三次方程

用韦达定理解三次方程。(根据用户请求创建)

三次方程的标准形式是
ax^3+bx^2+cx+d=0

韦达定理用于解的方程为
x^3+ax^2+bx+c=0
因此,第一步是将所有系数除以a。

下面为计算器及使用韦达定理计算的说明

PLANETCALC, 三次方程

三次方程

小数点后的数字: 2
x1
 
x2
 
x3
 
Q
 
R
 
S
 

我唯一能找的用韦达定理解三次方程量的地方在这里

首先我们计算
Q=\frac{a^2-3b}{9}
R=\frac{2a^3-9ab+27c}{54}

然后
S=Q^3-R^2

如果 S > 0, 那么
\phi = \frac{1}{3}\arccos\left(\frac{R}{\sqrt{Q^3}}\right)
有三个实根:

x_1=-2\sqrt{Q}\cos(\phi)-\frac{a}{3}
x_2=-2\sqrt{Q}\cos\left(\phi+\frac{2}{3}\pi\right)-\frac{a}{3}
x_3=-2\sqrt{Q}\cos\left(\phi-\frac{2}{3}\pi\right)-\frac{a}{3}

如果 S < 0, 三角函数用双曲函数函数代替。取决于Q的符号

Q > 0:
\phi = \frac{1}{3}\,\operatorname{Arch}\left(\frac{|R|}{\sqrt{Q^3}}\right)
x_1=-2sgn(R)\sqrt{Q}\,\operatorname{ch}(\phi)-\frac{a}{3}
(实根)
x_{2,3}=sgn(R)\sqrt{Q}\,\operatorname{ch}(\phi)-\frac{a}{3} \pm i \sqrt{3}\sqrt{Q}\,\operatorname{sh}(\phi)
(两复根)

Q < 0:

\phi = \frac{1}{3}\,\operatorname{Arsh}\left(\frac{|R|}{\sqrt{|Q|^3}}\right)
x_1=-2sgn(R)\sqrt{|Q|}\, \operatorname{sh}(\phi)-\frac{a}{3}
(实根)
x_{2,3}=sgn(R)\sqrt{|Q|}\, \operatorname{sh}(\phi)-\frac{a}{3} \pm i \sqrt{3} \sqrt{|Q|}\,\operatorname{ch}(\phi)
(两复根)

如果 S = 0, 那么它就是奇异方程,只有两个根:

x_1=-2sgn(R)\sqrt{Q}-\frac{a}{3}=-2\sqrt[3]{R}-\frac{a}{3}
x_2=sgn(R)\sqrt{Q}-\frac{a}{3}=\sqrt[3]{R}-\frac{a}{3}

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PLANETCALC, 三次方程

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