代数方程
一元/多元方程与方程组;一元二次方程有求根公式,五次以上一般方程无根式解(阿贝尔-鲁菲尼定理),线性方程组由高斯消元求解。
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01定义
方程是含未知数的等式,解方程就是找出使等式成立的值。一元二次方程 有普适求根公式;但五次及以上一般方程没有根式解(阿贝尔-鲁菲尼定理)——方程求解的历史直接催生了抽象代数。
02核心要点
01
求根公式的阶梯
一次、二次公式自古已知;三次、四次公式由 16 世纪意大利学派(卡尔达诺、费拉里)给出;五次一般方程则被证明无根式解。
02
判别式
一个数判定根的情形: 两相异实根、 重根、 共轭复根——根的性态由系数的代数式完全决定。
03
方程组
线性方程组用高斯消元系统求解;韦达定理 则在不解方程的情况下提取根的对称信息。
03关键公式
04历史沿革
古巴比伦人已会解二次方程;花拉子米 820 年《代数学》给出系统解法(「代数」一词即源于书名 al-jabr);1545 年卡尔达诺发表三次四次公式;1824 年阿贝尔证明五次方程无根式解。
05应用与延伸
工程中的抛物运动、电路谐振、结构受力分析都归结为方程求解;方程「何时可用公式解」的追问直接催生了群论与伽罗瓦理论。
06交互演示
二次方程 ax² + bx + c = 0 的根调整系数,观察判别式与实根个数