三次方程
三次方程
英文名称:Cubic
形式:
一元三次方程的标准形:aX^3+bX^2+cX+d=0,
令X=Y—b/(3a),代入上式,得:
一元三次方程的特殊形:X^3+pX+q=0。
基本信息
- 中文名
三次方程
- 外文名
Cubic
- 求根公式
Cardan公式1
- 解法
有理根法、导数二分法等2
- 相关
韦达定理、盛金定理
- 形式
aX^3+bX^2+cX+d=0
- 属性
数学
演绎过程
一元三次方程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。
一元三次方程的求解公式的解法只能用归纳思维得到,即根据 一元一次方程、一元二次方程及特殊的 高次方程的求根公式的形式归纳出一元三次方程的求根公式的形式。归纳出来的形如 x^3+px+q=0的一元三次方程的求根公式的形式应该为x=A^(1/3)+B^(1/3)型,即为两个 开立方之和。归纳出了一元三次方程求根公式的形式,下一步的工作就是求出开立方里面的内容,也就是用p和q表示A和B。方法如下:
(1)将x=A^(1/3)+B^(1/3)两边同时立方可以得到
(2)x^3=(A+B)+3(AB)^(1/3)(A^(1/3)+B^(1/3))
(3)由于x=A^(1/3)+B^(1/3),所以(2)可化为 x^3=(A+B)+3(AB)^(1/3)x, 移项可得
(4)x^3-3(AB)^(1/3)x-(A+B)=0,和一元三次方程和特殊型x^3+px+q=0作比较,可知
(5)-3(AB)^(1/3)=p,-(A+B)=q,化简得
(6)A+B=-q,AB=-(p/3) ^3
(7)这样其实就将一元三次方程的求根公式化为了一元二次方程的求根公式问题,因为A和B可以看作是一元二次方程的两个根,而(6)则是关于形如ay+by+c=0的一元二次方程两个根的 韦达定理,即
(8)y1+y2=-(b/a),y1*y2=c/a
(9)对比(6)和(8),可令A=y1,B=y2,q=b/a,-(p/3)=c/a
(10)由于型为ay^2+by+c=0的一元二次方程求根公式为
y1=(-b+(b-4ac)^(1/2))/(2a)
y2=(-b-(b-4ac)^(1/2))/(2a)
可化为
(11)y1=-(b/2a)-((b/2a)-(c/a))^(1/2)
y2=-(b/2a)+((b/2a)-(c/a))^(1/2)
将(9)中的A=y1,B=y2,q=b/a,-(p/3)=c/a代入(11)可得