一元三次方程的解法
先把方程化为的形式:
令,则原式变成
如此一来二次项就不見了,化成,其中,。
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对方程直接利用卡尔丹诺公式:
其中。
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,且其中至少有两个根相等;Δ<0时,有三不等实根。
附:方程 (2)求根公式的推导过程:
不妨设p、q均不为零,令(3)
代入(2)得, (4)
选择u、v,使得,即(5)
代入(4)得, (6)
将(5)式两边立方得, (7)
联立(6)、(7)两式,得关于、的方程组:
于是问题归结于求上述方程组的解,即关于t的一元二次方程的两根、。
设,,,
又记的一个立方根为,则另两个立方根为,,其中、为1的两个立方虚根。
以下分三种情形讨论:
1)若,即,则、均为实数,可求得,。
取,,
在,组成的九个数中,有且只有下面三组满足,
即、;、;、,也就是满足,
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,这里的根式及都是在实数意义下的。
2)若,即D=0时,可求得。取,
同理,可求得
方程(2)有三个实根,其中至少有两个相等的实根。
∙ 3)若,即D<0时,因为,∴ p<0,,
则、均为虚数,求出、,并用三角式表示,就有,,
其中T,都是实数,
∴
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,
,
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