高斯說,任何一個實系數多項式方程
這就是高斯提出的著名的代數基本定理。
但我一直對這個定理很不感冒。
對于方程
有兩個根當然沒有問題,然而對于以下方程就需要解釋了。
方程
它隻有一個根0,于是高斯說,我們定義這樣的根叫重根。注意,重根的概念對于高中生隻可意會不可言傳。
因為
你能聽懂重根嗎?能。
那麼什麼是重根?呃……不知道,反正它是重根就對了。
好吧,我們姑且放過,等高中生長大點,到他們可以結婚的年紀,他們就能說得清重根的概念了。
(放錯了,這不是重根,是人參)
對于這個方程呢?
它顯然是個二次方程,但它有兩個根嗎?有。
感謝高考命題組,高中課程沒有像定積分一樣,把複數全部砍掉,要不然怎麼才能講清楚!
這個方程是有兩個根的
i被稱為虛數單位,在數學的定義就是
引入了複數,高斯的代數基本定理算是圓滿了。因為在複數範圍内,n次多方程的确有n個根。
但是,定理沒有說,我們該怎麼得到這些根。
我目前會的隻有兩類方程和某些特殊方程。
第一類方程是
公式是這樣的,
原理如下:
對于兩個複數
于是我們就有
現在反過來即可,再考慮一下三角函數的周期性就可以了。
第二類方程:二次方程
解法是這樣的。
注意,判别式不一定為正,甚至不一定是實數,但沒關系,從第一類方程我們會求它的兩個平方根,設為
則方程的根代入求根公式即可
其實三次方程也是可以用公式解得,但那個卡當公式,算了,我背不住。
四次公式能吓死你。
(卡當本神,業餘數學家)
五次和更高次的不止一個數學家證明了,沒有公式解。
那麼這個代數基本定理就很數學了。
我知道它有,怎麼有不管。
于是後續的數學物理工作者隻好用特殊方法求近似解,高中階段就有一個經典的近似解法:二分法。(實際上是個效率很低的辦法,但簡單易懂)
這就是我喜歡歐拉甚于高斯許多的原因。
歐拉的數學,我們都能看懂,是實實在在的奇思妙解,是讓人拍案叫絕的思維
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