数学漫谈:一元三次方程求解

1.多项式除法

把被除式、除式按某个字母作降幂排列,并把所缺的项用0补齐.

用被除式的第一项除以除式第一项,得到商式的第一项.

用商式的第一项去乘除式,把积写在被除式下面(同类项对齐),消去相等项,把不相等的项结合起来.

把减得的差当作新的被除式,再按照上面的方法继续演算,直到余式为0或余式的次数低于除式的次数时为止,被除式=除式×商式+余式。若余式为零,说明这个多项式能被另一个多项式整除.

2.解方程:

x^{3}=1

x^{3}-1=0

由于1是方程的1个解,运用多项式除法,可知:

(x-1)(x^{2}+x+1)=0

方程的解为:

x_{1}=1

x_{2}=\frac{-1+\sqrt{3}i}{2}

x_{3}=\frac{-1-\sqrt{3}i}{2}

设:

\omega =\frac{-1+\sqrt{3}i}{2}

那么:

\omega ^{2}=\frac{-1-\sqrt{3}i}{2}

方程的解为:

x_{1}=1

x_{2}=\omega

x_{3}=\omega ^{2}

3.解方程:

x^{3}+px+q=0

设:

x=u+v

可知:

(u+v)^{3}+p(u+v)+q=0

u^{3}+3u^{2}v+3uv^{2}+v^{3}+p(u+v)+q=0

u^{3}+v^{3}+(3uv+p)(u+v)+q=0

设:

3uv+p=0

可知:

\begin{cases} u^{3}+v^{3}+q=0\\ 3uv+p=0 \end{cases}

设:

s^{3}=1

u=rs,v=ts

M=u^{3},N=v^{3}

M=r^{3}s^{3},N=t^{3}s^{3}

\begin{cases} M+N=-q\\ MN=-(\frac{p}{3})^{3} \end{cases}

解方程组,消除重复的情形,可知:

x_{1}=\sqrt[3]{-\frac{q}{2}+\sqrt{(\frac{q}{2})^{2}+(\frac{p}{3})^{3}}}+\sqrt[3]{-\frac{q}{2}-\sqrt{(\frac{q}{2})^{2}+(\frac{p}{3})^{3}}}

x_{2}=\omega \sqrt[3]{-\frac{q}{2}+\sqrt{(\frac{q}{2})^{2}+(\frac{p}{3})^{3}}}+\omega ^{2}\sqrt[3]{-\frac{q}{2}-\sqrt{(\frac{q}{2})^{2}+(\frac{p}{3})^{3}}}

x_{3}=\omega^{2} \sqrt[3]{-\frac{q}{2}+\sqrt{(\frac{q}{2})^{2}+(\frac{p}{3})^{3}}}+\omega \sqrt[3]{-\frac{q}{2}-\sqrt{(\frac{q}{2})^{2}+(\frac{p}{3})^{3}}}

4.解方程

ax^{3}+bx^{2}+cx+d=0

设:

x=y-\frac{b}{3a}

可知:

y^{3}+\frac{3ac-b^{2}}{3a^{2}}y+\frac{27a^{2}d-9abc+2b^{3}}{27a^{3}}=0

设:

p=\frac{3ac-b^{2}}{3a^{2}}

q=\frac{27a^{2}d-9abc+2b^{3}}{27a^{3}}

那么:

y^{3}+py+q=0

运用卡尔丹公式可解。

 

 

 

 

 

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