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解一元高次方程的必备技能

2022-08-07 13:22 作者:求导宗师的线性空间  | 我要投稿

hello,大家好!

在上期专栏中,up介绍了一元三次方程的求根方法,所以理论上我们就能解出所有的一元三次方程了。那么我们快去找方程对线叭~~

【例】    解方程:

     x%5E3-12x%5E2%2B25x-10%3D0

【解】第一步消掉二次项,令x%3Dy%2B4,代入整理得:

                y%5E3%3D23y%2B38

根据卡尔丹公式,该方程判别式

           D%3D(%5Cfrac%7B38%7D%7B2%7D)%5E2-(%5Cfrac%7B23%7D%7B3%7D)%5E3%3C0

故该方程有三个互不相等的实数解,由公式有

y_%7B1%7D%3D%5Csqrt%5B3%5D%7BA%7D%2B%5Csqrt%5B3%5D%7BB%7D%20

y_%7B2%7D%3D%5Comega%5Csqrt%5B3%5D%7BA%7D%2B%5Comega%20%5E2%5Csqrt%5B3%5D%7BB%7D

y_%7B3%7D%3D%5Comega%20%5E2%5Csqrt%5B3%5D%7BA%7D%2B%5Comega%20%5Csqrt%5B3%5D%7BB%7D

其中A%3D19%2B%5Csqrt%7B%5Cfrac%7B2420%7D%7B27%7D%7Di

       B%3D19-%5Csqrt%7B%5Cfrac%7B2420%7D%7B27%7D%7Di

        %5Comega%20%3D%5Cfrac%7B-1%2B%5Csqrt%7B3%7Di%7D%7B2%7D

再根据x%3Dy%2B4,我们就解出该方程了!

可是很显然,我们解了个寂寞。这种结果并不是我们想要的结果,除非你能力够强,能算出(-1%5Cpm%20%5Csqrt%7B%5Cfrac%7B20%7D%7B3%7D%7Di)%5E3%3D19%5Cmp%20%5Csqrt%7B%5Cfrac%7B2420%7D%7B27%7D%7Di

因此,我们要了解一种基本的解高次方程的方法——【瞪眼法】

什么是瞪眼法呢?其实就是试探。

我们将x%3D%5Cpm%201%2C%5Cpm%202等比较简单的数代入方程,如果代入的数恰好满足方程,我们就自然而然地解出来了。更重要的是,这个“试探”出的解可以作为一个因式分解的钥匙。

这样做看样子有些不负责任,我们还是拿这道例题来说明吧。

x%3D%5Cpm1%2C%5Cpm%202%20等代入方程,可发现x%3D2恰好使方程成立。

于是x%5E3-12x%5E2%2B25x-10含有因式(x-2),我们便可以因式分解:

     x%5E3-12x%5E2%2B25-10

%3Dx%5E3-2x%5E2-5(2x%5E2-5x%2B2)

%3D(x-2)(x%5E2-10x%2B5)

于是我们就将三次方程转化为了二次方程:

x-2%3D0x%5E2-10x%2B5%3D0

解得x%3D2x%3D5%5Cpm%202%5Csqrt%7B5%7D

其实,在中学阶段,一般是不会碰见解高次方程的情况的(导数题除外),但如果你就是做着做着得出了高次方程,那么有可能是以下原因导致:

1.做题步骤较复杂,设变量时绕了弯路,可能换一种解题思路就不会出现高次方程

2.该方程可通过换元法转化为低次方程

3.出题老师故意找茬

4.处理分式时没有先化简就交叉相乘,例如:

对于%5Cfrac%7Bx%5E3-8%7D%7Bx-2%7D%3D%5Cfrac%7B6-x-5x%5E2%7D%7Bx-1%7D

直接交叉相乘,得到:

x%5E4%2B4x%5E3-9x%5E2-16x%2B20%3D0

而事实上原式等号两边可以化简:

%5Cfrac%7Bx%5E3-8%7D%7Bx-2%7D%3Dx%5E2%2B2x%2B4

%5Cfrac%7B6-x-5x%5E2%7D%7Bx-1%7D%3D-5x-6

于是方程可以化为:

x%5E2%2B7x%2B10%3D0(x%5Cneq%201%2C2)

瞪眼法在后来的导数题中同样有用武之地,是值得熟练掌握的一个技巧。

感谢观看!

拜拜~~

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