‘壹’ 解一元三次方程的一般步骤是什么
一般的一元三次方程
我们知道,对于任意一个n次多项式,我们总可以只借助最高次项和(n-1)次项,根据二项式定理,凑出完全n次方项,其结果除了完全n次方项,后面既可以有常数项,也可以有一次项、二次项、三次项等,直到(n-2)次项。
由于二次以上的多项式,在配n次方之后,并不能总保证在完全n次方项之后仅有常数项。于是,对于二次以上的多项式方程,我们无法简单地像一元二次方程那样,只需配出关于x的完全平方式,然后将后面仅剩的常数项移到等号另一侧,再开平方,就可以推出通用的求根公式。
特别地,对于三次多项式,配立方,其结果除了完全立方项,后面既可以有常数项,也可以有一次项。一个自然的想法就是如何将一般的三次方程化为不带二次项的三次方程。
‘贰’ 三次方怎么配方呢
一般是试根; 这种方程的根一般不会设置的很复杂的(试几个,例如+1 -1 +2 -2 ,+3,- 3),找出其中的一个根,
本题可知有一根为X=1
然后(X-1)(AX^2+BX+C)=0
这时候可用待定系数法,也可以 直接看(首先 三次项的系数为1 则A=1 我们知道二次项由两处产生,,-A+B=-12 则B=-11 由常数项的值可知,-C=-10 C=10)
则有(X-1)(X^2-11X+10)=0
后面的一个是二次项的配方,就很容易了(X-1)(X-1)(X-10)=0
另外: 其实三次方程也有求根公式,不过很复杂。
‘叁’ 三次方程怎么配方
三次方程应用广泛。用根号解一元三次方程,虽然有着名的卡尔丹公式,并有相应的判别法,但使用卡尔丹公式解题比较杂,缺乏直观性。范盛金推导出一套直接用a、b、c、d表达的较简明形式的一元三次方程的一般式新求根公式,并建立了新判别法。
因式分解法:
因式分解法不是对所有的三次方程都适用,只对一些三次方程适用。对于大多数的三次方程,只有先求出它的根,才能作因式分解。当然,因式分解的解法很简便,直接把三次方程降次。例如:解方程x^3-x=0。
对左边作因式分解,得x(x+1)(x-1)=0,得方程的三个根:x1=0,x2=1,x3=-1。
另一种换元法:
对于一般形式的三次方程,先用上文中提到的配方和换元,将方程化为x^3+px+q=0的特殊型。令x=z-p/3z,代入并化简,得:z-p/27z+q=0。再令z=w,代入,得:w+p/27w+q=0。这实际上是关于w的二次方程,解出w,再顺次解出z,x。
‘肆’ 三次方程一般解法
一元三次方程的求根公式称为“卡尔丹诺公式”
一元三次方程的一般形式是
x3+sx2+tx+u=0
如果作一个横坐标平移y=x+s/3,那么我们就可以把方程的二次项消
去。所以我们只要考虑形如
x3=px+q
的三次方程。
假设方程的解x可以写成x=a-b的形式,这里a和b是待定的参数。
代入方程,我们就有
a3-3a2b+3ab2-b3=p(a-b)+q
整理得到
a3-b3 =(a-b)(p+3ab)+q
由二次方程理论可知,一定可以适当选取a和b,使得在x=a-b的同时,
3ab+p=0。这样上式就成为
a3-b3=q
两边各乘以27a3,就得到
27a6-27a3b3=27qa3
由p=-3ab可知
27a6 + p = 27qa3
这是一个关于a3的二次方程,所以可以解得a。进而可解出b和根x.
除了求根公式和因式分解外还可以用图象法解,中值定理。很多高次方程是无法求得精确解的,对于这类方程,可以使用二分法,切线法,求得任意精度的近似解。参见同济四版的高等数学。
一元三次方程的求根公式用通常的演绎思维是作不出来的,用类似解一元二次方程的求根公式的配方法只能将型如ax^3+bx^2+cx+d+0的标准型一元三次方程形式化为x^3+px+q=0的特殊型。
一元三次方程的求解公式的解法只能用归纳思维得到,即根据一元一次方程、一元二次方程及特殊的高次方程的求根公式的形式归纳出一元三次方程的求根公式的形式。我归纳出来的形如 x^3+px+q=0的一元三次方程的求根公式的形式应该为x=A^(1/3)+B^(1/3)型,即为两个开立方之和。归纳出了一元三次方程求根公式的形式,下一步的工作就是求出开立方里面的内容,也就是用p和q表示A和B。方法如下:
(1)将x=A^(1/3)+B^(1/3)两边同时立方可以得到
(2)x^3=(A+B)+3(AB)^(1/3)(A^(1/3)+B^(1/3))
(3)由于x=A^(1/3)+B^(1/3),所以(2)可化为
x^3=(A+B)+3(AB)^(1/3)x,移项可得
(4)x^3-3(AB)^(1/3)x-(A+B)=0,和一元三次方程和特殊型x^3+px+q=0作比较,可知
(5)-3(AB)^(1/3)=p,-(A+B)=q,化简得
(6)A+B=-q,AB=-(p/3)^3
(7)这样其实就将一元三次方程的求根公式化为了一元二次方程的求根公式问题,因为A和B可以看作是一元二次方程的两个根,而(6)则是关于形如ay^2+by+c=0的一元二次方程两个根的韦达定理,即
(8)y1+y2=-(b/a),y1*y2=c/a
(9)对比(6)和(8),可令A=y1,B=y2,q=b/a,-(p/3)^3=c/a
(10)由于型为ay^2+by+c=0的一元二次方程求根公式为
y1=-(b+(b^2-4ac)^(1/2))/(2a)
y2=-(b-(b^2-4ac)^(1/2))/(2a)
可化为
(11)y1=-(b/2a)-((b/2a)^2-(c/a))^(1/2)
y2=-(b/2a)+((b/2a)^2-(c/a))^(1/2)
将(9)中的A=y1,B=y2,q=b/a,-(p/3)^3=c/a代入(11)可得
(12)A=-(q/2)-((q/2)^2+(p/3)^3)^(1/2)
B=-(q/2)+((q/2)^2+(p/3)^3)^(1/2)
(13)将A,B代入x=A^(1/3)+B^(1/3)得
(14)x=(-(q/2)-((q/2)^2+(p/3)^3)^(1/2))^(1/3)+(-(q/2)+((q/2)^2+(p/3)^3)^(1/2))^(1/3)
后记:
一、(14)只是一元三方程的一个实根解,按韦达定理一元三次方程应该有三个根,不过按韦达定理一元三次方程只要求出了其中一个根,另两个根就容易求出了。由于计算太复杂及这个问题历史上已经解决,我不愿花过多的力气在上面,我做这项工作只是想考验自己的智力,所以只要关键的问题解决了另两个根我就没有花力气去求解。
二、我也曾用类似的方法去求解过一元四次方程的解,具体就是假设一元四次方程的根的形式为x=A^(1/4)+B^(1/4)+C^(1/4),有一次我好象解出过,不过后来多次求解好象说明这种方法求解一元四次方程解不出。不过我认为如果能进一步归纳出A、B、C的形式,应该能求出一元四次方程的求根公式的。由于计算实在太复杂及这个问题古人已经解决了,我后来一直没能完成这项工作。
三、通过求解一元三次方程的求根公式,我获得了一个经验,用演绎法(就是直接推理)求解不出来的问题,换一个思维,用归纳法(及通过对简单和特殊的同类问题的解法的归纳类比)常常能取得很好的效果。
‘伍’ 三次方的方程是怎么进行配方的
通过因式分解降次再配方, 或者用立方公式
a3+b3=(a+b)(a2-ab+b2) a3-b3=(a-b)(a2+ab+b2)
‘陆’ 一元三次方程配方技巧
满足ax 3 +bx 2 +b 2 /3ax+c=0形式的方程可以通过两边除以a,把常数项c/a移到等号右边,然后再加上b³/27a³的方法进行配立方。方程的解为x=-b+三次根号b 3 -27a 2 c/3a。开立方可以开出三个根出来。这类方程用x=y-b/3a换元,得到p=0,q=-b 3 +27a 2 c/27a 3 。
只含有一个未知数(即“元”),并且未知数的最高次数为3(即“次”)的整式方程叫做一元三次方程。一元三次方程的标准形式是ax3+bx2+cx+d=0(a,b,c,d为常数,x为未知数,且a≠0)。一元三次方程的公式解法除了配方法还有因式分解法、卡尔丹公式法和盛金公式法。
因式分解法
因式分解法不是对所有的三次方程都适用,只对一些三次方程适用。对于大多数的三次方程,只有先求出它的根,才能作因式分解。当然,因式分解的解法很简便,直接把三次方程降次。例如:解方程x 3 -x=0对左边作因式分解,得x(x+1)(x-1)=0,得方程的三个根:x1=0 x 2 =1 x 3 =-1。
另一种换元法
对于一般形式的三次方程,先用上文中提到的配方和换元,将方程化为x3+px+q=0的特殊型。令x=z-p/3z代入并化简,得:z-p/27z+q=0。再令z=w代入,得:w+p/27w+q=0。这实际上是关于w的二次方程。解出w,再顺次解出z,x。
盛金公式法
三次方程应用广泛。用根号解一元三次方程,虽然有着名的卡尔丹公式,并有相应的判别法,但使用卡尔丹公式解题比较复杂,缺乏直观性。范盛金推导出一套直接用a、b、c、d表达的较简明形式的一元三次方程的一般式新求根公式,并建立了新判别法。
‘柒’ 三次方的式子如何配方,求方法
加减一个相同的项,再与其他项组合;或者拆分一项为两项或者多项再与其他项组合,然后合并。
‘捌’ 三次函数怎么配方和因式分解
1、当三次函数的解析式的常数项为0时,如y=x^3-2x^2-3x,提出一个x,括号里面是二次函数,可以配方、分解因式。
2、另外,由“多项式方程的根是常数项的因数”这一定理,如果当常数项的因数是三次方程的根时,那么相应三次函数解析式可以分解因式。
3、例如,y=x^3-2x^2-x+2,常数项因数±1,±2,其中x=±1,x=2是三次方程的根,所以y=(x-1)(x+1)(x-2)。
拓展资料
1、最高次数项为3的函数,形如y=ax³+bx²+cx+d(a≠0,b,c,d为常数)的函数叫做三次函数(cubic
function)。
三次函数的图象是一条曲线——回归式抛物线(不同于普通抛物线)。
2、三次方程应用广泛。用根号解一元三次方程,虽然有着名的卡尔丹公式,并有相应的判别法,但使用卡尔丹公式解题比较复杂,缺乏直观性。我国数学家、高中教师范盛金推导出一套直接用a、b、c、d表达的较简明形式的一元三次方程的一般式新求根公式,并建立了新判别法。
‘玖’ 三次方程怎么求
因式分解法
因式分解法不是对所有的三次方程都适用,只对一些简单的三次方程适用.对于大多数的三次方程,只有先求出它的根,才能作因式分解。当然,对一些简单的三次方程能用因式分解求解的,当然用因式分解法求解很方便,直接把三次方程降次。
例如:解方程x^3-x=0
对左边作因式分解,得x(x+1)(x-1)=0,得方程的三个根:x1=0;x2=1;x3=-1。
一种换元法
对于一般形式的三次方程,先将方程化为x^3+px+q=0的特殊型。
令x=z-p/3z,代入并化简,得:z^3-p/27z+q=0。再令z=w,代入,得:w^2+p/27w+q=0.这实际上是关于w的二次方程。解出w,再顺次解出z,x。
导数求解法
利用导数,求的函数的极大极小值,单调递增及递减区间,画出函数图像,有利于方程的大致解答,并且能快速得到方程解的个数,此法十分适用于高中数学题的解答。
如f(x)=x^3+x+1,移项得x^3+x=-1,设y1=x^3+x,y2=-1,
y1的导数y1'=3x^2+1,得y1'恒大于0,y1在R上单调递增,所以方程仅一个解,且当y1=-1时x在-1与-2之间,可根据f(x1)f(x2)<0的公式,无限逼近,求得较精确的解。
盛金公式法
三次方程应用广泛。用根号解一元三次方程,虽然有着名的卡尔丹公式,并有相应的判别法,但使用卡尔丹公式解题比较复杂,缺乏直观性。范盛金推导出一套直接用a、b、c、d表达的较简明形式的一元三次方程的一般式新求根公式——盛金公式,并建立了新判别法——盛金判别法。
‘拾’ 3次方方程怎么解
三次方的方程解公式很复杂,是一个数学家尼柯洛·冯塔纳解出得,高中生可根据函数法画图求近似解(f(x)=x*x*x+x*x+8=0),会计算机的编个程序也可以解。 解法如下: 一元三次方程的求解公式的解法只能用归纳思维得到,即根据一元一次方程、一元二次方程及特殊的高次方程的求根公式的形式归纳出一元三次方程的求根公式的形式。我归纳出来的形如 x^3+px+q=0的一元三次方程的求根公式的形式应该为x=A^(1/3)+B^(1/3)型,即为两个开立方之和。归纳出了一元三次方程求根公式的形式,下一步的工作就是求出开立方里面的内容,也就是用p和q表示A和B。方法如下: (1)将x=A^(1/3)+B^(1/3)两边同时立方可以得到 (2)x^3=(A+B)+3(AB)^(1/3)(A^(1/3)+B^(1/3)) (3)由于x=A^(1/3)+B^(1/3),所以(2)可化为 x^3=(A+B)+3(AB)^(1/3)x,移项可得 (4)x^3-3(AB)^(1/3)x-(A+B)=0,和一元三次方程和特殊型x^3+px+q=0作比较,可知 (5)-3(AB)^(1/3)=p,-(A+B)=q,化简得 (6)A+B=-q,AB=-(p/3)^3 (7)这样其实就将一元三次方程的求根公式化为了一元二次方程的求根公式问题,因为A和B可以看作是一元二次方程的两个根,而(6)则是关于形如ay^2+by+c=0的一元二次方程两个根的韦达定理,即 (8)y1+y2=-(b/a),y1*y2=c/a (9)对比(6)和(8),可令A=y1,B=y2,q=b/a,-(p/3)^3=c/a (10)由于型为ay^2+by+c=0的一元二次方程求根公式为 y1=-(b+(b^2-4ac)^(1/2))/(2a) y2=-(b-(b^2-4ac)^(1/2))/(2a) 可化为 (11)y1=-(b/2a)-((b/2a)^2-(c/a))^(1/2) y2=-(b/2a)+((b/2a)^2-(c/a))^(1/2) 将(9)中的A=y1,B=y2,q=b/a,-(p/3)^3=c/a代入(11)可得 (12)A=-(q/2)-((q/2)^2+(p/3)^3)^(1/2) B=-(q/2)+((q/2)^2+(p/3)^3)^(1/2) (13)将A,B代入x=A^(1/3)+B^(1/3)得 (14)x=(-(q/2)-((q/2)^2+(p/3)^3)^(1/2))^(1/3)+(-(q/2)+((q/2)^2+(p/3)^3)^(1/2))^(1/3)