数学方程式式求解

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@sunny99阳阳
坑泥查罗,歧化成羧酸和醇
吧主!!!2L又出现了
——高二学生一枚,有喷子倾向,但是,我爱化学吧!
主公,不给力啊
甲醛还原性比其他醛强,甲醛被氧化为甲酸,对甲氧基苯甲醛还原为对甲氧基苯甲醇
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第五章 非线性方程组求解|华​东​理​工​大​学​《​计​算​机​化​工​应​用​》​课​程​课​件​,​M​a​t​l​a​b​的​化​工​应​用
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方程式求解問題
(第 2 頁)
二、Lagrange 預解式
考慮三次方程式
令x=u+v,得
u3+v3+(3uv+q)(u+v)-r=0
令3uv+q=0,
故知u3與v3是以下方程式之二根,
令 u1 與 v1 各為
的一個三次方根,
以上解法的要點,是把三次方程式(1)變成六次方程式
這個六次方程式其實是一個偽裝的二次方程式,即(2)式。
因此我們把三次方程式的求解問題轉化成二次方程式的求解問題。
方程式(3)是怎樣得到的呢?
令 ,, 是方程式(1)的三根,
方程式(3)的六個根是
故得,方程式(3)的六個根是
Lagrange 與 Vandermonde 高明的地方就在這裡。
他們從三次方程式的三個根
造出一個預解形 (resolvent):
在這個預解形中,固定 ,, 的位置,
任意排列,
得出 3!=6 個數。以這六數值為根的六次方程式就是一種預解式(resolvent)
預解式是一種解題之鑰。
我們的本意是解方程式(1)。但是如果能事先解出方程式(3),
原來的方程式也就迎刃而解。因此方程式(3)叫做方程式(1)的預解方程式,
簡稱預解式。利用 Lagrange 預解式的方法,讓我們試試看如何解四次方程式
x4+ax3+bx2+cx+d=0。令 ,,, 為其四根。
解法1:考慮預解形
把以上預解形的係數
任意排列,得出 4!=24 個數。以這 24 個數的根作出一個預解式。這個預解式是個 24 次的方程式,其係數是
的對稱式,也是
的對稱式。因此這些係數都可以寫成 a,b,c,d 的整係數多項式。
事實上這個預解式可以分解成兩個 12 次的多項式的乘積,這兩個 12 次多項式可以寫成 x4 的三次多項式。因為三次方程式有根式解,所以這個預解式也有根式解。因此
有根式解。同理
也有根式解。所以
有根式解。因此,只需證明這個預解式有如我們所預料的分解情形。注意,
的係數是 ,,, 的整係數多項式。得證。
解法2:考慮預解形
以 y1,y2,y3 為三根的方程式係數都是
的對稱式。故 y1,y2,y3 有根式解(即,可用 a,b,c,d 經加、減、乘、除、開方根表示出來)。
再考慮預解形
故 z1 有根式解。同理
也都有根式解。
自然有根式解。
從以上的例子可以看出,只要找出適當的預解形和預解式,就不難求出四次一般方程式的根式解。
預解形是方程式的根的函數。例如,n 次方程式
的 n 個根如果是 ,, …, ,並且
很可能是一個很好的預解形,
也可能是一個不壞的預解形,
也是一個預解形(其中任一個 ui 是 a1,a2,…,an 的多項式)。
所謂的預解式就是滿足某一預解形的方程式,並且此方程式的求解問題比原來方程式簡單。
Lagrange 曾經考慮五次一般方程式
x5+a1x4+a2x3+a3x2+a4x+a5=0,令其五個根為 ,,,,,並且
。考慮預解形
,由此得到一個次數為 120 的預解式。這個預解式可以表示成 x5 的 24 次的方程式。然後呢?只好停在這裡。
(若有指正、疑問……,可以在此
給我們。)

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