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----  [推荐]一元三次方程求根公式  (http://www.mathoe.com/dispbbs.asp?boardid=105&id=8629)

--  作者:wen
--  发布时间:2007-3-18 20:41:00

--  [推荐]一元三次方程求根公式

三次方程:X3+pX+q=0的根为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

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--  作者:wen
--  发布时间:2007-3-18 20:48:00

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不好意思,前面一部分多了一个).
--  作者:wen
--  发布时间:2007-3-18 21:07:00

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此即为卡尔丹公式. 


--  作者:一切从头再来
--  发布时间:2007-3-18 22:18:00

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通过三次,四次方程的根,想想五次方程为什么没有

事实上,要是能独立想出,就说明水平已达到当时数学的颠峰了,这可是困扰人们许多年的

其实,求根的代换很重要,这与五次方程为什么没,用特别的关系

简单说就是轮换式,它引出的就是群论。


--  作者:鱼儿
--  发布时间:2007-4-19 23:55:00

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塔尔塔利亚--意大利数学巨匠

塔尔塔利亚   Tartaglia    

    生:公元1499年  意大利布里西亚

   卒:公元1557年  威尼斯

   国籍:意大利  

    详细内容:

    原名Nicolo Fontana,意大利数学家、军事科学家,约1499年生于意大利布里西亚,1557年12月13日卒于威尼斯。十六世纪刚开始法国人侵略意大利的时代,地点是在布里西亚,塔尔塔利亚由于13岁时遭战火骚乱,他和他阵亡的父亲一起被找到的。惊恐万状的受了外伤的男孩处在屠杀和掠夺的漩涡之中,陷入休克状态加上头部负伤,于是在他身上留下了严重的后遗症,男孩变得口吃起来,这个后来给他带来许多烦恼的毛病,使他终生未能摆脱。塔尔塔利亚,意大利语的意思就是口吃者,这个绰号送给了这个小小的孤儿,并作为他专用的名字留给了他,他本人也以此姓发表文章,沿用至今,很少有谁记得他真正的名字——丰坦那。     

    求学经过:
 
    他小时家里相当贫穷,不能自备学费,无法入学,故其拉丁文、希腊文、及数学上的知识,都是自修得来,他的天资过人,青年时代(约17岁时)就已当上老师,先后在维罗那〈Verona〉、皮生萨〈Piacenza〉、威尼斯、布里西亚〈Brescia〉等地教学,课余进行数学研究并赚取生活费。      

    经历:  

    1530年数学教师科拉向塔尔塔利亚提出两个问题:(1)试求一数,使其立方与其平方的三倍之和为5。(2)试求三数,其中第二数比第一数大2,第三数又比第二数大2,三数之和为1000。塔尔塔利亚解了出来,因而宣布自己会解三次方程,在此同时,费尔〈Antonio Maria Fior〉亦声称已得其老师斐洛〈Scirione dal Ferro 1465~1562〉所传授之 x?+ mx= n之解法,塔尔塔利亚深感不快,遂迫费尔作一公开辩论于公元1535年二月二十二日,期间塔尔塔利亚苦思研究出另种三次方程式之解法,能解出x?+ mx= n之三次方程,到了辩论之期,两人说好各提出三十个问题,五十日内解题多者获胜,塔尔塔利亚在两小时内,即解出对方所提之三十题,费尔却仍一题未解。胜利使塔尔塔利亚驰名意大利,但他很清楚自己的解法仍不完善,又经一点时间专研,终于在1539年获得三次方程的一般解法。      

    慕名求教者纷纷要求塔尔塔利亚公布解法,均遭拒绝。这时候来了一位数学家叫做卡尔丹(cardan)当他知道塔尔塔利亚知道解答之后,他于是努力研究塔尔塔利亚的方式,却不得其解,几年后,他就去拜访塔尔塔利亚,希望他能告诉他方式且保证他会将方式保密但是塔尔拒绝了。后来卡尔丹(cardan)写信给塔尔塔利亚,跟他说赞助他(cardan)的一位驻守在米兰的伊国军队领袖对于塔尔塔利亚能解答这件事情很有兴趣,塔尔塔利亚认为这位赞助者是个大人物,和他接触必能使他名声大响,他也不用只是当个教师,所以答应了cardan的邀约,结果cardan告诉他这位赞助者有事缺席不能前来,这时他又继续说服塔尔塔利亚将他的解答告诉他,再三保证不会将他的方式写在他即将出版的书内,塔尔塔利亚答应了并要cardan保证用密码写下以免其它人得知,而cardan那年后来出版的两本书也的确没有将解答公布,塔尔塔利亚也就放心了。     

    后来卡尔丹cardan和费拉里ferrari得知塔尔塔利亚并非第一个解出三次方的人,斐洛ferro才是,于是卡尔丹cardan认为虽然他已经发誓不说塔尔塔利亚的方式,但却没说出版斐洛ferro的公式,于是1545年卡尔丹〈Hieronimo Cardan〉背信出版了《技术大观》〈Ars Magna〉,内容包括介绍了三次方程式的解答并将三次方程求根公式称之为卡尔丹公式,虽然卡尔丹在《技术大观》中指出:「塔尔塔利亚在我的恳求下把这个方法告诉了我,但没有给出证明。在此种帮助下我找到了几种证法,它是非常困难的。」塔尔知道后非常生气,提出公平挑战,双方各向对方提出31个题目,限15天交卷,已一决胜负。卡尔丹请其学生费拉里(Ferrari,1522-1565)应战,但经过5个月才完卷,而且只做对一题,塔尔塔利亚却在7天内解完大部分题,再度获胜。于是在来年便出版一本《各种问题和发明》〈Quesiti ed invenzioni diverse〉〈1546年〉中公开自己的解法此书详述三次方程解法的发展过程并诉说自己的故事以及cardan对他的背叛,并对cardan做了些微的人身攻击,但《技术大观》ars magna使cardan的地位成为世界领导人,塔尔塔利亚对他的攻击并没有造成太大的伤害。

    塔尔塔利亚在早期已在《新科学》(1537)中提出射击的数学理论和遥测装置,可说是近代弹道学和炮术的重要奠基著作,其中除介绍铳规(Squadra,又译作量铳规)和矩度(Geometric Square)等测量仰角和距离的仪具外,还首度析论弹道的特性(如指出火炮在仰角为45度的射程最远),虽然塔尔塔利亚所了解的弹道学仍十分粗糙,但其影响几乎长逾一个世纪。他还翻译注释了欧几里得《几何原本》(1543),是该书第一种意大利文本,及其它希腊数学家的著作。     

    塔尔塔利亚晚期又著作了另一本巨作,名为《数量总论》〈1556-1560年〉,集其研究于此书,只可惜直到塔尔塔利亚逝世,全书仍未完全告成,此书专论算数,其中包括商业算数、数值计算和圆规几何,且练习与问题甚多,排列有条不絮,既完全又简约,使读者能在熟习后还能进而求其次,堪称为数学百科全书和十六世纪最重要的数学著作之一,其中给出的二项式展开系数排成的三角形比法国数学家帕斯卡首次发表它还早100多年。      

    贡献:   

    主要贡献是于公元1935年发现三次方程的代数解法,1530年得到x3+px2=q(p、q为正数)(缺少一次项)类方程的一般解法,1535年又得到 x3+px=q(缺少二次项)类方程的解法,并在一次数学竞赛中获胜,引起轰动。他继续钻研,约于1541年得到x3±px2=q, x3±px=±q(p、q为正数)等几类三次方程的解法。

 

--  作者:skywalkers
--  发布时间:2007-8-14 12:06:00

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这就是卡尔丹公式啊,书上看到过,模模糊糊地就讲过去了..
--  作者:wen
--  发布时间:2008-7-3 14:54:00

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一元二次ax^2 +bx+c=0可用求根公式x= 求解,它是由方程系数直接把根表示出来的公式。这个公式早在公元9世纪由中亚细亚的阿尔·花拉子模给出。
一元三次方程ax^3 +bx^2 +cx+d=0的求根公式是1545年由意大利的卡当发表在《关于代数的大法》一书中,人们就把它叫做“卡当公式”。可是事实上,发现公式的人并不是卡当本从,而是塔塔利亚(Tartaglia N.,约1499~1557).发现此公式后,曾据此与许多人进行过解题竞赛,他往往是胜利者,因而他在意大利名声大震。医生兼数学家卡当得知塔塔利亚总是获胜的消息后,就千方百计地找塔塔利亚探听他的秘密。当时学者们通常不急于把自己所掌握的秘密向周围的人公开,而是以此为秘密武器向别人挑战比赛,或等待悬赏应解,以获取奖金。 尽管卡当千方百计地想探听塔塔利亚的秘密,但是在很长时间中塔塔利亚都守口如瓶。可是后来,由于卡当一再恳切要求,而且发誓对此保守秘密,于是塔塔利亚在1539年把他的发现写成了一首语句晦涩的诗告诉了卡当,但是并没有给出详细的证明。 卡当并没有信守自己的誓言,1545年在其所著《重要的艺术》一书中向世人公开了这个解法。他在此书中写道:"这一解法来自于一位最值得尊敬的朋友--布里西亚的塔塔利亚。塔塔利亚在我的恳求之下把这一方法告诉了我,但是他没有给出证明。我找到了几种证法。证法很难,我把它叙述如下。"从此,人们就把一元三次方程的求根公式称为卡当公式。 塔塔利亚知道卡当把自己的秘密公之于众后,怒不可遏。按照当时人们的观念,卡当的做法无异于背叛,而关于发现法则者是谁的附笔只能被认为是一种公开的侮辱。于是塔塔利亚与卡当在米兰市的教堂进行了一场公开的辩论。 许多资料都记述过塔塔利亚与卡当在一元三次方程求根公式问题上的争论,可信的是,名为卡当公式的一元三次方程的求解方法,确实是塔塔利亚发现的;卡当没有遵守誓言,因而受到塔塔利亚及许多文献资料的指责,卡当错有应得,但是卡当在公布这一解法时并没有把发现这一方法的功劳归于自己,而是如实地说明了这是塔塔利亚的发现,所以算不上剽窃;而且证明过程是卡当自己给出的,说明卡当也做了工作。卡当用自己的工作对塔塔利亚泄露给他的秘密加以补充,违背誓言,把秘密公之于世,加速了一元三次方程求根公式的普及和人类探索一元n次方程根式解法的进程。不过,公式的名称,还是应该称为方塔纳公式或塔塔利亚公式;称为卡当公式是历史的误会。 一元三次方程应有三个根。塔塔利亚公式给出的只是一个实根。又过了大约200年后,随着人们对虚数认识的加深,到了1732年,才由瑞士数学家欧拉找到了一元三次方程三个根的完整的表达式。

塔尔塔利亚是意大利人,出生于1500年。他12岁那年,被入侵的法国兵砍伤了头部和舌头,从此说话结结巴巴,人们就给他一个绰号“塔尔塔利亚”(在意大利语中,这是口吃的意思),真名反倒少有人叫了,他自觉成都,成了数学家,宣布自己找到了三次方程的的解法。有人听了不服气,来找他较量,每人各出30道题,由对方去解。结果,塔尔塔利亚30道三次方程的解全做了出来,对方却一道题也没做出来。塔尔塔利亚大获全胜。这时,意大利数学家卡当出场,请求塔尔塔利把解方程的方法告诉他,可是遭到了拒绝。后来卡当对塔尔塔利假装说要推荐他去当西班牙炮兵顾问,还发誓,永远不泄漏塔尔塔利亚解一元三次方程式的秘密。塔尔塔利亚这才把解一元三次方程的秘密告诉了卡当。六年以后,卡当不顾原来的信约,在他的著作《关于代数的大法》中,将经过改进的三次方程的解法公开发表。后人就把这个方法叫作“卡当公式”塔尔塔利亚的名字反而被湮没了,正如他的真名在口吃以后被埋没了一样。
至于一元四次方程ax^4 +bx^3 +cx^2 +dx+e=0求根公式由卡当的学生弗拉利找到了。
关于三次、四次方程的求根公式,因为要涉及复数概念,这里不介绍了。
一元三次、四次方程求根公式找到后,人们在努力寻找一元五次方程求根公式,三百年过去了,但没有人成功,这些经过尝试而没有得到结果的人当中,不乏有大数学家。
后来年轻的挪威数学家阿贝尔于1824年所证实, n次方程(n≥5)没有公式解。不过,对这个问题的研究,其实并没结束,因为人们发现有些n次方程(n≥5)可有求根公式。那么又是什么样的一元n次方程才没没有求根公式呢?
不久,这一问题在19世纪止半期,被法国数学家伽罗华利用他创造的全新的数学方法所证明,由此一门新的数学分支“群论”诞生了。

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。

ax^3+bx^2+cx+d=0
为了方便,约去a得到
x^3+kx^2+mx+n=0
令x=y-k/3
代入方程(y-k/3)^3+k(y-k/3)^2+m(y-k/3)+n=0
(y-k/3)^3中的y^2项系数是-k
k(y-k/3)^2中的y^2项系数是k
所以相加后y^2抵消
得到y^3+py+q=0
其中p=(-k^2/3)+m
q=(2k^3/27)-(km/3)+n

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。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)
式 (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。
ax3+bx2+cx+d=0 记:p=(27a2d+9abc-2b3)/(54a3) q=(3ac-b2)/(9a2) X1=-b/(3a)+(-p+(p2+q3)^(1/2))^(1/3)+ (-p-(p2+q3)^(1/2))^(1/3)

--  作者:123wyx
--  发布时间:2008-7-19 13:40:00

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给大家推荐一本书吧。

李世雄《代数方程与置换群》

写得相当精彩!


--  作者:mygoodtrip
--  发布时间:2011-12-28 8:43:00

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卡尔达诺去世后一百年,伟大的莱布尼兹概括了他的一生:卡尔达诺是一个有许多缺点的伟人;没有这些缺点,他将举世无双。