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易于記憶的三次方程通解求法

2023-08-23 13:18 作者:一條狗的研究  | 我要投稿

由于三次方程在得到了一個(gè)根后,總能通過(guò)因式分解求解二次方程來(lái)獲得另外的兩個(gè)根,為了避免繁瑣,本文只求三次方程的一個(gè)根。

對(duì)于任意三次方程

x%5E3%2Bax%5E2%2Bbx%2Bc%3D0%0A

不難考慮到利用配方法,可以消去二次項(xiàng)

y%3Dx%2B%5Cfrac%7Ba%7D%7B3%7D,則有

%0Ay%5E3%2B%5Cleft(%20b-%5Cfrac%7Ba%5E2%7D%7B3%7D%20%5Cright)%20y%2B%5Cfrac%7B2a%5E3%7D%7B27%7D-%5Cfrac%7Bab%7D%7B3%7D%2Bc%3D0%0A

也就是說(shuō),只要能解決所有不含二次項(xiàng)的三次方程,也就解決了所有三次方程。

因此我們只考慮解如下方程

%0Ax%5E3%2Bpx%2Bq%3D0%0A%0A

我們?cè)俅巫⒁獾?,如果我們換元x=kt,得到

%0At%5E3%2B%5Cfrac%7Bp%7D%7Bk%5E2%7Dt%2B%5Cfrac%7Bq%7D%7Bk%5E3%7D%3D0%0A

這說(shuō)明,只要我們調(diào)整換元中系數(shù)k的取值,在解決了某個(gè)特定值p后,我們都能通過(guò)調(diào)整k解決任意的三次方程!

這里給出兩種特殊系數(shù)三次方程的解來(lái)求通解,

我們聯(lián)想到

%0A%5Cleft(%20z%2B%5Cfrac%7B1%7D%7Bz%7D%20%5Cright)%20%5E3%3Dz%5E3%2B%5Cfrac%7B1%7D%7Bz%5E3%7D%2B3%5Cleft(%20z%2B%5Cfrac%7B1%7D%7Bz%7D%20%5Cright)%20%0A

也就是說(shuō),對(duì)于方程

t%5E3-3t%2Bm%3D0

只要我們換元

t%3Dz%2B%5Cfrac%7B1%7D%7Bz%7D

就得到

z%5E3%2B%5Cfrac%7B1%7D%7Bz%5E3%7D%3D-m

求解方程,這里只取一根

%0Az%3D%5Csqrt%5B3%5D%7B%5Cfrac%7B-m%2B%5Csqrt%7Bm%5E2-4%7D%7D%7B2%7D%7D

t%3D%5Csqrt%5B3%5D%7B%5Cfrac%7B-m%2B%5Csqrt%7Bm%5E2-4%7D%7D%7B2%7D%7D%2B%5Cfrac%7B1%7D%7B%5Csqrt%5B3%5D%7B%5Cfrac%7B-m%2B%5Csqrt%7Bm%5E2-4%7D%7D%7B2%7D%7D%7D

我們考慮系數(shù),

%0A%5Cfrac%7Bp%7D%7Bk%5E2%7D%3D-3

%0Ak%3D%5Csqrt%7B-%5Cfrac%7Bp%7D%7B3%7D%7D,也就是說(shuō),m%3D-%5Cfrac%7B3q%7D%7Bp%5Csqrt%7B-%5Cfrac%7Bp%7D%7B3%7D%7D%7D%3D%5Cfrac%7B9q%7D%7Bp%5E2%7D%5Csqrt%7B-%5Cfrac%7Bp%7D%7B3%7D%7D%0A

帶入系數(shù),也就得到了

%0Ax%3Dkt%3D%5Csqrt%7B-%5Cfrac%7Bp%7D%7B3%7D%7D%5Cleft(%20%5Csqrt%5B3%5D%7B%5Cfrac%7B-%5Cfrac%7B9q%7D%7Bp%5E2%7D%5Csqrt%7B-%5Cfrac%7Bp%7D%7B3%7D%7D%2B%5Csqrt%7B-27%5Cfrac%7Bq%5E2%7D%7Bp%5E3%7D-4%7D%7D%7B2%7D%7D%2B%5Cfrac%7B1%7D%7B%5Csqrt%5B3%5D%7B%5Cfrac%7B-%5Cfrac%7B9q%7D%7Bp%5E2%7D%5Csqrt%7B-%5Cfrac%7Bp%7D%7B3%7D%7D%2B%5Csqrt%7B-27%5Cfrac%7Bq%5E2%7D%7Bp%5E3%7D-4%7D%7D%7B2%7D%7D%7D%20%5Cright)%20%0A

這個(gè)公式雖然看起來(lái)非常夸張,但其實(shí)求解過(guò)程并不繁難??梢园l(fā)現(xiàn),我們利用p=-3的特殊情況,經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的系數(shù)調(diào)整就解決了全部三次方程。那么有沒(méi)有別的特殊系數(shù)的情況同樣能利用呢?當(dāng)然是有的,例如三倍角公式。余下的內(nèi)容就由讀者自行探索了。




易于記憶的三次方程通解求法的評(píng)論 (共 條)

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