一元三次方程的解法详细
心里难受的句子-易经全文及译文
详细一元三次方程
ax
3
bx
2
cxd0<
br>的解法
先把方程
ax
3
bx
2
cxd0<
br>化为
x
3
pxq0
的形式:
令
xy
b
,则原式变成
3a
a(y
b3
bb
)b(y)
2
c(y)d0
3a
3a3a
by
2
b
2
yb
3
2byb
2<
br>b
2
a(y
2
)b(y)c(y)d0
32
a3a
9a
3a
3a27a
3
b
2<
br>b
3
2b
2
b
3
bc
2
ayby
ybyycyd0
3a3a3a
27a
2
9a
2
32
b
2
2b
3
bc
ay(c)y
(d)0
2
3a3a
27a
3
cb
2<
br>d2b
3
bc
y(
2
)y()0
a
3a
a
27a
3
3a
2
3
cb2
d2b
3
bc
如此一来二次项就不見了,化成
y
pyq0
,其中
p
2
,
q
。
a3a
a
27a
3
3a
2
3
---------
------------------
对方程
y
3
pyq0
直接利用卡尔丹诺公式:
y<
br>1
3
qqpqqp
()
2
()3
3
()
2
()
3
223
223
qqpqqp
()
2
()
3
2
3
()
2
()
3
2232
23
qqpqqp
()
2
()
3
3
()
2
()
3
223223
y
2
3
y
3
2
3
其中
13i
。
qp
23
中至少有两个根相等;Δ<0时,有三不等实根。
(
)
2
()
3
是根的判别式:Δ>0时,有一个实根两个虚根;Δ=0时,有
三个实根,且其
附:
方程
y
3
pyq0
(2)求根公式的推导过程:
不妨设p、q均不为零,令
yuv
(3)
代入(2)得,
u
3
v
3
(uv)(3uvp)
q0
(4)
p
选择u、v,使得
3uvp0
,即
uv
(5)
3
33
代入(4)得,
uvq
(6)
p
3
将(5)式两边立方得,
uv
(7)
27联立(6)、(7)两式,得关于
u
3
、
v
3
的方程组
:
u
3
v
3
q
p
3
,且uv
p
33
uv
3
27
33
p
3
0
的两根
u
3
、
v
3
。于是问题归结于求上述方程组的解,即关于t的一元二次方程
tqt
27
2
4p
3
q
q
p
2
设
q
,
D
,
T
,
27
2<
br>4
2
3
又记
u
3
的一个立方根为
u
1
,则另两个立方根为
u
2
1
u
1
,
u
3
2
u
1
,其中
1
、
2
为1的两
2
3
个立方虚根。
以下分三种情形讨论:
1)若
0
,
即
D0
,则
u
3
、
v
3
均为实数,可求
得
u
3
TD
,
u
3
TD
。 取
u
1
3
TD
,
v
1
3
TD
,
p
,
3
p
即
u<
br>1
、
v
1
;
u
2
、
v
3<
br>;
u
3
、
v
2
,也就是满足
u
1<
br>v
1
u
2
v
3
u
3
v
2
3
T
2
D
,
3
在
y
u
i
v
j
,
i,j1,2,3
组成的九个数中,有且只有下面三组满足
uv
于是方程(2)的根为,,,
这时
方程(2)有一个实根,两个共轭虚根,,其表达式就是前面给出的“卡丹公式”的形式,
这里的根式及
同理,可求得
都是在实数意义下的。
。取
,
2)若,即D=0时,可求得
方程(2)有三个实根,其中至少有两个相等的实根。
p
q
p
3)若<
br>
0
,即D<0时,因为
0
, p<0,
0
,
3
2
3
则
u
3
、
v
3
均为虚数
,求出
u
3
、
v
3
,并用三角式表示,就有
其中T
,都是实数,
,,
323
∴
同理,
其中,且
取,,
则
显然,当且仅当取,;,;,
这三组时才满足,
于是方程(2)得三个实根为,,,
具体表示出来就为:
其中
∴ 当时,方程(2)有三个实根。
综上所述,实系数一元三次方程的求根公式如下:
令,,,
,
1)当时,方程有一个实根和两个共轭虚根,
2)当时,方程有三个实根,其中至少有两个相等的实根,
, ,
3)当时,方程有三个实根,
,