一元三次方程的解法
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一元三次方程的解法
对一元三次方程
0023 adcxbxax ,
用代数
方法
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求解其在复数域内全部解的步骤,可以分为以下三个步骤。
1. 通过线性变换
xFy
将方程变化为无二次项的三次方程
03 qpyy
2. 求解上述方程的解集
3,2,1},0|{ 3 iCyqpyyyY i
3. 通过
yFx 1
反变换求出方程的解集
3,2,1},0,0|{ 23 iCxadcxbxaxxX i 。
下面就按照这三个步骤求出三次方程的解。
如何变换?
则设存在线性变换
0 khkxxFy
使得
0023 adcxbxax
变为
03 qpyy
下面求解满足条件的 k 和 h。
将方程
= hkxy
代入
03 qpyy
并整理得
033 322233 qphhxpkkhxhkxk
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将上式与
023 dcxbxax
比较,可得
qphhd
pkkhc
hkb
ka
3
2
2
3
3
3
则可解得 k 和 h:
3
2
3
3a
b
h
ak
至此,可求得变换
3
2
3
3a
b
xaxFy
使得
023 dcxbxax
化为
03 qpyy
变换后如何求解?
设有方程
03 qpyy
令
33
3
nmq
mnp
(其中 nm )代入方程:
nmynmynmy
mnnmnmymnnmynmynmynmy
nmmnyy
qpyy
22222223
333
3
3
所以方程
03 qpyy
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的解可以归纳为
nmy
nmy
nmy
3
2
1
其中
2
31 i
,
2
31 i
。
下面求解m、 n与 p、 q之间的关系,即解关于m、 n的二元一次方程组
33
3
nmq
mnp
2
1
的解集。
2 式等号两边平方得
63362332 2 nnmmnmq
所以
2
232233
3
44
p
qmnqnm
故
2
233
3
4
p
qnm
由此可以解得
3
32
3
32
322
322
qpq
n
qpq
m
这就建立了m、n和 p、q的函数关系。
因此,方程 03 qpyy 的全部解为
3
32
3
32
3
3
32
3
32
2
3
32
3
32
1
322322
322322
322322
pqqpqq
y
pqqpqq
y
pqqpqq
y
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如何进行反变换?
由
3
2
3
3a
b
xaxFy
可知
331
1
3
1
a
b
y
a
yFx
于是解出
3
3
3
3
3
2
3
2
3
1
3
1
1
3
1
1
3
1
1
3
1
a
b
y
a
x
a
b
y
a
x
a
b
y
a
x
这就是方程
0023 adcxbxax
在复数域内的解。
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