答案解析

查看更多优质解析解答一举报可化为(X+b/(5a))^ 5=R的一元五次方程之求根公式 关于研究五次方程求根公式的问题,

如果我们不受Abel定理的约束,

那么在探索中我们会有新的发现.

  从盛金公式解题法中可以受到启发,

若一元三次方程aX^3+bX^2+cX+d=0可以用根式表达的公式求解,

则一定可以化为(X+b/(3a))^3=R的方程,

事实上,

展开(X+b/(3a))^3=R后的此方程,

无论a 、b、R为任意实数,

都可以用盛金公式②直观求解.

  因此,

笔者猜想:“如果一元五次方程aX^5+bX^4+cX^3+dX^2+eX+f=0可以用根式表达的公式求解,

那么就一定可以化为(X+b/(5a))^5=R的方程,

展开(X+b/(5a))^5=R的此方程,

无论a 、b、R为任意实数,

存在根式表达的公式求解.

”   经过努力探索,

笔者解决了这个猜想,

推导出“可化为(X+b/(5a))^5=R的一元五次方程之求根公式”如下:一元五次方程:aX^5+bX^4+cX^3+dX^2+eX+f=0 (a,

b,

c,

d,

e,

f∈R,

且a≠0) 重根判别式:A=2b^2—5ac; B=bc—5ad; C=de—5cf; D=2e^2—5df.

当A=B=C=0时,

公式⑴:X(1)=X(2)=X(3)=X(4)=X(5) =-b/(5a)=-c/(2b)=-d/c=-2e/d=-5f/e.

当A=B=0,

C≠0时,

公式⑵:X(1)=(-b+Y^(1/5))/(5a); X(2,

3)=(-b+Y^(1/5)(-1-5^(1/2))/4)/(5a) ±Y^(1/5)(5-5^(1/2))^(1/2)2^(1/2)i)/4)/(5a); X(4,

5)=(-b+Y^(1/5)(-1+5^(1/2))/4)/(5a) ±Y^(1/5)(5+5^(1/2))^(1/2)2^(1/2)i)/4)/(5a).

其中Y=(5a)^3(be—25af),

i^2=-1.

判别法:当A=B=C=0时,

方程有一个五重实根; 当A=B=0时,

C≠0时,

方程有一个实根和两对共轭虚根.

  (注:这个判别法是针对上述公式而言,

并非判别根的一般情况) 特点:1、当A=B=C=0时的方程,

都可以化为(X+b/(5a))^5=0的方程,

展开(X+b/(5a))^5=0,

无论a、b、为任意实数,

都可以用公式⑴快速求解.

  2、当A=B=0,

C≠0时的方程,

都可以化为(X+b/(5a))^5=R的方程,

展开(X+b/(5a))^5=R,

无论a、b、R为任意实数,

都可以用公式⑵直观求解.

解题举例:例1、解方程1024X^5+3840X^4+5760X^3+4320X^2+1620X+243=0 a=1024,

b=3840,

c=5760,

d=4320,

e=1620,

f=243.

∵A=B=C=0,

∴此方程有一个五重实根.

应用公式⑴解得:X(1)=X(2)=X(3)=X(4)=X(5)=-3/4.

  这是精确结果,

把X(1)=X(2)=X(3)=X(4)=X(5)=-3/4代入原方程为零.

经检验,

解得的结果正确.

例2、解方程X^5+15X^4+90X^3+270X^2+405X—1419614=0   (值得注意:根据Abel定理,

这个五次方程无根式表达的公式求解.

) a=1,

b=15,

c=90,

d=270,

e=405,

f=-1419614.

  ∵A=0;B=0;C≠0,

∴此方程有一个实根和两对共轭虚根.

应用公式⑵求解.

Y=(5a)^3(be—25af)=4437053125; Y^(1/5)=85.

把有关值代入公式⑵,

得:X(1)=14;   X(2,

3)=(-29-17×5^(1/2))/4±17(5-5^(1/2))^(1/2)2^(1/2)i/4;   X(4,

5)=(-29+17×5^(1/2))/4±17(5+5^(1/2))^(1/2)2^(1/2)i/4.

  这是精确结果.

为了方便用韦达定理检验,

取近似结果为宜,

就是:X(1)=14; X(2,

3)=-16.

7532889±9.

992349289i; X(4,

5)=2.

253288904±16.

16796078i.

经检验,

解得的结果正确(检验过程略).

例3、解方程X^5+30×23^(1/2)X^4+8280X^3+49680×23^(1/2)X^2+3427920X+2008×889^(1/2)=0   (值得注意:这是一个比较复杂的五次方程,

根据Abel定理,

这个方程无根式表达的公式求解.

) a=1,

b=30×23^(1/2),

c=8280,

d=49680×23^(1/2),

e=3427920,

f=2008×889^(1/2).

∵A=B=0,

C≠0,

∴此方程有一个实根和两对共轭虚根.

应用公式⑵求解.

Y=(5a)^3(be—25af)= 6.

146187944×10^10; Y^(1/5)=143.

7875114.

把有关值代入公式⑵,

得:X(1)=-0.

01748685988; X(2,

3)=-52.

0402972±16.

90323573i; X(4,

5)=-19.

88843222±27.

35000994i.

经用韦达定理检验,

解得的结果正确(检验过程略).

  更进一步地,

笔者猜想:当n>5时,

如果一般n次方程可以用根式表达的公式求解,

那么就一定可以化为(X+b/(na))^n=R的方程,

展开(X+b/(na))^n=R后的此方程,

无论a 、b、R为任意实数,

存在公式求解.

说明:1、此文中的重根判式A、B、C、D与“科学网>个人学术展示>一般五次方程求根公式之探讨(一)范盛金”一文中的重根判式A、B、C、D有区别,

这是因为此文经过压缩,

精选出重根判式.

解题过程中要注意区分.

  2、凡是展开(X+b/(5a))^5=R得出的一元五次方程,

无论a 、b、R为任意实数,

都可以用公式⑵直观求解.

根据这一特点,

有理由猜想:一元五次方程存在根式表达的一般式求根公式.

这个猜想与Abel定理相违背.

  3、一元五次方程方程的最简重根判别式以及公式⑴、⑵与盛金公式的表达形式类似.

很明显,

公式⑴、⑵是一般五次方程求公式的其中情形的公式.

  4、能否完整地推导出根式表达的一般五次方程求根公式?这是世界数学史上最著名的难题之一,

是一个相当复杂的问题,

但值得探索.

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