本科毕业论文_多项式方程的判别式与求根公式
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本科毕业论⽂_多项式⽅程的判别式与求根公式东莞理⼯学院本科毕业论⽂(2015届)题⽬: 多项式⽅程的判别式与求根公式学⽣姓名: 姚培基学号: 201141410230院(系):计算机学院专业班级: 信息与计算科学(2)班指导教师:起⽌时间: 2015年1⽉—2015年5⽉多项式⽅程的判别式与求根公式摘要: 近代数学史甚⾄能说是⼀部求解多项式⽅程的历史。
对于⾼次⽅程的数值根求解法,⼈们从很早就开始并⼀直探求这样的问题。
⽽且在古代,很多⼈都想出了⼀个办法来解决各种各样的多项式⽅程。
如卡尔⽶诺的《⼤术》,贾宪的《黄帝九章算法细草》,秦九韶的《数书九章》等等。
在⽬前,有关问题求解多项式⽅程根的在⼯程实践中占有举⾜轻重的地位。
如在⼈类的⽣活过程中,经济建设和科学技术的发展过程中,计算⼀直起着⾮常重要的作⽤。
当⼈们在进⾏科学或者⼯程计算时,求解多项式⽅程组更是⾮常容易遇到的问题之⼀。
许多领域如⾃然⽣活和⼯程科学最终都可以归结为求解多项式⽅程组的问题。
这个时候⼈们就通常需要处理求解代数⽅程组的问题,如果当项较简单或变元较少时,计算过程就好相对来说简单⼀些;但是当项⾮常复杂或变元⾮常多的时候,那么其求解的过程中往往会遇到⽐较多的困难。
对多项式⽅程的判别式和求根公式的研究,在理论研究和实际⼯程计算中,具有⼗分重要的意义。
关键词: 多项式; 判别式; 求根公式; MATLABDiscriminant and seek the root of polynomial equationsAbstract: the modern mathematics that would become a history of polynomial equation solution. People long ago began to explore the problem of high order equation of numerical method. But in ancient times, many people have been developed to solve all kinds of method of polynomial equations. Such as "chapter nine of the yellow emperor algorithm fine grass" of jia xian, chiu-shao the number of book chapter nine, Carl mino "big operation" and so on.In nowadays, polynomial equation for the root problem has a pivotal position in the engineering practice. As in human life, economic construction and development of science and technology in the process of calculation is always plays a very important role. In science and engineering calculation, to solve the polynomial equations is one of the most common problems in the natural life and the computing problem in the field of engineering science and many other eventually all boils down to solving the polynomial equations. At this time often need to deal with algebraic equations to solve the problem, if the argument or a simpler, less calculation process is relatively simple; And when the argument is very more or when the item is very complex, itssolving process is often more difficult.The discriminant and seek the root of polynomial equations, in theoretical research and practical engineering calculation, have very important significance.Key words: polynomial; The discriminant. Root formula; MATLAB⽬录⼀、引⾔ (1)(⼀)⼀元⼆次⽅程的判别式和求根与韦达定理 (1)⼆、⼀元多次多项式 (8)(⼀)代数基本定理 (9)(⼆)域论基础 (10)(三)多项式⽅程的判别式 (11)(四)⽜顿恒等式 (12)(五)关于⼀元五次⽅程 (19)三、总结与展望 (20)参考⽂献 (23)致谢 (25)⼀、引⾔在⼈类研究数学的历史长河中,追溯到公元9世纪的波斯,数学家、天⽂学家及地理学家花拉⼦⽶作为第⼀⼈给出了⼀元⼆次⽅程的⼀般解法。
根的判别式根的判别式是指用某种方法来判断一个多项式是否有实根或者复根,以及有几个实根或者复根。
在初中或高中数学中,我们通常会学到求解一元二次方程的根的公式,即$ax^2+bx+c=0$的根为$x=\\frac{-b\\pm\\sqrt{b^2-4ac}}{2a}$。
其中,判别式$\\Delta=b^2-4ac$可以用来判断方程的根的情况:1.当$\\Delta>0$时,方程有两个不相等的实数根;2.当$\\Delta=0$时,方程有两个相等的实数根;3.当$\\Delta<0$时,方程没有实数根,但有两个共轭复数根。
在高中数学中,我们还会学到求解一元三次方程和一元四次方程的根的公式。
不过,这些公式较为复杂,不适合用判别式来判断方程的根。
除了一元多次方程外,根的判别式还可用于判断代数方程组的解的情况。
即,给定一个代数方程组,我们可以使用根的判别式来判断其解的情况。
例如,对于二元一次方程组:$$\\begin{cases}ax+by=c\\\\dx+ey=f\\end{cases}$$可以联立方程得:$$\\begin{vmatrix} a & b \\\\ d & e \\end{vmatrix}x=\\begin{vmatrix} c & b \\\\ f & e \\end{vmatrix},\\begin{vmatrix} a & b \\\\ d & e\\end{vmatrix}y=\\begin{vmatrix} a & c \\\\ d & f \\end{vmatrix} $$其中,$\\begin{vmatrix} a & b \\\\ d & e \\end{vmatrix}=ae-bd$称为方程组的系数行列式,$\\begin{vmatrix} c & b \\\\ f & e \\end{vmatrix}$和$\\begin{vmatrix} a & c \\\\ d & f \\end{vmatrix}$分别称为方程组的常数行列式。
二次方程的解的判别式二次方程是一种最基本的二次多项式方程,表达形式为 ax^2 + bx +c = 0。
其中,a、b、c 是实数,且a ≠ 0。
解决二次方程的一个重要步骤是使用判别式,它能帮助我们确定方程的根的性质及数量。
本文将介绍二次方程的解的判别式,并探讨其应用。
判别式的定义对于二次方程 ax^2 + bx + c = 0,判别式Δ 的计算公式为Δ = b^2 -4ac。
这个判别式能给出方程的根的性质及数量的信息。
判别式的应用1. 当Δ > 0 时,方程有两个实根。
当判别式大于零时,表明方程的根为两个不相等的实数。
换句话说,方程在 x 轴上与 x 轴交点处有两个不同的解。
此时,方程的解公式为 x = (-b ± √Δ) / (2a)。
2. 当Δ = 0 时,方程有一个实根。
当判别式等于零时,表明方程的根为两个相等的实数。
换句话说,方程在 x 轴上与 x 轴交点处只有一个解。
此时,方程的解公式为 x = -b / (2a)。
3. 当Δ < 0 时,方程无实根。
当判别式小于零时,表明方程的根为复数,即无法在实数范围内找到解。
方程在 x 轴上与 x 轴交点处没有实际意义的解。
判别式的几何意义除了用于解二次方程,判别式还具有几何上的意义。
二次方程的图像是一个抛物线,判别式能够告诉我们这个抛物线与x 轴的交点情况。
1. 当Δ > 0 时,抛物线与 x 轴有两个交点。
判别式大于零时,抛物线与 x 轴有两个不同的交点,即抛物线与 x轴有两个实根。
2. 当Δ = 0 时,抛物线与 x 轴有一个交点。
判别式等于零时,抛物线与 x 轴有一个交点,即抛物线与 x 轴有一个实根。
3. 当Δ < 0 时,抛物线与 x 轴无交点。
判别式小于零时,抛物线与 x 轴没有交点,即抛物线没有实根。
实例分析假设有一个二次方程 2x^2 + 5x - 3 = 0,我们可以通过计算判别式来判断它的解的性质。
根的判别式解方程公式咱们来聊聊根的判别式解方程公式哈。
在学习数学的这个大旅程里,根的判别式解方程公式就像是一把神奇的钥匙,能帮咱们打开很多难题的大门。
先说说啥是根的判别式。
对于一元二次方程 ax² + bx + c = 0(a≠0),根的判别式就是Δ = b² - 4ac 。
这玩意儿可重要啦,它能告诉咱们方程根的情况。
要是Δ > 0 ,那就意味着方程有两个不相等的实数根;当Δ = 0 时,方程就有两个相等的实数根;而要是Δ < 0 ,方程就没有实数根。
就比如说,有个方程 2x² - 5x + 3 = 0 ,这里 a = 2 ,b = -5 ,c = 3 ,那Δ = (-5)² - 4×2×3 = 25 - 24 = 1 ,因为 1 > 0 ,所以这个方程有两个不相等的实数根。
我记得有一次给学生们讲这个知识点的时候,有个小家伙怎么都理解不了。
我就打了个比方,说这根的判别式就像是一个裁判,它来判断方程这场比赛有没有获胜者,以及有几个获胜者。
小家伙眼睛一下子亮了,好像突然就开窍了。
咱们再来说说怎么用根的判别式来解方程。
比如说方程 x² + 2x - 3 = 0 ,这里 a = 1 ,b = 2 ,c = -3 ,Δ = 2² - 4×1×(-3) = 16 ,因为 16 > 0 ,所以方程有两个不相等的实数根。
接下来就可以用求根公式 x = [-b ±√(b² - 4ac)] / (2a)来求解啦。
在实际解题的时候,根的判别式可帮了大忙。
有时候看到一个方程,先算一下判别式,心里就大概有数,知道这个方程的根是啥情况。
总之,根的判别式解方程公式虽然看起来有点复杂,但只要咱们多琢磨,多练习,就能把它掌握得妥妥的,让数学难题在咱们面前都乖乖投降!希望大家在学习数学的道路上,都能把根的判别式这个小帮手用得顺顺溜溜的,攻克一个又一个的难题!。
一般实系数四次方程的一种求根公式与根的判别法则及其推导全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:一般实系数四次方程可以写成如下形式:ax^4 + bx^3 + cx^2 + dx + e = 0,其中a, b, c, d, e均为实数且a \neq 0。
解这种四次方程是一个相对复杂且困难的问题,因为不像二次方程有求根公式那样简单。
我们可以通过一些方法来解决这个问题。
我们来看一种求根公式的推导过程。
假设我们已经知道了四次方程ax^4 + bx^3 + cx^2 + dx + e = 0的根为x_1, x_2, x_3, x_4,我们可以将它写成如下形式:ax^4 + bx^3 + cx^2 + dx + e = a(x - x_1)(x - x_2)(x - x_3)(x - x_4)我们可以将右边展开得到:a(x^4 - (x_1 + x_2 + x_3 + x_4)x^3 + \cdots + x_1x_2x_3x_4) = 0比较两边系数可得:\begin{cases}b = -(x_1 + x_2 + x_3 + x_4)\\c = x_1x_2 + x_1x_3 + x_1x_4 + x_2x_3 + x_2x_4 + x_3x_4\\d = -(x_1x_2x_3 + x_1x_2x_4 + x_1x_3x_4 + x_2x_3x_4)\\e = x_1x_2x_3x_4\end{cases}这些方程可以用来求解四次方程的根。
虽然这种方法比直接解四次方程要复杂一些,但是它可以帮助我们推导出四次方程的求根公式。
接下来,我们来看一下如何判别四次方程的根的情况。
根据代数基本定理,一个次数为n的多项式方程有n个复数根(包括重根)。
但是对于四次方程,通常我们更感兴趣的是它的实根情况。
我们可以通过计算四次方程的判别式来判断它的实根个数。
对于一般的四次方程ax^4 + bx^3 + cx^2 + dx + e = 0,它的判别式可以表示为:\Delta = 256a^3e^3 - 192a^2bde^2 - 128a^2c^2e^2 + 144a^2cd^2e - 27a^2d^4 + 16ab^4e - 4ab^3cd - 8abc^3e +4abcd^2 + b^2c^2e^2 - b^2d^2e - 4bc^3d如果判别式\Delta > 0,则四次方程有两对不相等的实根。
一元三次多项式的判别式的初等对称多项式的表示式一元三次多项式的判别式是指对于一元三次方程ax^3+bx^2+cx+d=0,其判别式Δ=b^2c^2-4ac^3-4b^3d-27a^2d^2+18abcd的表达式。
而该判别式的表达式可以通过初等对称多项式来表示。
在本文中,我们将深入探讨一元三次多项式的判别式以及初等对称多项式的表示式,希望能给读者带来一些启发和帮助。
一、一元三次多项式的判别式的定义一元三次多项式的判别式是一个重要的概念,它能帮助我们判断一个一元三次方程的根的情况。
一元三次多项式的判别式Δ=b^2c^2-4ac^3-4b^3d-27a^2d^2+18abcd是通过方程的系数所组成的表达式,它可以在某种程度上反映出方程根的性质。
通过判别式,我们可以判断方程的根是实根还是复根,是重根还是不重根,是正根还是负根。
一元三次多项式的判别式在代数学中具有重要意义。
二、初等对称多项式的概念初等对称多项式是指对于n个元素x1,x2,...,xn的一组实数,以及n个未知数a1,a2,...,an,形如a1^1*a2^2*...*an^nk的多项式。
初等对称多项式的概念是对称多项式的一种具体表现形式,它在数学中有着广泛的应用。
在代数学、数学分析和组合数学等领域,初等对称多项式是一种非常基础的数学概念,对研究和解决一些数学问题具有重要作用。
三、一元三次多项式的判别式的初等对称多项式表示式通过初等对称多项式,我们可以将一元三次多项式的判别式Δ=b^2c^2-4ac^3-4b^3d-27a^2d^2+18abcd进行表示。
具体的表示式如下:1. 对称多项式的表示式将二次项系数b、一次项系数c、常数项d视为三个未知数x1、x2、x3,可得到三个未知数的多项式函数f(x)=x^3-px^2+qx-r。
其中,p=b/a、q=c/a、r=d/a。
2. 初等对称多项式的计算根据初等对称多项式的定义,我们可以得到一元三次多项式的判别式Δ的表示式为:Δ =(x1-x2) ^2 (x1-x3) ^2 (x2-x3) ^2其中,(x1-x2) ^2 (x1-x3) ^2 (x2-x3) ^2 是初等对称多项式的展开式,表示了一元三次方程的判别式。
多项式方程根的判别式的六种常见应用介绍多项式方程的判别式是用来判断方程的根的性质和数量的一个工具。
在数学中,多项式方程的形式可以表示为:ax^n + bx^(n-1) + ... + cx^2 + dx + e = 0其中,a、b、...、e是实数或复数,n是多项式的次数。
通过判别式的计算,可以得出方程的解的一些重要信息。
六种常见应用以下是判别式在多项式方程中的六种常见应用:1. 二次方程的判别式二次方程的判别式可以通过以下公式计算:Δ = b^2 - 4ac如果判别式Δ大于0,方程有两个不相等的实根;如果判别式Δ等于0,方程有两个相等的实根;如果判别式Δ小于0,方程没有实根,但可以有两个共轭复根。
2. 三次方程的判别式三次方程的判别式可以通过以下公式计算:Δ = 18abcd - 4b^3d + b^2c^2 - 4ac^3 - 27a^2d^2如果判别式Δ大于0,方程有一个实根和两个共轭虚根;如果判别式Δ小于0,方程有三个实根;如果判别式Δ等于0,方程有一个实根和两个共轭重根。
3. 四次方程的判别式四次方程的判别式可以通过以下公式计算:Δ = b^2c^2 - 4ac^3 - 4b^3d - 27a^2d^2 + 18abcd如果判别式Δ大于0,方程有两个实根和两个共轭虚根;如果判别式Δ小于0,方程有四个实根;如果判别式Δ等于0,方程有两个实根和两个共轭重根。
4. 五次方程的判别式五次方程的判别式可以通过以下公式计算:Δ = −b^6c^4 + 6a^2b^4c^2 + 36a^2b^2c^3 - 4a^3c^3d - 4a^3b^5d + 16a^4b^3d^2 -18a^4bc^2d^2 − 27a^4a^2d^4 + 144a^3b^2c^2d^2 - 80a^3bcd^3 - 6a^2b^6d +144a^2b^3cd^3 + 128a^2b^2c^4d − 27abc^4d^3 + 1458abc^2d^4 + 256b^4c^5d +16b^7d^2 - 128b^5c^2d^3 + 432b^5cd^4 + 256b^4c^6 −144b^3c^4d^2 - 128b^3c^5d如果判别式Δ大于0,方程有一个实根和四个共轭虚根;如果判别式Δ小于0,方程有五个实根;如果判别式Δ等于0,方程有一个实根和四个共轭重根。
多项式重根判别方法一、定义多项式函数F(x)的根x=k是多项式函数F(x)除以(x-k)的商式为0得到的解。
如果这个根出现的次数大于1,那么该根就被称为多项式重根。
二、重根的判别1.一元二次多项式(ax²+bx+c)的判别式Δ=b²-4ac。
- 当Δ>0时,方程有两个不同的实数根。
- 当Δ=0时,方程有一个重实数根。
- 当Δ<0时,方程有两个共轭虚数根。
2.一元三次多项式(ax³+bx²+cx+d)的判别式Δ=b²c²-4ac³-4b³d-27a²d²。
- 当Δ>0且ΔV<0时,方程有三个实根,其中两个相等,另一个与它们不同。
- 当Δ>0且ΔV=0时,方程有三个实根,其中有两个相等。
- 注:ΔV是判别式的一个变量,由V=(2b³-9abc)/27a³得到。
3.一元四次多项式(ax⁴+bx³+cx²+dx+e)的判别式Δ=b²c²-4ac³-4b³d-27a²d²+18abcd-4a³c²。
- 当Δ>0时,方程有四个实根,其中两个相等,另外两个也相等。
- 当Δ=0时,方程有两个实根,其中一个重根,另一个不同。
- 当Δ<0时,方程有两个共轭复根。
三、重根的处理在求解多项式方程时,如果遇到了重根,需要进行一些特别的处理,以确保求出的根的个数是正确的。
1.重根的特点重根有两个重要的特点:- 函数在该点处有一个局部极值点。
- 函数在该点处的导数为0。
因此,要求解多项式方程的重根,需要进行以下两步操作:- 使用求导方法来找到多项式在该点处的导数。
- 使用求导后的多项式来解决多项式方程。
2.重根的求解设f(x)为多项式函数,x=k为重根,则有f(k)=f'(k)=0。
多项式的根和多项式方程的解法多项式是数学中的重要概念,广泛应用于各个领域。
在学习多项式时,我们需要理解多项式的根和多项式方程的解法。
本文将介绍多项式根和多项式方程解法的相关知识,帮助读者更好地理解和应用多项式。
一、多项式的根多项式的根指的是能使多项式等于零的值。
对于一元多项式来说,根可以是实数或复数。
对于二元、三元或更多变量的多项式,根可以是有序对、有序三元组等。
判断一个数是否为多项式的根有多种方法,其中最常用的方法是使用综合除法。
综合除法是通过除法运算找到多项式的根,并将多项式分解为更简单的因式。
例如,对于一元多项式P(x),如果我们使用综合除法将其除以(x-a),其中a是实数或复数,如果余数为零,则说明a是P(x)的根。
二、多项式方程的解法多项式方程指的是将多项式与零等式连接的方程。
多项式方程的解即为能使多项式方程成立的值。
对于一元多项式方程来说,我们通常使用求根的方法来求解。
1. 因式分解法如果多项式能够被因式分解,我们就可以根据因式分解的性质来求解多项式方程。
例如,对于一元二次多项式的方程ax^2+bx+c=0,我们可以将其因式分解为(a'x-d)(a''x-e)=0的形式,然后利用因式分解的性质得到x的值。
2. 配方法对于一些无法用因式分解法解决的多项式方程,我们可以使用配方法。
配方法可以将多项式方程转化为完全平方或立方等形式,进而求解方程。
这种方法需要根据方程的类型进行具体分析和操作。
3. 使用求根公式对于一元二次方程ax^2+bx+c=0,我们可以使用求根公式来求解。
求根公式给出了一元二次方程的两个根的表达式:x_1 = (-b + √(b^2-4ac))/(2a)x_2 = (-b - √(b^2-4ac))/(2a)使用求根公式时需要注意判别式(b^2-4ac)的值,如果判别式大于零,则方程有两个不相等的实数根;如果判别式等于零,则方程有两个相等的实数根;如果判别式小于零,则方程没有实数根,但有两个共轭复数根。
方程的求根公式范文方程是数学中一个重要的概念,它帮助我们解决各种各样的问题,例如求解未知数、找出等式成立的条件等。
方程的求根公式是一种用于求解一元二次方程的方法。
一元二次方程是形如ax^2 + bx + c = 0的方程,其中a、b和c是已知常数,x是未知数。
下面我将详细介绍方程的求根公式。
求根公式起源于古希腊,但它的完整形式是由16世纪意大利数学家乔瓦尼·毕达哥拉斯提出的。
求根公式可以解决任何一元二次方程,而且其结果可以分为三种情况:实根、重根和虚根。
下面我将逐一阐述这三种情况。
首先,考虑一元二次方程ax^2 + bx + c = 0的情况。
利用求根公式,我可以得出方程的两个根x1和x2的表达式:x1 = (-b + √(b^2 - 4ac)) / (2a)x2 = (-b - √(b^2 - 4ac)) / (2a)这就是方程的求根公式。
下面我们来看一些具体的例子。
例1:求解方程x^2+2x-3=0。
首先,我们可以将方程与我们的求根公式进行比较。
我们可以看出a=1,b=2,c=-3、将这些值代入求根公式,我们可以计算出方程的两个根:x1=(-2+√(2^2-4*1*(-3)))/(2*1)=(-2+√(4+12))/2=(-2+√16)/2=(-2+4)/2=2/2=1x2=(-2-√(2^2-4*1*(-3)))/(2*1)=(-2-√(4+12))/2=(-2-√16)/2=(-2-4)/2=-6/2=-3所以,方程x^2+2x-3=0的两个根分别是1和-3接下来,我们来看一种特殊情况,即方程的判别式D = b^2 - 4ac等于0的情况。
这种情况下,方程只有一个根,称为重根。
例2:求解方程4x^2-8x+4=0。
来看一下方程的判别式D的值:D=(-8)^2-4*4*4=64-64=0我们可以看到判别式D等于0。
那么,我们应用求根公式计算方程的根。
x1=(-(-8)+√((-8)^2-4*4*4))/(2*4)=(8+0)/8=8/8=1所以,方程4x^2-8x+4=0只有一个根1最后,我们来看一种判别式D小于0的情况。
---文档均为word文档,下载后可直接编辑使用亦可打印---摘要本文主要考虑多项式的正根、负根的个数问题,通过介绍多项式的相关定理及符号原则,并举出实例,总结整理多项式的根的分布问题,把多项式的根的分布问题进行细致归纳.关键字:多项式;存在性;二分法;根ABSTRACTThis paper mainly considers the number of positive and negative roots of polynomials.By introducing the relatrd theorems and sign principles of polynomials,and gives examples.Summarizes and sorts out the root distribution of polynomials,and sums up the root distribution of polynomials in detail.Keywords:polynomial;exist;dichotomy;root目录摘要 (I)ABSTRACT............................................................................................................. I I 第1章绪论 (1)第2章多项式根的存在性 (2)2.1相关定理介绍 (2)2.2例题总结 (2)第3章多项式的根的确定性 (4)3.1奇次多项式的根的确定性 (4)3.2偶次多项式的根的确定性 (4)第4章笛卡尔符号原则 (8)4.1多项式的正根 (9)4.2多项式的负根 (9)第5章总结 (11)参考文献 (12)致谢 (13)第1章绪论在数论、代数的组成和数值代数等多个学科里面,都会将多项式作为它们知识网络的基础之一.多项式作为一个可以孤立的体系,也可以与其他的学科体系相联系,并与它们形成一个复杂而又明了的知识网络.在理论和实际应用方面,多项式有着多种多样的内容和作用,一般情况下,它在实际应用研究方面通常会对于某类特定情形下的多项式在一些概括的概念或特定的问题中帮助其求出答案;而在理论方面,就显得有较强的针对性,究其原因,还是取决于多项式它的封闭性、齐次性、可分解性、可约性等其它推导的各种性质.另外,在一些线性或非线性微分方程、常系数微分方程乃至其它微分动力系统中,我们可以利用多项式已知的各种性质来求得问题的近似解或者说是解的取值范围,得到它们特定式子根的实部情况,使所联系的系统达到稳定即可,而不用一定要得出所列多项式的精确解和它们的一切根.本文首先介绍多项式的相关理论基础(罗尔定理和零点定理),然后根据相关定理得到多项式的根的存在性以及根的确定性,其次介绍由笛卡尔符号原则得到多项式的正根、负根的个数的方法,并举出实例,解决多项式的正根、负根的个数的问题.通过总结整理多项式的根的分布问题,可以帮助我们快速准确的选解决多项式的根的问题,从而进一步加深我们对多项式的根的分布的掌握,把多项式的根的分布问题进行细致归纳.第2章多项式根的存在性2.1相关定理介绍罗尔定理和零点定理是高等数学微积分理论中的两个重要定理.在实际问题里,罗尔定理讨论多项式根中的应用非常多,主要取决于多项式的连续求导、次数随求导次数依次降级的性质.零点定理反映了闭区间上连续函数的一个性质,在有关方程根的存在性方面有着重要的应用.罗尔定理如果函数f(x)满足:(1)在闭区间[a,b]上连续;(2)在开区间(a,b)内可导;(3)f(a)=f(b),那么在开区间(a,b)内至少有一点ξ(a<ξ<b),使得f′(ξ)=0.[1]运用点一:如果想要讨论一个函数它的导数根是否存在,或当根存在时其取值范围和具体有哪几个,那么这个函数在定义域内是连续可导的,由罗尔定理不难看出,其导数方程至少有一个根会存在于多项式方程两个根之间.运用点二:若是将罗尔定理反过来看的话,我们可以发现:如果多项式方程f(x)=0没有解出来根,则方程f(x)=0最多有一个根.可以根据已知函数方程的根来求其它函数方程的跟,然后再根据零点定理,就可以得到“如果方程f′(x)=0没有根,则方程f(x)=0只有一个根.”这样的结论.零点定理设函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,且f(a)与f(b)异号(即f(a)∙f(b)<0),则在开区间(a,b)内至少有函数f(x)的一个零点,即至少有一点ζ(a<ζ<b),使f(ζ)=0.[2]应用根据所给方程作辅助函数,再寻找闭区间,是辅助函数在该区间端点处的函数值异号.2.2例题总结例2.1 设函数f(x)=(x−1)(x−2)(x−3)(x−4),讨论方程f′(x)=0有几个实根,并分别指出他们所在的区间.分析:令f(x)=0,则 x=1、2、3、4,可得f(1)=f(2)=f(3)=f(4)=0,再利用罗尔定理,即可得出结论.解:函数f(x)在(−∞,+∞)内处处可导,并且满足f(1)=f(2)=f(3)= f(4)=0,f(x)在区间[1,2],[2,3],[3,4]上分别满足罗尔定理的三个条件因此至少存在一点ξ1∈(1,2),ξ2∈(2,3),ξ3∈(3,4)使得f′(ξ1)=f′(ξ2)=f′(ξ3)=0即ξ1,ξ2,ξ3是f′(x)=0的三个实根,又因为f′(x)=0是三次方程,至多有三个实根,故f′(x)=0只有三个实根,分别在区间(1,2),(2,3),(3,4)内.例2.2 证明方程6x7+2x+a=0至多有一个根,其中a为任意常数.分析:用反证法,假设方程有两个不同的实根,再由罗尔定理可知其导数方程至少有一个根,从而产生矛盾,即可得出结论.证明:方程6x7+2x+a=0的导数方程42x6+2=0没有根假设方程6x7+2x+a=0有两个根,由罗尔定理可知其导数方程42x6+2=0至少有一个根.产生矛盾.所以方程6x7+2x+a=0有一个根.例2.3 证明方程2x3−5x2+1=0在区间(0,1)内至少有一个根.分析:在解决此类问题时,要牢记方程的根=函数的零点.通过区间端点值的正负来判断是否存在零点,即方程的根.证明:函数f(x)=2x3−5x2+1在闭区间[0,1]上连续又f(0)=1>0,f(1)=−2<0根据零点定理,在(0,1)内至少有一点ζ,使得f(ζ)=0即2ζ3−5ζ2+1=0(0<ζ<1)因此方程2x3−5x2+1=0在区间(0,1)内至少有一个根.第3章多项式的根的确定性3.1奇次多项式的根的确定性例3.1 奇次多项式必至少有一个实根.证明:设f(x)=a n x n+a n−1x n−1+⋯+a1x+a0(其中n为奇数)明显有f(x)为连续函数,当a n<0时有:lim(x→−∞),f(x)=−∞lim(x→+∞),f(x)=+∞由于f(x)是连续函数,所以f(x)至少有一个零点即f(x)至少有一个实数根.当a n<0时有:lim(x→−∞),f(x)=+∞lim(x→+∞),f(x)=−∞由于f(x)是连续函数,所以f(x)至少有一个零点即f(x)至少有一个实数根.综上所述:奇次多项式必至少有一个实根.3.2偶次多项式的根的确定性定理3.1 任何实系数四次方程ax4+bx3+cx2+dx+e=0如果满足下列两个条件之一:(1)a>0,e>0,c−14a b2−14ed2>0;(2)a<0,e<0,c−14a b2−14ed2<0;则方程无实根.[3]定理3.2 任意实系数六次方程a6x6+a5x5+a4x4+a3x3+a2x2+a1x+a0=0如果满足下列两个条件之一:(1)a6>0,a0>0,a4−14a6a52>0,a2−14(a4−14a6a5)a32−14a0a12>0;(2)a6>0,a0>0,a4−14a6a52>0,a2−1a4−14a6a52a32−14a0a12>0;则方程无实根.[3]定理3.3 任意实系数2 n次(n≥3为正整数)方程a2n x2n+a2n−1x2n−2+⋯+a1x+a0=0如果满足下列两个条件之一:(1)a2n>0,a0>0,a′2n−2=a2n−2−14a2n a2n−12>0,a′2n−4=a2n−4−14a′2n−2a2n−32>0,a′2n−6=a2n−6−14a′2n−4a2n−52>0,……,a′4=a4−14a′6a52>0 ,a′2=a2−14a′4a32−1(4a0)a12>0 ;(2)a2n<0,a0<0,a′2n−2<0,a′2n−4<0,a′2n−6<0,……,a′4<0,a′2<0,则方程无实根.[3]除定理3.1,定理3.2,定理3.3所述的情况方程无实根外,其他情况均有实根.当多项式的根的精确解得不到时,则用二分法得到近似解并估计误差.在数学分析中,若函数f在区间[a,b]上连续,且f(a)与f(b)异号(即f(a)∙f(b)<0),则至少存在一点x∗∈(a,b),使得f(x∗)=0,即方程f(x)=0在(a,b)内至少有一个根,这就是根的存在定理.二分法求方程的近似实根基于根的存在定理的第一个方法称作二分法(或逐次分半法).假设f是定义在区间[a,b]上的连续函数,且f(a)与f(b)反号.根据根的存在定理,在(a,b)内至少存在一个数x∗使得f(x∗)=0.为了简单起见设在这个区间内的根是唯一的.这种方法要求将[a,b]的子区间反复减半,在每一步找出含有x∗的那一半,直到区间长度不大于预设进度ε.二分法求方程根的步骤:第一步:输入有根区间端点a,b和计算精度ε;第二步:取区间[a,b]的中点x0;第三步:计算函数值f(a),f(x0),若f(x0)=0,则x0就为所求实根,输出x0结束算法,否则转第四步;第四步:若f(a)∙f(x0)<0,记a=a,b=x0;否则记a=x0,b=b,转第五步;第五步:若|b−a|≤ε,则输出x0=a+b,结束算法,否则转第二步.2二分法求方程根的MATLAB程序:function x=agui_bisect(fname,a,b, );fa=feval(fname,a);fb=feval(fname,b);if fa*fb>0 error(‘两端函数值为同号’);endk=0;x0=(a+b)/2;while |b−a|≤εfx=feval(fname,x);if fa*fx<0;b=x;fb=fx;elsea=x;fa=fx;endk=k+1;x=(a+b)/2end例3.2 利用计算器,求方程lgx=3−x的一个近似解(精确到0.1).分析:分别画函数y=lgx和y=3−x的图像,在两个函数图像的交点处,函数值相等.这个点的横坐标就是方程lgx=3−x的解.有函数y=lgx与y= 3−x的图像可发现,方程lgx=3−x有唯一解,记为x1,并且这个解在区间(2,3)内.解:图1设f(x)=lgx+x−3,利用计算器计算得f(2)<0,f(3)>0⇒x1∈(2,3);f(2.5)<0,f(3)>0⇒x1∈(2.5,3);f(2.5)<0,f(2.75)>0⇒x1∈(2.5,2.75);f(2.5)<0,f(2.625)>0⇒x1∈(2.5,2.625);f(2.5626)<0,f(2.625)>0⇒x1∈(2.5626,2.625)因为2.5625与2.625精确到0.1的近似值都为2.6,所以此方程的近似解为x1≈2.6.第4章笛卡尔符号原则设实系数多项式函数f(x)=a0x n+a1x n−1+⋯+a i x n−i+⋯+a n(a0≠0) (1)定理4.1 n次多项式f(x)至多有n个不同的根.[5]定理4.2(笛卡尔符号原则)对于多项式函数f(x),它的正实根个数等于f(x)的非零系数的符号变化个数,或者等于比该变化个数小一个偶数的,数;f(x)的负实根个数等于f(−x)的非零系数的符号变化个数,或者等于比该变化个数小一个偶数的数.[6]定理4.3 设f(x)为实系数多项式,D(f)为f(x)的根的判别式,则当D(f)=0时,方程f(x)=0有重根;当D(f)<0时,方程f(x)=0无重根,且有奇数对虚根;当D(f)>0时,方程f(x)=0无重根,且有偶数对虚根.[6]对(1)式中的f(x),D(f)定义为:D(f)=(−1)n(n−1)2a0−1R(f,f′),其中f′为f(x)的导函数,R(f,f′)称为f和f′的结式,是由f(x)的各项系数确定的一个2n−1阶方阵R的行列式.如果当k>0或k<0时记a k=0,则R的第i行第j列的元素为r ij={a j−i, 当 1≤i≤n−1,(i−j+1)a j+n−i−1,当 n≤i≤2n−1.定理4.4(根的上下界定理) 设(1)式中a0>0,(1)若存在正实数M,当用x−M去对f(x)作综合除法时第三行数字仅出现正数或0,那么M就是f(x)的根的一个上界;(2)若存在不大于0的实数m,当用x−m去对f(x)作综合除法时第三行数字交替地出现正数(或0)和负数(或0)时,那么m就是f(x)的根的一个下界.定理4.5(判断根上下界的牛顿法)设有实数k,使f(k),f′(k),⋯,f m(k),⋯,f n(k)均为非负数,或均为非正数,则方程f(x)=0的实根都小于k,这里f m(k)表示f(x)的m阶导数.[6]4.1多项式的正根想要求一个多项式的根,并且是正根,那么该怎样求呢?(1)通过定理4.1先求有多少个解;(2)通过定理4.2知道其中有几个可能是对的正实数根;(3)通过定理4.3计算该多项式的判别式,判别它有没有重根;若无重根,则根据定理4.3,当判别式大于零时,方程的根的个数与n相差4的倍数;反之,方程的根的个数与n−2相差4的倍数.(4)若判别式等于零,用辗转相除法求出f(x)和f′(x)的最大公因式(f(x),f′(x)),该公因式的根即为f(x)的重根,用带余除法将多项式将次.(5)利用定理4.4、定理4.5或用改写方程的方法找出多项式的根的上下界.例4.1 求多项式函数f(x)=x5−5x4+14x3−34x2+48x−24的实数根.分析:根据寻找多项式函数正根的方法及步骤,分步计算,即可求得该多项式函数的实根.解:由定理4.1知f(x)至多有5个实根;由定理4.2知f(x)有5个或3个或1个正根;计算D(f),算出R(f,f′)≈4×10−8,因其绝对值远小于1,用矩阵的初等变换求出(f(x),f′(x))=x−2,知2为多项式的一个重根.用(x−2)2除原多项式,将多项式将次,得g(x)=x3−x2+6x−6;=x2+6.显然x2+6计算g(1)=0,知1为多项式的一个根,计算g(x)x−1无实根,故原多项式的实根为1和二重根2.4.2多项式的负根想要求一个多项式的根,并且是负根,那么该怎样求呢?(1)通过定理4.1先求有多少个解;(2)通过定理4.2知道其中有几个可能是对的负实数根;(3)通过定理4.3计算该多项式的判别式,判别它有没有重根;若无重根,则根据定理4.3,当判别式大于零时,方程的根的个数与n相差4的倍数;反之,方程的根的个数与n−2相差4的倍数.(4)若判别式等于零,用辗转相除法求出f(x)和f′(x)的最大公因式(f(x),f′(x)),该公因式的根即为f(x)的重根,用带余除法将多项式将次.(5)利用定理4.4、定理4.5或用改写方程的方法找出多项式的根的上下界.例4.2 求多项式函数f(x)=3x5−2x4−15x3+10x2+12x−8的实数根.分析:根据寻找多项式函数负根的方法及步骤,分步计算,即可求得该多项式函数的实根.解:由定理4.1知f(x)至多有5个实数根;由定理4.2知f(x)有3个或1个正根,有2个或0个负根;计算D(f),算出R(f,f′)≈4×10−8,从而知D(f)>0,方程有1个或5个实根;因为f(x)=x3(3x2−2x−15)+(10x2+12x−8),所以(1+√46)是f(x)的一个上界.3又因为f(x)=3x(x4−5x2+4)−2(x4−5x2+4),所以-2是f(x)的一个下界;又f(x)=(3x−2)(x4−5x2+4)=(3x−2)(x2−1)(x2−4)即得到f(x)的所有实根有2、1、-1、2、-2.3图2第5章总结本文通过相关资料的收集与整理,对多项式的根的分布问题的相关理论和方法的介绍以及这些理论和方法在例题中的应用进行阐述.对于多项式的根的分布问题,先根据罗尔定理及零点定理判断根是否存在,并讨论根的确定性,当精确解得不到时,则用二分法得到多项式的近似解并估计误差,最后由笛卡尔原则得到多项式根的个数(多项式正实根个数等于f(x)的非零系数的符号变化个数,或者等于比该变化个数小一个偶数的数;多项式负实根个数等于f(−x)的非零系数的符号变化个数,或者等于比该变化个数小一个偶数的数.),由此解决多项式的根的分布问题.具体在求多项式函数实根的问题中,应根据题意选择具体简洁的步骤求解.学习数学的时候,数学思维是非常重要的,不断地学习数学理论和讨论数学实际问题,不但能锻炼思维能力,还能培养我们学习数学的兴趣.知识会越用越活,我们的大脑也越用越聪明.参考文献[1]李娟,关晓红.罗尔定理在讨论多项式方程的根中的应用[J].牡丹江教育学院学报,2010(04).114-114[2]闫广霞.零点定理的推广及其应用[J].河北工业大学成人教育学院学报.2002年6月.17(2)1-2[3]杨宗培.实系数一元偶次代数方程无实根的判别法则[J].南昌大学学报(工科版).1982(1):56-61[4]鲍克元.基于MATLAB中随机函数的求方程实根的方法探析[J].数学之友.2016(24):3-3[5]张禾瑞,郝鈵新.高等代数[M].第4版.北京:高等教育出版社,1999[6]黄永,康道坤.求多项式函数实数根的方法[J].邵通学院学报.2007年.29(5):8-11[7]周伯壎.高等代数[M].第4版.北京:人民教育出版社,1966致谢随着本课题的完成,我心中不免涌出诸多情感,对我的指导老师xxx老师的感激之情也不禁踊跃到字里行间.自从成为老师的学生,我始终认为,王老师将是我终生学习的榜样.恩师不仅治学严谨,兢兢业业,教书育人方面更是极具耐心,言传身教、诲人不倦,而且做学问方面也是态度认真、思维敏捷,实乃我等榜样.论文上诸多信息和知识,都是老师平日里直接或间接所讲的内容,可以说,没有恩师孜孜不倦的教导,这篇论文我可能写不出来一半.感谢恩师在这次论文中,从选题,结构设计,编排样式等诸多方面给予的指导和帮助,这给了我有力的理论支撑和信息来源,才使得我的拙作更趋于完善.另外,感谢所有在我完成毕业论过程中帮助我所有朋友和同学们.。
△的公式与求根公式例题 -回复很高兴能为您撰写关于△的公式与求根公式例题的文章。
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一、△的公式1.1 △的定义在代数中,△通常指的是一个等于b^2-4ac的表达式。
这个表达式在一元二次方程ax^2+bx+c=0中扮演着非常重要的角色,它被称为判别式。
1.2 △的意义△的值可以帮助我们判断一元二次方程的根的情况。
如果△>0,那么方程有两个不相等的实根;如果△=0,方程有两个相等的实根;如果△<0,方程没有实根,但有两个共轭复数根。
1.3 △的公式推导推导△的公式是代数学习的重要内容之一。
我们可以通过完成平方来推导△的公式,或者通过配方法、公式法等方式来得出△的表达式。
这一部分的学习对于理解△的公式有着重要的帮助。
二、求根公式例题2.1 求根公式的定义一元二次方程ax^2+bx+c=0的根可以通过求根公式来得到。
求根公式是指x=\frac{-b\pm\sqrt{b^2-4ac}}{2a}的形式,通过这个公式我们可以得到方程的根的数值。
2.2 求根公式的应用求根公式在解决一元二次方程的问题时有着广泛的应用。
通过求根公式,我们可以快速地计算方程的根,从而解决实际生活中的问题。
2.3 求根公式的实际例题我将介绍一些实际生活中运用求根公式解决问题的例题,帮助您更好地理解求根公式的应用。
个人观点和理解△的公式与求根公式是代数学中非常重要的内容,它们在解决实际问题时有着广泛的应用。
通过深入学习△的公式和求根公式,我们可以更好地理解代数学的基本原理,从而为日后的数学学习打下扎实的基础。
总结和回顾通过本文的介绍,您对△的公式与求根公式应该有了更深入的理解。
我们从△的定义和意义入手,了解了△的公式推导方式,以及求根公式的定义、应用和实际例题。
求根公式和判别式是高中数学中的重要知识点,主要用于解一元二次方程。
本文将围绕这两个概念展开讨论,并说明它们的应用。
一、求根公式求根公式是解一元二次方程的基本公式,表示为:$$x=\dfrac{-b\pm\sqrt{b^2-4ac}}{2a}$$其中,a、b、c代表方程的系数,x代表方程的根。
公式右侧的内容称为根式。
求根公式的推导相当复杂,不在本文的讨论范围内。
需要注意的是,当根式$b^2-4ac\ge0$时,方程有实数解;当根式$b^2-4ac<0$时,方程有虚数解。
此外,当方程中出现系数为0时,需要将这个系数从公式中去掉。
例如,对于方程$2x^2+3x-1=0$,将a、b、c代入公式中,得到:$$x=\dfrac{-3\pm\sqrt{3^2-4\times2\times(-1)}}{2\times2}=\dfrac{-3\pm\sqrt{17}}{4}$$因此,方程的根为$x=\dfrac{-3+\sqrt{17}}{4}$和$x=\dfrac{-3-\sqrt{17}}{4}$。
求根公式在解一元二次方程时非常有用,但也存在一些问题。
首先,对于高次方程,求根公式并不适用,因为它们没有像一元二次方程那样简单的形式。
其次,对于方程系数或根式包含无理数的情况,求根公式也可能无法得到精确的解。
这时候,我们可能需要使用近似值或者数值计算法来解决问题。
最后,求根公式的运算量较大,对计算机来说的时间和空间复杂度也比较高。
二、判别式判别式是指用方程的系数判断方程的根的情况的公式,表示为:$$\Delta=b^2-4ac$$其中,$\Delta$代表判别式,a、b、c与求根公式中的一样。
对于一元二次方程,判别式有以下几种情况:1. 当$\Delta>0$时,方程有两个不相等的实数根;2. 当$\Delta=0$时,方程有两个相等的实数根;3. 当$\Delta<0$时,方程有两个共轭的虚数根。
根系的判别式及应用根系是由一个多项式的所有根所构成的集合。
判别式是用来判断多项式的根系类型的代数量,它可用于对多项式进行分类和分析。
判别式的计算公式取决于多项式的次数和系数,不同的判别式对应于不同的根系类型。
在数学中,根系的判别式及其应用具有广泛的意义和应用。
下面将介绍根系的判别式及其应用方面的内容。
第一节:根系的判别式对于一个n次多项式f(x)=a0x^n+a1x^(n-1)+...+an-1x+an,它的判别式可以用来判断它的根系类型。
具体而言:1. 如果判别式Δ=∏(ai-aj)^2=0,则多项式f(x)有重根。
也就是说,多项式f(x)存在至少两个根相等的情况。
2. 如果判别式Δ>0,则多项式f(x)有n个不同的实根。
这意味着多项式f(x)的根是一个由不同实数构成的集合。
3. 如果判别式Δ<0,则多项式f(x)有n个不同的复根。
也就是说,多项式f(x)的根是一个由复数构成的集合。
需要注意的是,当多项式的次数特别高时,计算判别式可能会非常复杂。
因此,在实际应用中,我们通常使用计算机来计算判别式。
第二节:根系判别式的应用根系判别式在数学和其他领域有着广泛的应用。
以下是根系判别式的一些常见应用:1. 多项式的因式分解:根系判别式可以用来判断一个多项式是否可分解,并找到它的因式。
通过判断判别式的值和类型,我们可以确定多项式是否可以被因式分解,以及如何找到它的因式。
2. 求解方程:根系判别式可以帮助我们求解各种类型的方程。
根据判别式的值和类型,我们可以确定方程的根的数量、根的类型(实根或复根)以及根的位置。
3. 研究函数的性质:根系判别式可以用来研究函数的性质,特别是在寻找函数的极值点和拐点时。
通过计算判别式的值和类型,可以确定函数的拐点和极值点的位置,并研究它们的性质。
4. 优化问题:根系判别式在一些优化问题中也有应用。
通过计算判别式的值和类型,我们可以确定函数的最大值、最小值以及它们的位置,从而得出问题的最优解。
求根公式根的判别式韦达定理求根公式、根的判别式和韦达定理都是数学中与多项式方程有关的重要概念。
在代数学和高等数学中,这些定理被广泛应用于求解多项式方程的根以及分析多项式函数的性质。
下面将详细介绍这些定理的原理和应用。
一、求根公式求根公式是一个重要的定理,它告诉我们如何求解一元二次方程和一元三次方程的根。
具体地说,一元二次方程的一般形式为ax^2 + bx + c = 0,其中a、b、c为已知的实数,且a ≠ 0。
根据求根公式,一元二次方程的根可以通过下面的公式来求解:x = (-b ± √(b^2 - 4ac)) / (2a)同样地,对于一元三次方程ax^3 + bx^2 + cx + d = 0,其中a、b、c、d为已知的实数,且a ≠ 0。
求根公式告诉我们一元三次方程的根可以通过下面的公式来求解:x=r+s+t其中r、s、t为复数,满足下面的条件:r=-b/(3a)+(Δ)^(1/3)/(3a)s=-b/(3a)+(ζΔ)^(1/3)/(3a)t=-b/(3a)-(ζΔ)^(1/3)/(3a)Δ = c^2 - 3bd + 12ad^2 - 4ac^3 - 4b^3dζ=(-1+√3i)/2,即ζ是虚数单位求根公式的应用非常广泛,可以帮助我们求解各种类型的方程,特别是二次方程和三次方程。
通过求根公式,我们可以找到方程的解的表达式。
二、根的判别式根的判别式是用来判断方程的根的条件的一种方法。
对于一元二次方程ax^2 + bx + c = 0,其中a、b、c为已知的实数,且a ≠ 0。
根据根的判别式,方程的根可以通过下面的判别式来判断:Δ = b^2 - 4ac如果Δ>0,则方程有两个不相等的实根。
如果Δ=0,则方程有两个相等的实根。
如果Δ<0,则方程没有实根,但可以有两个复数根。
根的判别式可以帮助我们快速判断方程的根的数量和性质,从而可以在求解过程中采取不同的计算方法。
三、韦达定理韦达定理是数学中多项式的一个重要定理,它描述了一个多项式的根与系数之间的关系。
莱布尼茨判别式法
莱布尼茨判别式法是一种求解多项式方程根的方法,它是由德国数学家莱布尼茨在17世纪提出的。
这种方法可以用来判断一个多项式方程的根的个数,并且可以通过这种方法求出这些根的近似值。
莱布尼茨判别式法的基本思想是利用多项式函数的导数来判断多项式函数的根的个数。
具体来说,对于一个n次多项式方程
f(x)=a0x^n+a1x^(n-1)+...+an,如果它的导数f'(x)=na0x^(n-
1)+(n-1)a1x^(n-2)+...+a(n-1)有n-1个不同的实根,那么f(x)在实数域上就有n个不同的实根。
如果f'(x)有k个不同的实根,其中有m个是重根,那么f(x)在实数域上就有n-k个不同的实根,其中有m个是重根。
莱布尼茨判别式法的求解过程比较简单,只需要求出多项式方程的导数,并求出导数的实根个数和重根个数即可。
如果导数的实根个数和重根个数都可以用解析式表示,那么就可以用解析式求出多项式方程的根的个数和近似值。
如果导数的实根个数和重根个数不能用解析式表示,那么就需要用数值方法求解多项式方程的根的近似值。
莱布尼茨判别式法的优点是可以快速地判断多项式方程的根的个数,并且可以用解析式求出多项式方程的根的近似值。
但是它的缺点是只
适用于实系数多项式方程,对于复系数多项式方程无法使用。
此外,对于高次多项式方程,求导数的过程比较繁琐,需要耗费大量的时间和精力。
总之,莱布尼茨判别式法是一种简单而有效的求解多项式方程根的方法,它可以用来判断多项式方程的根的个数,并且可以用解析式求出多项式方程的根的近似值。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的方法来求解多项式方程的根。
三次多项式的判别式
三次多项式的判别式是数学里面非常重要的概念,它研究了实根的问题。
借助
三次多项式的判别式,我们可以知道某个三次多项式方程在多少实根,或者没有实根。
首先让我们正式定义一下三次多项式的判别式:一个三次多项式的判别式,就
是指一个三次多项式的形式为ax⁴+bx³+cx²+dx+e其中a、b、c、d、e均为实数的
判别式D=b²c²-4ac³-4b³d-27a²e,这个判别式也叫做二氧式的判别式。
三次多项式的判别式的主要特点就是根据它的值可以判断该方程的实根数目。
如果D<0,则该方程没有实根;如果D>0,该方程有一个实根;如果D=0,该方
程有三个实根。
如果D大于零,说明该方程至少有一个实根,反之则说明方程没有实根。
三次多项式的判别式被广泛应用于数学基础教育中,用于证明方程的实根数目,而且也经常是解决实际问题的有效方法。
它可以帮助我们通过它来分析数学问题,从而节省大量的计算时间。
最后,我们还要注意,判别式不能当作一种求解方法,因为判别式只能用来判断实根数目,而不能用来解方程。
判别式求根公式判别式求根公式在数学中,判别式是一种用来判断一个二次方程的根的性质的工具。
对于一个一般形式的二次方程ax^2 + bx + c = 0,其中a、b、c为实数且a不等于0,判别式可以通过求解公式D = b^2 - 4ac来得到。
根据判别式的值,我们可以判断二次方程的根的情况。
首先,我们来看判别式的三种情况:1. 当判别式D大于0时,即D > 0,二次方程有两个不相等的实根。
这意味着方程的图像与x轴有两个交点,也就是说方程有两个解。
2. 当判别式D等于0时,即D = 0,二次方程有两个相等的实根。
这意味着方程的图像与x轴有一个交点,也就是说方程有一个解。
3. 当判别式D小于0时,即D < 0,二次方程没有实根。
这意味着方程的图像与x轴没有交点,也就是说方程没有解。
接下来,我们来推导判别式求根公式。
对于一个一般形式的二次方程ax^2 + bx + c = 0,我们可以通过配方法将其转化为完全平方的形式。
首先,我们将方程两边同时除以a,得到x^2 + (b/a)x + c/a = 0。
然后,我们将方程两边同时减去c/a,得到x^2 + (b/a)x = -c/a。
接下来,我们将方程两边同时加上(b/2a)^2,得到x^2 + (b/a)x + (b/2a)^2 = (b/2a)^2 - c/a。
然后,我们将方程两边同时进行平方根运算,得到(x + b/2a)^2 = (b^2 - 4ac)/(4a^2)。
最后,我们将方程两边同时开方,得到x + b/2a = ±√((b^2 - 4ac)/(4a^2))。
进一步化简,我们可以得到x = (-b ± √(b^2 - 4ac))/(2a)。
这就是判别式求根公式,也被称为二次方程的根的公式。
通过这个公式,我们可以方便地求解二次方程的根,并根据判别式的值来判断根的性质。
举个例子来说明判别式求根公式的应用。
假设我们有一个二次方程2x^2 + 5x + 3 = 0,我们可以通过判别式求根公式来求解它的根。
两个实数根的关系公式在数学中,二次方程是形如 $ax^2+bx+c=0$ 的一元二次多项式方程,其中 $a$、$b$ 和 $c$ 是已知的实数常数,且 $a\neq 0$。
二次方程的解通常称为方程的根。
根据二次方程的一般形式,我们可以通过求解其根的关系来获得一些公式。
根的关系公式主要包括判别式,和两根之间的关系。
1.判别式公式:二次方程的判别式是 $D=b^2-4ac$。
判别式的值可以用来确定二次方程的根的性质,即方程的根的个数以及根的类型。
-当$D>0$时,方程有两个不相等的实数根;-当$D=0$时,方程有两个相等的实数根;-当$D<0$时,方程没有实数解,称为无解。
2.根的关系公式:对于一个二次方程 $ax^2+bx+c=0$,它的两个实数根可以用以下公式表示:- 根的和:$x_1+x_2=-\frac{b}{a}$- 根的积:$x_1x_2=\frac{c}{a}$这两个公式可以通过Viète 定理来证明。
Viète 定理:对于一个一元 $n$ 次多项式方程$$a_nx^n+a_{n-1}x^{n-1}+\ldots+a_1x+a_0=0$$其根 $x_1, x_2, \ldots, x_n$ 满足以下关系:$$\left\{\begin{array}{l}x_1 + x_2 + \ldots + x_n = -\frac{a_{n-1}}{a_n}\\x_1x_2 + x_2x_3 + \ldots + x_{n-1}x_n = \frac{a_{n-2}}{a_n}\\\quad \vdots \\x_1x_2\ldots x_n = (-1)^n \frac{a_0}{a_n}\end{array}\right.$$对于二次方程 $ax^2+bx+c=0$,根据Viète 定理,可以得到:$$\left\{\begin{array}{l}x_1 + x_2 = -\frac{b}{a}\\x_1x_2 = \frac{c}{a}\end{array}\right.$$这两个关系公式可以用来计算二次方程的根,或者根据已知的一个根来求另一个根。
东莞理工学院本科毕业论文(2015届)题目: 多项式方程的判别式与求根公式****: ***学号: ************院(系):计算机学院专业班级: 信息与计算科学(2)班指导教师:起止时间: 2015年1月—2015年5月多项式方程的判别式与求根公式摘要: 近代数学史甚至能说是一部求解多项式方程的历史。
对于高次方程的数值根求解法,人们从很早就开始并一直探求这样的问题。
而且在古代,很多人都想出了一个办法来解决各种各样的多项式方程。
如卡尔米诺的《大术》,贾宪的《黄帝九章算法细草》,秦九韶的《数书九章》等等。
在目前,有关问题求解多项式方程根的在工程实践中占有举足轻重的地位。
如在人类的生活过程中,经济建设和科学技术的发展过程中,计算一直起着非常重要的作用。
当人们在进行科学或者工程计算时,求解多项式方程组更是非常容易遇到的问题之一。
许多领域如自然生活和工程科学最终都可以归结为求解多项式方程组的问题。
这个时候人们就通常需要处理求解代数方程组的问题,如果当项较简单或变元较少时,计算过程就好相对来说简单一些;但是当项非常复杂或变元非常多的时候,那么其求解的过程中往往会遇到比较多的困难。
对多项式方程的判别式和求根公式的研究,在理论研究和实际工程计算中,具有十分重要的意义。
关键词: 多项式; 判别式; 求根公式; MATLABDiscriminant and seek the root of polynomial equationsAbstract: the modern mathematics that would become a history of polynomial equation solution. People long ago began to explore the problem of high order equation of numerical method. But in ancient times, many people have been developed to solve all kinds of method of polynomial equations. Such as "chapter nine of the yellow emperor algorithm fine grass" of jia xian, chiu-shao the number of book chapter nine, Carl mino "big operation" and so on.In nowadays, polynomial equation for the root problem has a pivotal position in the engineering practice. As in human life, economic construction and development of science and technology in the process of calculation is always plays a very important role. In science and engineering calculation, to solve the polynomial equations is one of the most common problems in the natural life and the computing problem in the field of engineering science and many other eventually all boils down to solving the polynomial equations. At this time often need to deal with algebraic equations to solve the problem, if the argument or a simpler, less calculation process is relatively simple; And when the argument is very more or when the item is very complex, itssolving process is often more difficult.The discriminant and seek the root of polynomial equations, in theoretical research and practical engineering calculation, have very important significance.Key words: polynomial; The discriminant. Root formula; MATLAB目录一、引言 (1)(一)一元二次方程的判别式和求根与韦达定理 (1)(二)一元三次方程的判别式和求根公式及其推导 (2)(三)一元四次方程的解法 (5)二、一元多次多项式 (8)(一)代数基本定理 (9)(二)域论基础 (10)(三)多项式方程的判别式 (11)(四)牛顿恒等式 (12)(五)关于一元五次方程 (19)三、总结与展望 (20)参考文献 (23)致谢 (25)一、引言在人类研究数学的历史长河中,追溯到公元9世纪的波斯,数学家、天文学家及地理学家花拉子米作为第一人给出了一元二次方程的一般解法。
而在1100年奥玛·海亚姆则根据于一元三次的方程的特殊性作出了不一般的解法。
到了1541年,有名数学家塔尔塔利亚提出了对于一元三次方程一般解法的问题。
1797年,德国著名数学家、物理学家、天文学家高斯提出了代数的基本定理,首次证实了一元高次代数方程的根的存在。
1819年,霍纳给数值方程根的另一种解法——霍纳法,俗称为劈因子法。
(一) 一元二次方程的求根代数方程中的一个重要内容是一元二次方程,他是我们学习基本代数的重点和基础,在方程和方程组的进一步研究的基础上有非常重要的作用,如初始知识的功能,二次曲线和不等式等。
对于一元二次方程 20(0)ax bx c a ++=≠ 的判别式为:24b ac ∆=-。
∆>0⇔有两个不相等的实数根。
∆=0⇔有两个不相等的实数根。
∆<0⇔有两个不相等的实数根。
判别式包括以下几点作用:1、对于数字系数的方程可以先直接计算判别式值,然后根据判别式的值,确定根的情况;2、对于未知系数的一元二次方程,如果已知方程的根的情况,借此可判断判别式的值大于零、等于零还是小于零,从而判断未知系数的取值范围;3、使用配方法,并连接一元二次方程根的判别式,即可证明存在未知系数的一元二次方程根的相关问题。
首先,对于20ax bx c ++=的方程进行配方化解:20b c x x a a++=;再同时加上和减去224b a ,得:2222244b b b c x x a a a a ++=-;两边同时配方: 2224()24b b ac x a a++=最后即可得: 242b b ac x a -±-=。
根据一元二次方程的两个解,22124422b b ac b b ac b x x a a a -+----+=+=-,22124422b b ac b b ac c x x a a a-+----•=•=,这就是著名的韦达定理。
韦达定理:法国数学家、艺术家弗朗索瓦•韦达在公元1615年著作《论方程的识别与订正》一书,并且从中建立了系数和方程根之间的关系,提出了该条定理。
因为代数方程的系数与根之间存在这种关系是韦达最早发现的,所以这个关系被称为韦达定理。
定理定义:设一元二次方程 20(0)ax bx c a ++=≠ 中,两根x ₁、x ₂有如下关系:12b x x a+=-,12c x x a =。
韦达定理的重要意义:24b ac ∆=-为一元二次方程的根的判别式(a ,b ,c 分别为一元二次方程的二次项系数,一次项系数和常数项)。
根的判别式与韦达定理的关系更是非常紧密的。
判定方程是否有实根的充要条件是根的判别式值,韦达定理解释了系数与根之间的关系。
不论方程有实数根与否,实系数一元二次方程的各个系数与根之间都符合韦达定理。
韦达定理与判别式的连接,则更充分有效地解释与判定一元二次方程根的特征和状况。
对代数学的推进是韦达定理最重要的贡献,韦达定理最早系统地引入代数符号,加快了方程论的发展,用英文字母等符号来当作未知数,未知数假设设为字母,这样就能明确地表示出了系数与根之间紧密的关系。
韦达定理对一元方程和开拓和应用创造了广阔的发展空间,为数学中的一元多次方程的发展和研究奠定了厚实基础。
(二) 一元三次方程的求根公式及其推导三次方程是未知项总次数最高为3的整式方程,一元三次方程一般形式为320Ax Bx Cx D +++=(0A ≠),其中A, B,C 和D (A ≠0)是属于一个域的数字,通常这个域为R 或C 。
实际上,我们在高中的时候,在数学书上也接触过不少的一元三次方程。
但是那些一元三次方程往往都是相对比较简单的,就如310x -=,30xx += ,还有3220x x x -+=。
对与这种一元三次方程我们都能一目了然的找到其解。
不过,对于一元三次方程的探究,这点是远远不够的。
南宋的数学家秦九韶最晚在公元1247年就已经成功地发现一元三次方程的求根公式,而根据据现在可靠的史料可知,欧洲人是在之后的400多年才发现的。
但非常遗憾的是,在中国的课本上依然是用那个欧洲人的名字来命名这个公式的。
由于一个一般的一元三次方程320Ax Bx Cx D +++=(0A ≠)均可讲过移轴公式化为23322()()()()0333273B B B B BC A x C x D A A A A A++-++-+= 即是332(3)(93)(3)(2927)0Ax B AC AB Ax B B ABC A D ++-++-+=30x px q ++=的特别形式,所以,研究此类一元三次方程即可。
1.实数根的判定:设3()F x x px q =++,则()0F x =既方程30x px q ++=,()F x 零点的个数即方程30x px q ++=实数根的个数。
(1)若p>0,则方程()0F x '=没有实根,()F x 有唯一零点⇔()0F x =有唯一实数根。
(2)若p=0,则方程()0F x '=有一实根,()F x 有唯一零点⇔()0F x =有唯一实数根。