卡当公式推导

卡当公式又称卡尔达诺公式或“卡尔丹公式,是一个用于求解三次方程的公式。

卡尔达诺几何意义上的证明是利用不断逼近方体的体积来实现的。所以在此处笔者将利用公式缺项处理,对该公式做一推导。由一元三次方程的完整式X3+a1X2+a2X+a3=0 (1)和缺项式X3+pX+q=0 (2)可知,欲将式 (1)转换为式 (2),需令y=X-a1/3代入式 (1),得(X-a1/3)3+a1(X-a1/3)2+…=0,化简后,其中含X2的项已经抵消,这样就将问题化为了式(2)的形式了。令X=u+v,于是将其代入式(2)中,则(u+v)3+p(u+v)+q=0 (3),化简易得(u3+v3)+q+(u+v)(3uv+p)=0(4)由于u、v是两个变数,而该处仅置一个方程,为通过u、v确定X则需设(u3+v3)+q=0(5)和(u+v)(3uv+p)=0(6),由此得u3+v3=-q,u3v3=-P3/27,依此做一元二次方程Z2+qZ-p3/27=0,则得u3=-q/2+(q2/4+p3/27)1/2,v3=-q/2-(q2/4+p3/27)1/2,则方程解应为X=[-q/2+(q2/4+p3/27)1/2]1/3+[-q/2-(q2/4+p3/27)1/2]1/3,因为方程根式还有虚数根存在,化简筛选既可得出三个根解。由方程式判别式D确定,D<0时,方程有三根;当D=0时,X1=2(-q/2)1/3,X2=X3=(q/2)1/3;当D>0,只有一实根,其余两根为共轭复数根。

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