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三次方程是数学中重要的多项式方程,其标准形式为ax³+bx²+cx+d=0,其中a不等于0。三次方程的图像是一条连续的曲线,最多与x轴有3个交点,对应方程的3个实根。例如方程x³-6x²+11x-6=0就有三个根:1、2和3。理解三次方程的基本概念是学习求解方法的基础。
因式分解法是求解三次方程的重要方法。对于x³-8=0,我们利用立方差公式,将其分解为(x-2)(x²+2x+4)=0,得到解x=2。对于x³-3x²+2x=0,首先提取公因式x,得到x(x²-3x+2)=0,再将二次因式分解为x(x-1)(x-2)=0,最终得到三个解:x=0、1、2。通过图像可以直观看到这些根就是函数与x轴的交点。
试根法是求解整系数三次方程的有效方法。根据有理根定理,方程的有理根必须是常数项的因数除以首项系数的因数。对于方程x³-6x²+11x-6=0,常数项-6的因数有±1、±2、±3、±6。我们逐一代入验证,发现x=1时方程成立,因此x-1是一个因式。通过多项式除法,可以将原方程分解为(x-1)(x²-5x+6)=0的形式,为进一步求解奠定基础。
现在我们综合运用前面学到的方法,完整求解三次方程x³-6x²+11x-6=0。首先用试根法找到x=1是一个根,然后通过多项式除法得到(x-1)(x²-5x+6)=0。接着对二次因式x²-5x+6继续分解,得到(x-2)(x-3)=0。最终完全分解为(x-1)(x-2)(x-3)=0,求得三个根:x₁=1,x₂=2,x₃=3。我们可以通过代入验证每个根都满足原方程,图像上也清楚显示了这三个交点。
特殊类型的三次方程有其独特的解法。对于缺常数项的方程如x³-4x=0,我们首先提取公因式x,得到x(x²-4)=0,再利用平方差公式分解为x(x-2)(x+2)=0,得到三个根:0、2、-2。对于立方差形式如x³-27=0,利用立方差公式分解为(x-3)(x²+3x+9)=0,由于x²+3x+9在实数范围内无解,所以只有一个实根x=3。掌握这些特殊类型的处理方法,能够更高效地求解三次方程。