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多项式理论之多项式的根:定义、性质与求法

定义

多项式的根,是一个多项式方程的解。一个多项式 f(x) 的根是指满足方程 f(x)=0x 值。

性质

  1. 多项式有一个或多个根: 每个多项式都可以分解为因数,且每个因数都对应一个根。
  2. 根的加积公式: 如果 r1,r2,...,rnf(x) 的根,那么
\sum_{i=1}^{n} r_i = -\frac{b}{a},$$其中 $a$ 和 $b$ 是多项式中最高次项的系数。 3. **根的乘积公式**: 如果 $r_1, r_2, ..., r_n$ 是 $f(x)$ 的根,那么 $$\prod_{i=1}^{n} r_i = (-1)^{n}\frac{k}{a},$$其中 $k$ 是多项式中常数项的系数。 ## 求法 ### 1. 直接分解 如果有一个简单的多项式,例如 $(x-2)(x+3)$,那么可以直接从因数中找到根。 ### 2. 逐步消除法 对于复杂的多项式,可以使用逐步消除法: 1. 将多项式转化为有理系数。 2. 使用长除法或 synthetic division 来分解多项式。 3. 分解后的因数可以再次应用于步骤 1-2。 ### 3. 合并二次方程 如果多项式是二次方程,例如 $x^2 + 4x + 4 = 0$,则可以使用以下公式来找到根: $$\frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}.

在此例中,a=1,b=4,c=4

4. 使用数值方法

对于无法通过上述步骤直接求解的多项式,可以使用以下数值方法:

  1. 牛顿-萊文治法:利用函数值的渐近级数和函数的导数。
  2. 二次方程公式:使用二次方程根公式。

5. 使用代数软件

对于非常复杂的多项式,可以使用代数软件如MATLAB, Python 等,直接求解多项式的根。