卡尔达诺公式

卡尔达诺公式

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基本介绍

卡尔达诺公式是一个著名的求根公式,指实系数一元三次方程

的求根公式x=α+β,式中

且αβ=-p/3,此公式也可以应用于复系数三次方程中[2]

相关介绍

意大利数学家卡尔达诺(G.Cardano)在1545年出版的《大术》一书中,首先发表了上述公式,此公式来自意大利数学家塔尔塔利亚(N.Tartaglia),但卡尔达诺给出了该公式的几何证明。

当p,q为实数时,称

为方程(1)的判别式。

当D>0时,方程(1)有三个两两不同的实根,称为不可约情形;

当D=0时,方程(1)有三个实根,当p,q均不为0时,有两个重根和一个单根;

当D<0时,方程(1)有一个实根与两个共轭虚根[2]

卡尔达诺公式表明三次方程有根式解,他的学生费拉里(L.Ferrari)用降阶法获得一元四次方程的根式解法,从而引发了人们对五次以上代数方程的根式解的研究,推动了近世代数学的产生和发展.此外,由于在不可约情形中出现了用虚数表示实根的情形,使人们再次遇到负数开平方,因此促进了对虚数合理性的认识.1572年,意大利数学家邦贝利(Bombelli,R.)在他的《代数》一书中,讨论过求解一元三次方程x3=15x+4,其三个根为4,。但应用卡尔达诺公式却是

邦贝利研究后认为,应将负数的平方根像“普通数”那样运算.后来,德国数学家莱布尼茨(Leibniz,G.W.)也研究过不可约情形,并且深信:用代数方法解此种情形不可能不用到虚数.这使人们逐渐认识到负数开平方有一定的客观基础和合理性,加快了人们接受虚数的认识进程.法国数学家韦达(F.Viete)在《论方程的识别与订正》(完成于1591年,出版于1615年)中,利用三角恒等式给出了不可约情形的方程(1)的根为

式中θ满足

韦达只给出其中一个根。

利用卡尔达诺公式还会出现用无理数表示有理根的情形。例如,方程x3-x-6=0有一个根2,但用卡尔达诺公式却为

因此,在实际求根时,卡尔达诺公式有一定的局限性[2]

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