这个假期我对它进行了初步的研究。
1.定义
只含有一个未知数,并且未知数项的最高次数是3的整式方程叫做一元三次方程。
2.原理:
作为一个现阶段只上了半年高中的高中生,想利用现有公式解决一元三次方程根的问题还不能够达到,因为这涉及到了虚数“i”。
而所学知识中涉及到的最高此项只有二次,所以想用现有知识解决问题,必须降次。
所以降次成为方法的主要方向。
未知数相乘,使次数产生,由此反推,只要能够找到一个因式,并除以这个因式,就可以达到降次.
2。
一元三次方程解法
2。
1根的个数
可以用导数证明一元三次函数的根的个数分为:1个、2个或3个。
f(x)= ax3+bx2+cx+d,f’(x)=3ax2+2bx+c
2。
2因式分解法
与二次方程相似,一元三次方程可以分解为:
(x-x1)(x—x2)(x—x3)=0
的形式,那么x1、x2、x3就是这个方程的根。
因式分解好的人,这个方法的确不错,较简单、较快.理论上所有的一元三次方程都可
以分,但有些x1、x2、x3就会变成分数,所以对于实际解题来说,并不是所有的方程都适合,还是有局限性的
2。
3试根法
2。
3。
1
作为2。
2的特殊情况,一元三次方程中,如果各项系数之和等于零,则1是方程的根;如果偶次项系数之和等于奇次项系数之和,则—1是方程的根.(即x1=1或-1)。
这时可将该方程用大除法或因式分解法除以(x—1)或者(x+1),降低方程次数后,按照一元二次方程的根的解法即可求根.
这是一个在解一元三次方程中是本人较为喜欢的一种,是最简单,快捷的。
但局限性较大,对于系数的要求高。
2.3。
2
变式:还有有时因式未知数的系数并不唯1【(px-q)】,原理相同。
若此时把因式做整式的乘法,可得,p为三次项系数的约数,q为常数项系数的约数。
2。
4倒数法
作为2。
2另一种看起来就很趣有的变式,系数成首尾等距离的对称形式的方程,叫做倒数方程。
如:
ax3+bx2+cx+d=0,其中a=d,b=c或a=—d,b=-c。
显然,此类方程没有零根.且必有一个根为1或-1(见2。
3.1),且可由计算得除以因式(x—1)或(x+1)后,该方程仍是一个倒数方程,这就是此类方程的求根方法,可以达到降次的目的,之后就是一元二次方程的解法了。
另外:若k是这个方程的根,那么1\k也是这个方程的根。
设:k为方程ax3+bx2+cx+d=0的根。
ak3+bk2+ck+d=0两边同时除以k3,得
a+b\k+c\k2+d\k3=0
即d\k3+c\k2+b\k+a=0
此时可以得出另一个结论:k为方程ax3+bx2+cx+d=0的根,则1\k为方程
dx3+cx2bx+a=0的根.
又因为,a=d,b=c或a=—d,b=—c
所以,方程可以改为
a\k3+b\k2+c\k+d=0(—a\k3-b\k2-c\k—d=0同)
所以,1\k也是这个方程的根。
所以,原题得证。