非线性方程
非线性方程,就是因变量与自变量之间的关系不是线性的关系,这类方程很多,例如平方关系、对数关系、指数关系、三角函数关系等等。求解此类方程往往很难得到精确解,经常需要求近似解问题。相应的求近似解的方法也逐渐得到大家的重视。
基本信息
- 中文名
非线性方程
- 外文名
non-linear equation
- 重视
求近似解
- 例如
平方关系、对数关系
- 学科
数理科学
- 不是线性关系
因变量与自变量之间的关系
定义
在数学上,一个线性函数(映射)
拥有以下两个性质:
叠加性:
;
齐次:
。
在α是有理数的情况下,一个可叠加函数必定是齐次函数(在讨论线性与否时,齐次函数专指一次齐次函数);若
是连续函数,则只要α是任意实数,就可以从叠加性推出齐次。然而在推广至任意复数α时,叠加性便再也无法导出齐次了。也就是说,在复数的世界里存在一种反线性映射,它满足叠加性,但却非齐次。叠加性和齐次这两个条件常会被合并在一起,称之为叠加原理:
对于一个表示为
的方程,如果
是一个线性映射,则称为线性方程,反之则称为非线性方程。另外,如果
,则称此方程齐次(齐次在函数和方程上的定义不同,齐次方程指方程内没有和x无关的项C,即任何项皆和x有关)。
这里
的定义是很一般性的,
可为任何数字、向量、函数等,而
可以指任意映射,例如有条件限制(给定初始值或边界值)的微分或积分运算。如果
内含有对
的微分运算,此方程即是一个微分方程1。
分类
这些方程可分为两类,一种是多项式方程,一种是非多项式方程。
非线性代数方程
主条目:代数方程
主条目:多项式
代数方程又称为多项式方程。令某多项式等于零可得一个多项式方程,例如:
利用勘根法可以找出某个代数方程的解;但若是代数方程组则较为复杂,有时候甚至很难确定一个代数方程组是否具有复数解(见希尔伯特零点定理)。即使如此,对于一些具有有限个复数解的多项式方程组而言,我们已经找到解的方法,并且也已充分了解这种系统的行为。代数方程组的研究是代数几何里重要的一环,而代数几何正是现代数学里的其中一个分枝2。