高次方程的定义和解法
2021-03-01 16:56:01文/陈宇航一、高次方程的定义和解法
1、高次方程
一般地,最高次项的次数高于2次的均可称为高次方程。
由两个或两个以上高次方程组成的方程组,叫做高次方程组。
2、高次方程的解法
对于一元五次以上的高次方程,是不能用简单的算术方法来求解的,对于一元五次以下的高次方程,可以对其中的一些特殊形式的方程运用特殊的方法来求解。下面通过举例说一下某些特殊高次方程的几种解法:
(1)换元法
例如四次方程($x$+1)($x$+2)($x$+3)($x$+4)+1=0,可以分成($x$+2)($x$+3)和($x$+1)($x$+4) 两个因式,然后这两个因式分别合并,得到($x^2 +5x$+6)($x^2 +5x$+4)+1=0,设$x^2+5x=y$,代入方程,得:($y$+6)($y$+4)+1=0,最后整理得,$y^2+10y$+25=0,解得$y_1=y_2$=-5,然后代入$x^2+5x=y$,得$x^2+5x$=-5,再解这个二次方程,即可求出原方程的四个实数根。
(2)配方法
例如四次方程$x^4$+6$x^3$+13$x^2$+12$x$+4=0,这个方程如果不仔细看,好像是看着很乱,找不到求解的头绪,其实如果试用配方法解,应该是很容易的。先通过配平方法将三次项式系数化掉,即($x^2$+3$x)^2$+4$x^2$+12$x$+4=0,然后观察,正好后面的系数比和括号里的一样,即($x^2$+3$x)^2$+4($x^2$+3$x$)+4=0,这样就可以用换元法,把四次方程化成二次方程,最后求出原方程的根。通过这个例子我们可以看出,对于某些最高次数为合数的$N$次方程,不仅可以考虑使用配$N$次方的方法,也可以考虑使用配$N$的因数次方的方法。例如四次方程可以考虑配平方的方法,六次方程可以考虑配二次方或者是三次方的方法,九次方程可以考虑配三次方的方法等等$\cdots\cdots$。
(3)因式分解法
例如解三次方程$x^3$+$x^2$+3$x$+27=0,可以分解因式为($x$+3)($x^2$-3$x$+9)+$x$($x$+3)=0,提取公因式($x$+3),得($x$+3)($x^2$-2$x$+9)=0,然后就通过解$x^2$-2$x$+9=0、$x$+3=0 这两个方程,解原方程只有一个实根$x$=-3。
以上这些解高次方程的方法仔细想一下,都来自于解二次方程的方法,所以数学应该学会举一反三。
二、高次方程的相关例题
一元三次方程$x^3$-2$x^2$-4$x$+8=0的解为___
A.$x_1=x_2=2,x_3=-2$
B.$x_1=x_2=-2,x_3=2$
C.$x_1=x_2=4,x_3=-4$
D.$x_1=x_2=-4,x_3=4$
答案:A
解析:解原方程可变形为$x^2$($x$-2)-4($x$-2)=0,($x$-2)($x^2$-4)=0,($x-2)^2$($x$+2)=0。所以$x_1=x_2$=2,$x_3$=-2。故选A。
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