Научная статья по теме «Решение уравнений четвертой степени способом Декарта-Эйлера»

Решение уравнений четвертой степени способом Декарта-Эйлера. Рассмотрим неполное уравнение четвертой степени х4 + рх2+ qx + r = 0 (1)

Решение уравнений четвертой степени способом Декарта-Эйлера.

Рассмотрим неполное уравнение четвертой степени

х4 + рх2+ qx + r = 0 (1)

с произвольными комплексными коэффициентами р, q, r.

Пусть х1, х2, x3,х4 — его корни. По формулам Виета,

х1 + х2 + x3 + х4 = 0,

х1 х2 + х1 х3 + х1 х4 + х2 х3 + х2 х4 + х3 х4 = p (2)

х2х3х4 + х1х3х4 + х1х2х4 + х1х2х3 = – q,

х1х2х3х4 = r.

Числа х1х2 + х3х4 , х1х3 + х2 х4 и х1х4 + х2х3 являются корнями кубического уравнения

х3 – px2 – 4rx + (4pr – q2) = 0 (3)

Заметим, что

х1х2 + х3х4 = (х1 + х2 – x3 – х4)2 – (х1 + х2 + x3 + х4)2 + (х1х2 + х1 х3 + х1 х4 +

+ х2 х3 + х2 х4 + х3 х4) = (х1 + х2 – x3 – х4)2 + p.

Аналогично

х1х3 + х2 х4 = (х1 – х2 + x3 – х4)2 + p,

х1х4 + х2 х3 = (х1 – х2 – x3 + х4)2 + p.

Поэтому, если мы сделаем в уравнении (3) замену х = у + р, то полученное уравнение

у3 + 2 pу2+ (p2— 4r)у — q2 = 0 (4)

Закажите работу от 200 рублей

Если вам нужна помощь с работой, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 экспертов готовы помочь вам прямо сейчас.

будет иметь своими корнями числа

y 1 = (х1 + х2 – x3 – х4)2,

y 2 = (х1 – х2 + x3 – х4)2, (5)

y 3 = (х1 – х2 – x3 + х4)2.

Из формул (5) получаем, что

(х1 + х2 – x3 – х4)2 = u1,

(х1 – х2 + x3 – х4)2 = u2, (6)

(х1 – х2 – x3 + х4)2 = u3,

где u1, u2, u3 — квадратные корни из y1, y2, y3.

Поскольку квадратный корень из комплексного числа имеет два значения, необходимо уточнить, какие значения квадратных корней следует взять в формулах (7).

Пусть дано тождество

(х1 + х2 – x3 – х4) (х1 – х2 + x3 – х4) (х1 – х2 – x3 + х4) = – 4 σ 1 σ 2 + 8 σ 3,

Смотрите также:   Научная статья по теме "Частный случай синтеза оптимального по быстродействию управления для одной нелинейной системы"

где ơ1, ơ2, ơ3 — элементарные симметрические многочлены от х1, х2, х3, х4. Для корней уравнения (1) имеем, в силу формул (2):

(х1 + х2 – x3 – х4) (х1 – х2 + x3 – х4) (х1 – х2 – x3 + х4) = 8q.

Отсюда следует, что

u1, u2, u3 = – q. (7)

Условие (7) оставляет четыре из восьми вариантов выбора значений квадратных корней из y1, y2, у3. Любой из этих четырех вариантов допустим, так как, перенумеровав подходящим образом х1, х2, х3, х4, можно умножить на (– 1) любые два из выражений х1 + х2 – x3 – х4, х1 – х2 + x3 – х4, х1 – х2 – x3 + х4, не изменив третьего. Например, если поменять номера у х1 и х2 и одновременно у х3 и х4, то выражение х1 + х2 – x3 – х4 не изменится, в то время как остальные два умножатся на (– 1). Складывая равенства (6) и равенство х1 + х2 + x3 + х4 = 0, находим: x1 (u1 + u2 – u3).

Аналогично находим:

x 2 (u1 – u2 – u3),

x 3 (– u1 + u2 – u3),

x 4 (– u1 – u2 + u3).

Эти формулы можно объединить в одну:

x = ( + + ), (8)

которую следует понимать таким образом, что значения квадратных корней выбираются всеми возможными способами, лишь бы их произведение равнялось (– q).

Подставляя полученную формулу в выражения для корней кубического уравнения (3), найденные при помощи формулы Кардано, можно получить явную формулу, выражающую корни уравнения (1) через его коэффициенты, которая, однако, столь громоздка, что выписывать ее не имеет смысла.

Пример. Решите уравнение на множестве действительных чисел

Решение. Поставим задачу привести это уравнение к виду

Смотрите также:   Научная статья по теме "Применение метода тригонометрической подстановки при решении нестандартных задач"

Для этого воспользуемся подстановкой   получим:

, откуда находим , , .

,

или

Подберем   так, чтобы квадратный трехчлен, стоящий в скобках, стал полным квадратом, чтобы затем получить разность квадратов двух выражений.

Для этого его дискриминант должен быть равен нулю

Мы получили кубическое уравнение относительно . Решение кубических уравнений по формуле Кардано нам уже известно.

Положим   тогда кубическое уравнение примет вид:

Ответ:

Список литературы:

1.Винберг Э.Б. Алгебра многочленов: учебное пособие для студентов заочников III—IV курсов физико-математических факультетов педагогических институтов. М.: Просвещение, 1980. — 175 с.

Нужна работа? Есть решение!

Более 70 000 экспертов: преподавателей и доцентов вузов готовы помочь вам в написании работы прямо сейчас.

2.Курош А.Г. Алгебраические уравнения произвольных степеней. М.: Наука, 1975. — 34 с.

3.Мишина А.П, Проскуряков И.А. Высшая алгебра. Линейная алгебра, многочлены, общая алгебра. М.: Наука, 1980. — 563 с.

4.Сушкевич А.К. Основы высшей алгебры. М.: ОГИЗ, 1941. — 462 с.

5.Туманов С.И. Поиски решения задачи. М.: Просвещение, 1969. — 275 с.

6.Тишин В.И. Математика для учителей и учащихся: рациональные алгебраические уравнения. М.: Комаричи, 2002. — 166 с.

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Научная статья по теме «Влияние сети интернет и социальных сетей на молодёжь (на примере студентов ЕГУ им. И.А. Бунина)»

Современное общество — это общество высоких технологий. Интернет охватил весь мир и все сферы жизнедеятельности людей. Интернет-магазины дают возможность совершать

Открыть / Скачать
Научная статья по теме «Рефлексивно-деятельностный подход в решении организационных конфликтов»

Рефлексия как процесс самопознания всегда вызывала интерес у многих мыслителей еще со времен античной философии. Аристотель определял рефлексию как «мышление,

Открыть / Скачать
Научная статья по теме «Возрастная и гендерная дискриминация в трудовых отношениях»

Дискриминация в трудовых отношениях остается одной из самых «острых» социальных проблем внутригосударственного и мирового масштаба. Дискриминация (discrimination) в переводе с

Открыть / Скачать