高次方程求根公式的故事
高次方程求根故事
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高次方程求根的故事源远流长,涉及到多个数学家和学派的发展。
以下是关于高次方程求根的几个关键故事:1. 塔尔塔利亚与卡丹的故事:塔尔塔利亚(Tartaglia)是意大利人,他在1535年发现了三次方程的一般解法,被称为“塔尔塔利亚公式”或“卡尔丹公式”(Cardano's formula),尽管公式实际上是由塔尔塔利亚发现的,但他的名字并未被广泛认可。
这个公式的发表对于数学的发展有重要影响,它解决了长久以来三次方程求解的难题。
2. 霍纳方法与鲁菲尼方法的争议:1819年,英国人霍纳(Horner)在皇家学会宣读了一篇数学论文,提出了一种解任意高次方程的巧妙方法,被称为“霍纳方法”。
这一方法在数学界引起了轰动,但由于当时数学界对高次方程求解的理解有限,该方法并未立即被广泛接受。
意大利数学界一度要求将其命名为“鲁菲尼方法”,但这一提议并未得到广泛支持。
3. 费罗的贡献:在文艺复兴时期,意大利数学家费罗(Scipione del Ferro)也对三次方程的解法做出了贡献。
他可能是第一个找到三次方程一般解的人,但遗憾的是,他的方法并未公开,直到塔尔塔利亚独立发现了同样的方法。
4. 高次方程求解的困境:尽管数学家们对于三次和四次方程的求解方法有了突破,但对于五次及以上方程的求解,他们遇到了巨大的困难。
在长达两个世纪的时间里,数学家们尝试了各种方法来求解五次方程,但都未能成功。
这其中包括了诸如莱布尼茨等天才数学家的努力。
最终在19世纪初,挪威数学家阿贝尔(Abel)证明了五次及以上方程无法用根式求解,这一结论标志着高次方程求解问题的一个重要转折点。
这些故事展示了高次方程求根历史的复杂性和多样性,也反映了数学家们在面对难题时的坚韧和创造力。
杨辉 高次方程
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杨辉高次方程
杨辉是中国古代著名的数学家,他在数学领域的贡献非常突出,其中
最为著名的是杨辉三角。
除此之外,杨辉还研究了高次方程,提出了
一种解法,被称为“杨辉法”。
高次方程是指次数大于等于3的方程,例如x³+2x²-3x+1=0。
在古代,人们对高次方程的解法一直很感兴趣,但一直没有找到有效的方法。
直到杨辉提出了自己的解法,才让人们对高次方程有了更深入的认识。
杨辉的解法基于“求根公式”,即通过求出方程的根来解决问题。
他
首先将高次方程化为一个新的形式,然后通过一系列的变换,将其转
化为一个低次方程。
最后,通过求解低次方程的根,得到高次方程的解。
杨辉的解法虽然比较繁琐,但却是一种非常有效的方法。
他的方法不
仅适用于一般的高次方程,还可以用于解决一些特殊的高次方程,例
如“降次法”和“代换法”。
杨辉的研究成果对于中国古代数学的发展起到了重要的推动作用。
他
的方法不仅被广泛应用于数学领域,还被应用于其他领域,例如物理
学和工程学等。
杨辉的贡献被后人称为“中国数学史上的一座丰碑”。
总之,杨辉是中国古代数学领域的杰出人物,他的研究成果对于中国数学的发展起到了重要的推动作用。
他提出的“杨辉法”为解决高次方程提供了一种有效的方法,被广泛应用于数学和其他领域。
杨辉的贡献将永远被人们铭记。
求根公式的演变与发展
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求根公式的演变与发展一、 三次多项式(方程)的求根公式三次多项式(方程)的求根公式,在1545年由意大利数学家塔尔塔利亚(N.Tartaglia )和卡当(H.Cardano )给出。
对于特殊的三次方程,设3()f x x px q 的三个根为(1,2,3)i i 令 23322,cos sin (1)42733q p i 则有331233223333222222q q qq q q对于一般的三次式32(0)ax bx cx d a ,只要令3b y x a ,则可化为3y py q ,再套上述公式,其中2322322927,327ac b b abc a d p q a a 。
二、 四次多项式(方程)的求根公式 四次多项式(方程)的求根公式,由卡当的学生意大利数学家费拉里(L . Ferrari )给出。
设4320x ax bx cx d 配方得2222()()22ax a x b x cx d 两边加上22()24ax t x t ,得 22222()()()()22424axt a at t x b t x c x d (1)适当选择t 使右边二次式的判别式为0,即222()4()()0244at a t c b t d (2)这时式(2)是关于t 的三次方程,可由卡当公式求t ,设0t 是式(2)的任一根,代入式(1)后,得22222000()()2244t t axa x b t x d (3)将式(3)移项分解因式,可得两个二次方程: 222000222000()()02424()()02424t t a a xb t x d t t a a x b t x d ……(4) 解方程组(4),即可得原四次方程的 4 个根。
三、 五次以上的多项式(方程)的求根公式对于一般的五次以上的多项式(方程),1824年由挪威数学家阿贝尔(Abel)首先证明不存在求根公式;1828年法国数学家伽罗华(Galois)彻底 解决了这个问题,他不仅证明了所有n (≥5)次多项式都适用的求根公式不存在,而且给出了具有求根公式的具体的n (≥5)次多项式所应满足的条件。
一元高次方程的求解
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一元高次方程的求解求解一元高次方程曾是数学史上的难题。
让你去求解一个一元一次,二次方程方程或许是简单的,但三次,四次或更高次的方程呢?为了解决这一问题,数学家们奋斗了几个世纪。
让咱们一路来看一下数学尽力的功效。
n 次方程的一样表达式是101100,0,n n n n a x a x a x a a --++⋅⋅⋅++=≠而1011()n n n n f x a x a x a x a --=++⋅⋅⋅++称为n 次多项式,其中00a ≠。
当系数01,,a a 1,,n n a a -⋅⋅⋅都是实数时,称()f x 是n 次实多项式,当系数中至少有一个为复数时,称()f x 为n 次复系数多项式。
若是存在复数α,使得()0f α=,就称α是n 次方程()0f x =的一个根,或称为n 次多项式()f x 的一个根。
1799年,年仅22岁的德国数学家高斯在他的博士论文中第一证明了“代数大体定理”:复数域上任一个次数大于零的多项式,至少有一个复数根。
依照代数大体定理能够推出:复数域上n 次多项式恰有n 个复数根,其中k 重根以k 个根计算。
这一结论也能够用多项式的因式分解语言来表达:“复数域上任何n 次多项式都能够分解成n 个一次式的乘积。
”代数大体定理是一个纯粹的多项式根的存在定理,它没有给出求根的具体方式。
要求得n 次方程的根,一样是希望取得n 次方程1011()0n n n n f x a x a x a x a --=++⋅⋅⋅++= ①的求解公式,如二次方程20(0)++=≠②的求根公式那样。
众所周知,方ax bx c a程②的解早在古代的巴比伦、埃及、中国、印度、希腊等国的数学高作中,都有不同的表述方式。
一个n次方程①的求根公式是指,①的根通过其系数经由加、减、乘、除和乘方、开方的表示式,也称这种情形为方程有根式解。
三次和高于三次的方程是不是有根式解?也确实是说,是不是有求根公式?通过漫长的研究之路,直到16世纪,意大利数学家卡当及其助手才前后给出了三次和四次方程的根式解。
高次方程的解法
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高次方程是指方程中最高次数的项大于等于2的方程。
高次方程的解法较为复杂,需要运用代数的知识和数学推导方法。
本文将介绍高次方程的解法。
一般来说,高次方程的解法可以分为两种:一种是可以直接求解得到解析解的方程,另一种是无法得到解析解,只能通过数值逼近的方法求解。
对于可直接求解得到解析解的高次方程,我们可以通过一系列的代数操作将方程化简为一元二次方程、三次方程或四次方程等可以直接求根的方程。
例如,对于二次方程ax^2+bx+c=0,我们可以使用求根公式x=(-b±√(b^2-4ac))/2a来求解方程的根。
而对于三次方程和四次方程,我们可以使用卡尔达诺公式和费拉里公式来求解方程的根。
然而,对于高于四次的高次方程,我们无法直接求解得到解析解。
这是由于高于四次的高次方程在一般意义上是不可解的。
对于这种情况,我们可以通过数值逼近的方法来求解方程的近似解。
常用的方法有二分法、牛顿迭代法和割线法等。
这些方法通过不断的迭代计算,逐渐逼近方程的解,并可能得到任意精度的解。
除了上述的解法之外,高次方程还存在一些特殊的解法。
例如,对于特殊形式的高次方程,我们可以使用因式分解的方法来求解。
对于齐次方程,我们可以使用换元的方法将方程转化为更简单的形式。
对于含有参数的高次方程,我们可以通过改变参数的值来研究方程解的变化规律。
除了解析解和数值逼近的方法之外,我们还可以使用图像分析的方法来研究高次方程的解的性质。
通过绘制方程的图像,我们可以获得方程解的一些性质,例如解的个数、解的分布等。
这对于我们理解方程的解具有重要的启示作用。
综上所述,高次方程的解法包括可直接求解得到解析解的方程、通过数值逼近方法求解的方程,以及一些特殊解法和图像分析方法。
对于高次方程的解法,我们需要灵活运用代数的知识和数学推导方法,并结合具体的问题进行分析和求解。
通过研究高次方程的解法,我们可以进一步深入理解和探索数学的奥秘。
高次方程解法[整理版]
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高次方程解法1.高次方程的定义整式方程未知数次数最高项次数高于2次的方程,称为高次方程。
2.高次方程的一般形式高次方程的一般形式为anx^n+an-1x^n-1+-------+a1x+a0=0等式两边同时除以最高项系数,得:anx^n/an+an-1x^n-1/an+--------+a1x/an+a0/an=0所以高次方程一般形式又可写为x^n+bnx^n-1+-------b1x+b0=03.高次方程解法思想通过适当的方法,把高次方程化为次数较低的方程求解4.高次方程根与系数的关系按这个高次方程的形式x^n+bn-1x^n-1+-------b1x+b0=0,那么有所有根相加等于系数bn-1的相反数所有根两两相乘再相加等于系数bn-2所有根三三相乘再相加等于系数bn-3的相反数依次类推,直到所有根相乘,等于(-1)^nb05.阿贝尔定理对于5次及以上的一元高次方程没有通用的代数解法和求根公式(即通过各项系数经过有限次四则运算和乘方和开方运算无法求解),这称为阿贝尔定理。
换句话说,只有三次和四次的高次方程可解.下面介绍三次和四次方程的解法。
6.四次方程解法卡尔丹公式诞生后,卡尔丹的学生费拉里便发明了一元四次方程的求根公式。
【费拉里公式】一元四次方程aX^4+bX^3+cX^2+dX+e=0,(a,b,c,d,e∈R,且a≠0)。
令a=1,则X^4+bX^3+cX^2+dX+e=0,此方程是以下两个一元二次方程的解。
2X^2+(b+M)X+2(y+N/M)=0;2X^2+(b—M)X+2(y—N/M)=0。
其中M=√(8y+b^2—4c);N=by—d,(M≠0)。
y是一元三次方程8y^3—4cy^2—(8e—2bd)y—e(b^2—4c)—d^2=0的任一实根。
7.三次方程解法一元三次方程的求根公式用通常的演绎思维是作不出来的,用类似解一元二次方程的求根公式的配方法只能将型如aX^3+bX^2+cX+d=0的标准型一元三次方程形式化为X^3+pX+q=0的特殊型。
阿贝尔-鲁菲尼定理-详解
![阿贝尔-鲁菲尼定理-详解](https://img.taocdn.com/s3/m/f31658f0bb68a98270fefae0.png)
阿贝尔-鲁菲尼定理-详解阿贝尔-鲁菲尼定理(Abel - Ruffini theorem)目录• 1 什么是阿贝尔-鲁菲尼定理• 2 阿贝尔-鲁菲尼定理的内容• 3 阿贝尔-鲁菲尼定理的历史• 4 阿贝尔-鲁菲尼定理的现代证明什么是阿贝尔-鲁菲尼定理阿贝尔-鲁菲尼定理是代数学中的重要定理。
它指出,五次及更高次的多项式方程没有一般的求根公式,即不是所有这样的方程都能由方程的系数经有限次四则运算和开方运算求根。
这个定理以保罗•鲁菲尼和尼尔斯•阿贝尔命名。
前者在1799年给出了一个不完整的证明,后者则在1824年给出了完整的证明。
埃瓦里斯特•伽罗瓦创造了群论,独立地给出了更广泛地判定多项式方程是否拥有根式解的方法,并给出了定理的证明,但直到他死後的1846年才得以发表阿贝尔-鲁菲尼定理的内容阿贝尔-鲁菲尼定理并不是说明五次或更高次的多项式方程没有解。
事实上代数基本定理说明任意非常数的多项式在复数域中都有根。
然而代数基本定理并没有说明根的具体形式。
通过数值方法可以计算多项式的根的近似值,但数学家也关心根的精确值,以及它们能否通过简单的方式用多项式的系数来表示。
例如,任意给定二次方程,它的两个解可以用方程的系数来表示:这是一个仅用有理数和方程的系数,通过有限次四则运算和开平方得到的解的表达式,称为其代数解。
三次方程、四次方程的根也可以使用类似的方式来表示。
阿贝尔-鲁菲尼定理的结论是:任意给定一个五次或以上的多项式方程:,那么不存在一个通用的公式(求根公式),使用和有理数通过有限次四则运算和开根号得到它的解。
或者说,当n大于等于5时,存在n次多项式,它的根无法用自己的系数和有理数通过有限次四则运算和开根号得到。
换一个角度说,存在这样的实数或复数,它满足某个五次或更高次的多项式方程,但不能写成任何由方程系数和有理数构成的代数式。
这并不是说每一个五次或以上的多项式方程,都无法求得代数解。
比如X5− 2 = 0的解就是。
一元三次方程函数求根公式
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一元三次方程函数求根公式一元三次方程函数求根公式,这可是数学世界里一个相当有趣的话题。
咱先来说说啥是一元三次方程。
简单来讲,就是形如$ax^3 + bx^2 + cx + d = 0$(其中$a\neq 0$)这样的式子。
那为啥要研究它的求根公式呢?就好比你要打开一个神秘的宝箱,求根公式就是那把关键的钥匙。
话说我之前教过一个学生,叫小李。
这孩子特别聪明,就是遇到一元三次方程的时候有点犯迷糊。
有一次,我在黑板上写了一道一元三次方程的题目,小李看了半天,眉头皱得紧紧的,就像打了个死结。
我跟他说:“别着急,咱们一步步来。
” 我先给他讲了一元二次方程的求根公式,他一听就懂,还挺得意。
可当我说到一元三次方程的时候,他那眼神又迷茫了。
咱们接着说一元三次方程的求根公式。
这公式看起来挺复杂的,叫卡尔丹公式。
它的形式是这样的:假设方程$x^3 + px + q = 0$,令$x = u + v$,代入方程后得到:$(u + v)^3 + p(u + v) + q = 0$展开并整理得到:$u^3 + v^3 + 3uv(u + v) + p(u + v) + q = 0$再令$3uv = -p$,就可以得到一个关于$u^3$和$v^3$的二元方程组。
解这个方程组,就能得到$u^3$和$v^3$的值,进而求出$u$和$v$,最终得到方程的根。
听起来是不是有点晕?其实啊,多做几道题,多琢磨琢磨,也就慢慢明白了。
就像小李,一开始晕头转向的,后来我给他布置了几道练习题,让他自己去琢磨。
他一开始做得磕磕绊绊,还老出错。
但是这孩子有股子不服输的劲儿,错了就改,不会就问。
经过几天的努力,他终于掌握了一元三次方程的求根方法。
有一天,他兴冲冲地跑来找我,说:“老师,我现在不怕一元三次方程啦!” 看着他那开心的样子,我也打心眼里高兴。
总之,一元三次方程的求根公式虽然复杂,但只要咱们有耐心,多练习,就一定能掌握。
别被它一开始的样子吓到,就像小李一样,勇敢地去面对,总会找到解决的办法。
高次方程及其解法
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求解程序编辑高次方程的根的求解,可以利用bairstow法,通过简单的matlab程序,求得方程的所有复根(实根和虚根)2定义编辑整式方程未知数次数最高项次数高于2次的方程,称为高次方程。
3一般形式编辑高次方程的一般形式为anx^n+an-1x^n-1+-------+a1x+a0=高次方程等式两边同时除以最高项系数,得:anx^n/an+an-1x^n-1/an+--------+a1x/an+a0/an=0所以高次方程一般形式又可写为x^n+bnx^n-1+-------b1x+b0=04其它相关编辑解法思想通过适当的方法,把高次方程化为次数较低的方程求解.根与系数按这个高次方程的形式x^n+bn-1x^n-1+-------b1x+b0=0,那么有所有根相加等于系数bn-1的相反数所有根两两相乘再相加等于系数bn-2所有根三三相乘再相加等于系数bn-3的相反数依次类推,直到所有根相乘,等于(-1)^nb0成果伽罗华(Galois,1811——1832),法国数学家。
伽罗华15岁进入巴黎有名公立中学学习,偏爱数学。
后来想进工科大学,两次落榜只进一所代等的预备学校,此时,他专攻五次方程代数解法。
第一年写了四篇文章,1828年,17岁的伽罗华写了《关于五次方程的代数解法问题》等两篇论文送交法国科学院,但被柯西(Cauchy,1789——1875)遗失,后来,他又把一篇文章送给傅利(Fourier,1768——1830)。
不久,傅利就去世了,也就不了了之。
1831年,伽罗华完成了《关于用根式解方程的可解性条件》一文,院士普阿松(Poisson,1781-1840)的审查意见却是“完全不能理解”,予以退回。
伽罗华不幸因决斗受重伤于1832年5月31日离世,时年不满21岁,在决斗前夜,他深知为女友决斗而死毫无意义,但又不甘示弱,当晚他精神高度紧张和极度不安,连呼“我没有时间了!”匆忙之中,把他关于方程论的发现草草写成几页说明寄给他的朋友,并附有如下一段话:“你可以公开地请求雅可比(Jacobi)或高斯,不是对于这些定理的真实性而是对于其重要性表示意见,将来我希望有人会发现这堆东西注释出来对于他们是有益的。
求根公式的历史与应用
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求根公式的历史与应用求根公式是一种数学工具,用于解决多项式方程的根的问题。
它在数学领域具有重要的历史渊源和广泛的应用。
本文将通过探索求根公式的历史,并重点介绍其在代数学、物理学和工程学等领域中的应用。
一、求根公式的历史求根公式最早可以追溯到古希腊时期。
古希腊的数学家毕达哥拉斯提出了求解一次方程的方法,但对于二次及更高次方程仍然没有有效的解法。
直到公元16世纪,意大利数学家卡尔达诺提出了求解三次方程的方法,称为卡尔达诺方程。
然而,直到公元16世纪末,法国数学家维埃塔提出了关于四次方程的解法,它们解决了过去数学家们长期以来的难题。
然而,对于高于四次方程的求根问题,长期以来一直被认为是不可解的。
直到18世纪,法国数学家欧拉才提出了一个关于五次方程的求根公式,但这个公式过于复杂,难以应用。
直到19世纪,法国数学家伽罗华和挪威数学家阿贝尔独立地证明了五次及更高次方程无一般求根公式。
二、求根公式的应用虽然没有一般的求根公式,但求根公式仍然在数学和其他学科中有着广泛的应用。
1. 代数学中的应用在代数学中,求根公式被广泛应用于多项式的因式分解和根的特征等方面。
通过求根公式,我们可以将多项式分解为一系列一次因式的乘积,从而更好地理解和分析多项式函数的性质。
2. 物理学中的应用求根公式在物理学中也有重要的应用。
许多物理问题可以用方程描述,而求解方程的根则是解决问题的关键。
例如,在牛顿力学中,求根公式可以用来解决抛体运动、振动问题等。
在电磁学中,求根公式可以用来解决电路中的电压和电流分布等问题。
3. 工程学中的应用在工程学中,求根公式以及相关的数值方法被广泛应用于解决各种工程问题。
例如,在控制系统工程中,求根公式可以用来分析和设计控制系统的稳定性和性能。
在结构工程中,求根公式可以用来计算和优化结构的固有频率和振型等。
总结起来,求根公式是一种重要的数学工具,在数学和其他学科中有着广泛的应用。
尽管一般的求根公式已被证明不存在,但通过特定的数值方法和近似解法,我们仍然能够有效地解决多项式方程的根的问题。
古代的高次方程过程
![古代的高次方程过程](https://img.taocdn.com/s3/m/bd29471c3d1ec5da50e2524de518964bcf84d23c.png)
古代的高次方程过程
古代高次方程的解法
在古代,数学是一门非常重要的学科,人们通过研究数学问题来解决各种实际的难题。
其中一个重要的数学问题就是高次方程的解法。
高次方程是指次数大于等于2的方程,例如二次方程、三次方程等。
解决高次方程的方法有很多种,但在古代,人们主要使用代数方法和几何方法来解决这些问题。
代数方法是通过符号运算来解决方程,其中代数学家们提出了一些重要的概念和技巧。
他们发现,对于一元n次方程,可以通过多次的因式分解和配凑的方法,将其转化为一元一次方程的形式,从而求得方程的解。
几何方法则是通过图形的性质来解决方程。
古代数学家们发现,对于二次方程,可以通过几何方法来求解。
他们发展出了求解二次方程的几何图形,通过观察图形的性质,可以得到方程的解。
这种几何方法不仅提供了解决方程的一种途径,也丰富了几何学的发展。
以二次方程为例,古代数学家们发现,二次方程的解可以通过求根公式来得到。
这个公式可以用来计算方程的根,并且可以适用于所有的二次方程。
这个公式的推导过程非常繁琐,需要运用代数的知识和技巧。
通过这个公式,人们可以求解各种各样的实际问题,例如求解物体的运动轨迹、求解图形的面积等。
总的来说,古代高次方程的解法涉及到代数和几何两个方面。
通过运用代数的方法和几何的观察,人们可以解决各种各样的高次方程问题。
这些解法不仅为古代人们解决实际问题提供了便利,也为数学的发展做出了重要的贡献。
作为现代人,我们应该向古代数学家们学习,继续发展和探索数学的奥秘。
求根公式分解因式
![求根公式分解因式](https://img.taocdn.com/s3/m/649272bffbb069dc5022aaea998fcc22bdd14310.png)
求根公式分解因式根公式是一种用于求解二次方程的方法,即形如ax^2+bx+c=0的方程。
根公式可以用来分解因式和求方程的根。
根公式是根据二次方程的一般形式ax^2+bx+c=0来得出的,其中a、b、c是已知数且a ≠ 0。
根公式的表达式为:x = (-b±√(b^2-4ac))/(2a)其中±表示两个解,即正根和负根。
b^2-4ac称为判别式,根据判别式的正负可以判断方程的根的情况:1.当判别式大于0时,方程有两个不相等的实数根。
2.当判别式等于0时,方程有且仅有一个实数根,且该根为重根。
3.当判别式小于0时,方程没有实数根,有两个共轭复数根。
除了在分解因式和求解二次方程时使用根公式外,根公式还可以拓展到更高次方程的求解中。
对于三次方程和四次方程,也可以使用类似的根公式来求解其根。
例子1:分解因式将二次方程x^2+5x+6=0进行因式分解。
首先,计算判别式:b^2-4ac = 5^2 - 4*1*6 = 25 - 24 = 1由于判别式大于0,所以方程有两个不相等的实数根。
根据根公式,可以得到解为:x = (-5±√1)/(2*1) = (-5±1)/2所以方程的解为:x = -3或x = -2因此,可以将方程因式分解为(x+3)(x+2)=0。
例子2:求解二次方程的根求解二次方程2x^2-5x-3=0。
首先,计算判别式:b^2-4ac = (-5)^2 - 4*2*(-3) = 25 + 24 = 49由于判别式大于0,所以方程有两个不相等的实数根。
根据根公式,可以得到解为:x = (5±√49)/(2*2) = (5±7)/4所以方程的解为:x = 3/2或x = -1因此,该方程的根为3/2和-1。
拓展:除了二次方程外,也可以使用类似的方法来求解高次方程。
对于三次方程,可以使用卡尔达诺公式来求解;对于四次方程,可以使用费拉里公式来求解。
高次方程的解法和因式分解
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高次方程的解法和因式分解高次方程是指次数大于等于2的方程。
解高次方程的方法有多种,其中两种常见的方法是因式分解和求根公式。
一、因式分解因式分解是将一个多项式拆分成多个乘积的过程。
对于高次方程,如果能够将其因式分解,就可以得到方程的解。
下面以一元高次方程为例进行讲解。
1. 确定方程的次数首先,我们需要确定方程的次数。
例如,对于一个二次方程,其形式为ax^2 + bx + c = 0,其中a、b、c为已知系数。
2. 判断是否可因式分解接下来,我们需要判断方程是否可以因式分解。
对于低次方程(次数小于等于4),可以通过观察系数是否有共同因子或使用配方法进行因式分解。
对于高次方程,则可能需要使用其他方法求解。
3. 使用求根公式如果方程无法直接因式分解,我们可以通过求根公式来解方程。
对于二次方程ax^2 + bx + c = 0,求根公式为:x = (-b ± √(b^2 - 4ac)) / 2a其中,±表示取正负两个解。
对于三次方程ax^3 + bx^2 + cx + d = 0,求根公式比较复杂,可以通过将方程转化为标准形式(取代变量)后,再使用求根公式求解。
对于四次方程ax^4 + bx^3 + cx^2 + dx + e = 0,其求根公式比较繁琐,可以通过先将方程转化为标准形式,再使用求根公式求解。
4. 通过因式分解求解高次方程对于高次方程,如果无法直接使用求根公式求解,我们可以尝试通过因式分解将方程拆解成低次方程。
例如,对于二次方程,我们可以将其因式分解为(x - p)(x - q) = 0的形式,从而得到解x = p和x = q。
二、求根公式求根公式是一种通过特定的公式来求解高次方程的方法。
在前面的讲解中,已经提到了二次方程、三次方程和四次方程的求根公式。
对于高次方程,一般情况下,没有通用的求根公式。
因此,对于高次方程,我们需要根据具体的情况,根据该方程的特点和形式来选择适合的求解方法。
数学史:方程求解的趣味故事
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数学史:方程求解的趣味故事金庸先生的武侠相信大家都看过,书中关于武林中故事情节一定记忆犹新,读来让人回味无穷,荡气回肠。
其实在数学的发展历史中,也成出现过这种类似的故事,甚至比武侠故事更让人回味,今天我就给大家分享一下。
学生时代我们都学习过一元一次方程和一元二次方程求解,那你知道人类是何时会求解这些方程的吗?一元一次方程最早见于约公元前1600年的古埃及时期。
公元前2000年左右,古巴比伦的数学家就能解特殊的一元二次方程了。
公元前300年左右,古希腊的欧几里得(Euclid)(约前330年~前275年)提出了用一种更抽象的几何方法求解一元二次方程。
一元二次方程的解决就促使人们进一步的思考,一元三次方程是否能找到求根公式呢?然而,对更高次的一元三次方程的求解,却让很多数学家都陷入了困境。
经历了两千多年的漫长岁月。
,一元三次方程的解法始终没有定论。
数不清的数学家付出了一生的精力去探索三次方程,却以失败告终。
但这并没有让数学家停止对一元三次方程求根公式的寻找。
时间来到了16世纪的意大利,一个叫费罗的数学家终于找到了x+mx=n一类的缺项三次方程的求解公式。
然而,费罗却没有将自己的成果公布出来,而是秘而不宣,犹如武侠小说里面,某某懂得某种高深的武功,自然是不会教给别人的。
费罗凭借这一独门功夫,称霸意大利的数学江湖多年。
直到1526年费罗临终之际,才将自己的成果记录在了笔记本上,传给了自己的弟子菲奥尔。
自然费奥尔也没有将其公布于众。
(塔尔塔利亚)但不久之后,有一个叫尼科洛·塔尔塔利亚的数学家对外声称自己也会求解一元三次方程(塔尔塔利亚找到了缺少一次项的正系数三次方程“x^3+px^2=q”的一般解法)。
菲奥尔听说塔尔塔利亚会解三次方程后很是愤怒,发表公开声明,强调自己才是武林正宗,只有自己掌握三次方程的解法。
塔尔塔利亚听说后当然不干了,一场口水撕逼大战爆发。
最终塔尔塔利亚给菲奥尔下了挑战书,两人约定1535年2月22日在米兰的圣玛利亚大教堂进行公开比赛,两个人各自带30道题过去,在公证人面前交换题目,以50天为期,谁解出的题目越多谁就获胜,华山论剑就此开始。
穿针引线法解高次不等式原理
![穿针引线法解高次不等式原理](https://img.taocdn.com/s3/m/2d8d209dd4bbfd0a79563c1ec5da50e2524dd1fb.png)
穿针引线法解高次不等式原理高次不等式,听起来是不是有点拗口?其实这就像一场数学的聚会,大家都在忙着找自己的位置。
穿针引线法就像是这场聚会的组织者,帮我们把那些复杂的关系理顺。
想象一下,有些数学题就像是一锅乱炖,材料五花八门,想要吃得好,就得先把这些材料整理好。
这时候,穿针引线法就派上用场了。
说到穿针引线,这个名字可真形象。
就像穿珠子一样,把每一个小问题串联起来,最终形成一个完整的故事。
我们先得了解什么是高次不等式。
简单来说,就是那些里面有平方、立方甚至更高次的未知数的方程。
比如说,像 (x^4 5x^2 + 4 > 0) 这种,让人头疼的题目。
不过,别担心,穿针引线法会帮我们把这个“头疼”变成“小确幸”。
我们得把这个不等式变得简单点。
就像把一块大蛋糕切成几块,让每一块都好处理。
我们可以引入一个新变量,比如说 (y = x^2),这样原来的不等式就变成了 (y^2 5y + 4 > 0)。
看,这样一来,事情就好办多了。
我们只需关注这个新的不等式,像是在说:“嘿,蛋糕就在这儿,快来享用吧!”就要找这个二次不等式的根了。
哎呀,这里就需要点基础知识了。
用求根公式,咱们可以算出根是 (y = 1) 和 (y = 4)。
这时候,咱们心里就有数了。
想象一下,这两根就像两个小标杆,把我们的“不等式”划分成了三个区间。
咱们要做的就是在每个区间里试试,这个不等式是否成立。
就像在市场上挑水果,看看哪一堆是新鲜的。
试试看第一个区间,(y < 1)。
这里可以选个数,比如 (y = 0),代进去,不等式成立。
然后是 (1 < y < 4),选个 (y = 2),同样成立。
最后一个区间,(y > 4),我们试试 (y = 5),也是成立。
这样一来,咱们就把所有的可能性都摸清楚了,真是心里有底啊!不过,别以为这就结束了。
还得把我们之前的替代变量换回来。
记得咱们说过 (y = x^2) 吗?所以现在要回过头来,找出对应的 (x)。
一元一次到一元四次代数方程求解简史及感悟
![一元一次到一元四次代数方程求解简史及感悟](https://img.taocdn.com/s3/m/7b0cfa5076eeaeaad0f33071.png)
他发出挑战。
不久菲奥尔就接受了挑战。 这里必须介绍一下挑战者塔塔利亚, 其原名丰塔纳,1512年在一次战乱中被法 国士兵砍伤脸部,头部口舌受到伤害,虽然 幸存了下来,但从此留下了口吃的后遗症, 由于意大利语里“塔塔利亚”是口吃的意思, 于是就有了塔塔利亚这个绰号。这些灾难没 能打到这位天才的少年,他通过自学的方式 在数学上取得了极高的成就。1534年就发 现了没有一次项三次方程 的解,更是在参加比赛前夕找到了多种类型 的三次方程解法,其中就包括菲奥尔会解的
类型。 二人相约在米兰公开比赛,比赛规则是 双方各出三十个三次方程问题,谁解出的题 目多谁获胜。比赛开始,由于塔塔利亚掌握 更多种类型三次方程的求解,在比赛中两个 小时轻松以30∶ 0的战绩轻松击倒靠着老师 遗留下来王牌风光多年的菲奥尔。这次胜利 让塔塔利亚一战成名,也让失败者菲奥尔淡 出历史舞台。 然而故事并没有到这结束,接下来发生 的事直接导致了三次方程的求根公式的归属 问题。
翻译成现代符号语言就是
已知:如右图所示,CD=20步, EB=14步,BF=1775步,求CE。
按题意,得
F
CD BF CA BD 1 EC CD CE EB
2
EC(CE+CD+EB)=2CD·BF。
设 x=EC。经整理,得x²+34x=71000
D A
C E
B
配方法可得
x 17 2 71289
卡尔达诺又名卡尔丹,也是一位独特传奇的人物。他本来是很受欢迎一位医生,由 于爱好广泛且很有才能,使其在各个领域都造诣颇深。但其爱好赌博,人品也不佳,后 世对其评价也褒贬不一,莱布尼兹曾评价卡尔丹诺是一位有很多缺点的伟人,没有这些 缺点会举世无双。
事情是这样的,卡尔达诺听说到塔塔利亚与菲奥尔竞赛大胜的消息。由于此前长时 间研究过三次方程的求解问题没能成功,迫切想知道塔塔利亚解三次方程的妙招。为此, 他多次来请教塔塔利亚,由于塔塔利亚对自己的解法严格保密,多次拒绝了卡尔达诺, 最终在卡尔达诺保证永不泄密的条件下,于1539年3月25日向卡尔达诺讲述了自己的秘 密解法。
数学趣话:数学原来这么有趣-高中数学公式背后的故事
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数学趣话:数学原来这么有趣-高中数学公式背后的故事也许,此时的你正被数学老师的作业压抑得喘不过气来,被函数、立体几何、线性回归折磨得只想放弃。
但你可能不知道,数学有他本身的美,数学的背后,有许多有趣的故事。
音乐家说数学是世界上最和谐的音符。
植物学家说世界上没有比数学更美的花朵。
美学家说哪里有数学,哪里才有真正的美。
哲学家说你可以不相信上帝,但是你必需相信数学,世界什么都在变,唯有数学是永恒的。
其实你一点都不讨厌数学可能你对以上的各种回答还不能产生共鸣,因为,正处于学生生涯的你(尤其是文科生),只想说:数学是我的噩梦!英国学生 Rory Kirkman 在数学考试两次失败后,把可恨的二次方程求根公式纹在了身上我们真的那么讨厌数学吗?今天,就让我们来一次伟大的数学公式巡礼。
如果在课堂上,老师告诉了你数学公式背后有这么多有趣的故事,你会爱上数学吗?伟大的数学公式巡礼NO.1 世上最简单的公式稍有数学阅历的人都有这样的直觉,凡是“简洁”的公式都会给人以美感。
而 1+1=2,这是所有公式中最简单明了的一个了,我们只有把它的发明归功于上帝。
公式背后的故事:尽管从远古起人们都心照不宣地知道 1+1=2,但直到1557年的某一天,这一等式才写成类似于我们今天的形式。
也就是说等号这个每个等式中都有的成分直到16世纪才第一次出场亮相。
NO.2 毕达哥拉斯定理即勾股定理。
“勾三股四弦五”,这一定理是如此地深入每一个地球人的心灵。
它是人类早期发现并证明的重要数学定理之一(公元前约三千年的古巴比伦书版中就有记载),也是用代数思想解决几何问题的最重要的工具之一。
勾股定理(毕达哥拉斯定理)约有400种证明方法,是数学定理中证明方法最多的定理之一。
公式背后的故事:毕达哥拉斯是古希腊传统数学和哲学的创始人。
以他的名字命名的学派是一个个人崇拜的秘密组织,鼓吹节欲、尊长和一夫一妻制。
他认为,世界万物都是由数字统治的,他用数字推断人的命运,如奇数被认为与男性有关,而偶数与女性有关。
高次方程的求解历史
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这就促使人们进一步思考,是否对于任意次数的方程都能找到这种求根公式?寻找三次方程的求根公式,经历了二千多年的漫长岁月,直到十六世纪欧洲文艺复兴时期,才由几个意大利数学家找到,这就是通常据说的卡丹(Cardan, 1501——1576)公式,其原始想法是中作变量代换后把方程化为(1)它不再含有平方项了,设,这里m和n是两个待定的数,则有如果取m, n满足则对应的y值必满足(1)式。
另一方面,由可得所以,当取时,并令,就得原三次方程的一个根它的另两个根是这里(其中)是的两个不是1的根。
在三次方程求根公式发明过得中,有一个十分有趣的故事,四百多年前,意大利盛行数学竞赛,竞赛的一方是菲俄(Fior,十六世纪前半叶),他是意大利波洛那(Bologna)数学学会会长费罗(Ferro,1465——1526)的学生。
另一方面是威尼斯的数学教授塔尔塔里亚(Taritalia,1500——1557),他小时候就受伤后“口吃”,从小学拉丁文,希腊文,酷爱数学,与费罗一样,对求解三次方程很有研究,在1530年,塔尔塔里亚曾解决了另一个挑战者科拉(Colla)提出的以下两个三次方程求解问题:。
这引出了菲俄的不服,定于1535年2月22日在米兰市大教堂公开竞赛,双方各出三十个三次方程。
结果塔尔塔里亚在两个小时内解完,而菲俄却交了白卷。
1541后,塔尔塔里亚得到了三次方程的一般解法,准备在译完欧几里得和阿基米德的著作后,自己写一本书公开他的解法。
此时,卡丹出场了。
他再三乞求塔尔塔里亚给一首语句晦涩的诗。
这首诗写得很蹩脚,但的确把解法的每一步骤都写进去了,他本人说:“本诗无佳句,对此我不介意,为记这一规则,此诗堪作工具”。
卡丹在得到这一切后,却背信弃义,于1545年把这一解法发表在《大法》这本书中,并断定塔尔塔里亚的方法是费罗的方法,这是与菲俄竞赛时得知的。
这引塔尔塔里亚的极大愤怒,并向卡丹宣战。
双方各出31题,限定15于交卷。
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高次方程求根公式的故事
1545年意大利学者卡丹将一元三次方程ax3 +bx2+cx+d=0的求根公式公开发表,后来人们就把它叫做“卡丹公式(也有人译作“卡尔丹公式”)。
事实上,发现公式的人并不是卡丹本人,而是塔尔塔利亚。
塔尔塔利亚是意大利人,出生于1500年。
他12岁那年,被入侵的法国兵砍伤了头部和舌头,从此说话结结巴巴,人们就给他一个绰号“塔尔塔利亚”(在意大利语中,这是口吃的意思),真名反倒少有人叫了。
他自学成才,成了数学家,宣布自己找到了三次方程的的解法。
有人听了不服气,来找他较量,每人各出30道题,由对方去解。
结果,塔尔塔利亚30道三次方程的解全做了出来,对方却一道题也没做出来。
塔尔塔利亚大获全胜。
后来,意大利医生兼数学家卡丹请求塔尔塔利亚把解方程的方法告诉他,但遭到了拒绝。
尽管卡丹千方百计地想探听塔尔塔利亚的秘密,但是在很长时间中塔尔塔利亚都守口如瓶。
可是后来,由于卡丹一再恳切要求,而且说要推荐他去当西班牙炮兵顾问,还发誓对此保守秘密,于是塔尔塔利亚在1539年把他的发现写成了一首语句晦涩的诗告诉了卡丹,但是并没有给出详细的证明。
六年后,卡丹不顾原来的信约,在他的著作中将经过改进的三次方程的解法公开发表。
他在书中写道:“这一解法来自于一位最值得尊敬的朋友——布里西亚的塔尔塔利亚。
塔尔塔利亚在我的恳求之下把这一方法告诉了我,但是他没有给出证明。
我找到了几种证法。
证法很难,我把它叙述如下。
”从此,人们就把一元三次方程的求根公式称为“卡丹公式”,而塔尔塔利亚的名字反而被湮没了,正如他的真名在口吃以后被埋没了一样。
卡丹没有遵守誓言,因而受到塔尔塔利亚及许多文献资料的指责。
但是卡丹在公布这一解法时并没有把发现这一方法的功劳归于自己,而是如实地说明了这是塔尔塔利亚的发现,所以算不上剽窃;而且证明过程是卡丹自己给出的,说明卡丹也做了工作。
卡丹用自己的工作对塔尔塔利亚泄露给他的秘密加以补充,违背誓言,把秘密公之于世,加速了一元三次方程求根公式的普及和人类探索一元n次方程根式解法的进程。
一元三次方程应有三个根。
塔尔塔利亚公式给出的只是一个实根。
又过了大
约200年后,随着人们对虚数认识的加深,到了1732年,才由瑞士数学家欧拉找到了一元三次方程三个根的完整的表达式。
一元四次方程的求根公式由卡丹的学生费拉里找到了。
一元三次、四次方程求根公式找到后,人们在努力寻找一元五次方程求根公式,三百年过去了,但没有人成功,这些经过尝试而没有得到结果的人当中,不乏有大数学家。
后来年轻的挪威数学家阿贝尔于1824年所证实, n次方程(n≥5)没有公式解。
不过,对这个问题的研究,其实并没结束,因为人们发现有些n次方程(n≥5)可有求根公式。
那么又是什么样的一元n次方程才没没有求根公式呢?
不久,这一问题在19世纪上半期,被法国数学家伽罗瓦利用他创造的全新的数学方法所证明,由此一门新的数学分支“群论”诞生了。