韦达定理所有公式韦达定理是代数学中一个重要的定理,由法国数学家弗朗索瓦·韦达(Fran?ois Viète)提出。该定理主要研究多项式方程的根与系数之间的关系,尤其适用于一元二次方程和更高次的多项式方程。下面内容是关于韦达定理的所有主要公式的拓展资料。
一、韦达定理的基本概念
韦达定理揭示了多项式方程的根与其系数之间的关系。对于一个一元n次多项式:
$$
a_nx^n + a_n-1}x^n-1} + \cdots + a_1x + a_0 = 0
$$
如果它的根为 $ x_1, x_2, \ldots, x_n $,那么这些根与系数之间存在下面内容关系:
– 根的和:$ x_1 + x_2 + \cdots + x_n = -\fraca_n-1}}a_n} $
– 根的两两积之和:$ x_1x_2 + x_1x_3 + \cdots + x_n-1}x_n = \fraca_n-2}}a_n} $
– 根的三三积之和:$ x_1x_2x_3 + \cdots + x_n-2}x_n-1}x_n = -\fraca_n-3}}a_n} $
– …
– 所有根的乘积:$ x_1x_2\cdots x_n = (-1)^n \fraca_0}a_n} $
这些关系在解题时非常有用,尤其是在无法直接求出根的情况下,可以通过系数来推断根的性质。
二、常见情况下的韦达定理公式
下面以常见的二次、三次多项式为例,列出具体的韦达定理公式。
| 多项式次数 | 方程形式 | 根的和 | 根的积 | 其他相关公式 |
| 二次方程 | $ ax^2 + bx + c = 0 $ | $ x_1 + x_2 = -\fracb}a} $ | $ x_1x_2 = \fracc}a} $ | $ (x_1 + x_2)^2 = x_1^2 + x_2^2 + 2x_1x_2 $ |
| 三次方程 | $ ax^3 + bx^2 + cx + d = 0 $ | $ x_1 + x_2 + x_3 = -\fracb}a} $ | $ x_1x_2x_3 = -\fracd}a} $ | $ x_1x_2 + x_1x_3 + x_2x_3 = \fracc}a} $ |
三、应用实例
1. 二次方程应用
设方程为 $ 2x^2 – 5x + 3 = 0 $,根据韦达定理:
– 根的和:$ x_1 + x_2 = \frac5}2} $
– 根的积:$ x_1x_2 = \frac3}2} $
若已知其中一个根为1,则另一个根为 $ \frac5}2} – 1 = \frac3}2} $,验证其乘积是否为 $ \frac3}2} $,结局正确。
2. 三次方程应用
设方程为 $ x^3 – 6x^2 + 11x – 6 = 0 $,则:
– 根的和:$ x_1 + x_2 + x_3 = 6 $
– 根的两两积之和:$ x_1x_2 + x_1x_3 + x_2x_3 = 11 $
– 根的积:$ x_1x_2x_3 = 6 $
通过试根法可得三个实根为1、2、3,验证符合上述公式。
四、拓展资料
韦达定理提供了一种通过多项式系数来推导根的性质的技巧,广泛应用于代数难题中。无论是二次方程还是高次多项式,都可以利用韦达定理简化计算经过,进步解题效率。
掌握这些公式有助于快速分析多项式方程的根的情况,特别是在没有具体数值的情况下,可以进行符号推理或构造方程。
如需进一步了解韦达定理在高等数学中的延伸(如对称多项式、根与系数的关系推广等),可继续深入进修多项式学说。
