3楼jyuntoku
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发表于 2009-2-5 11:08
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根据高等代数基本定理,数域(复数是一个数域)上的一个n次代数方程在复数域上恰有n个根。
设m,n,p为3个复数(其实可以扩展到N个复数),
如果每次从中取出r个(不及排列次序),然后把所得的项再连加起来,所得的复数记为Qr(m,n,p)。
就是说,令:
Q0(m,n,p)=1 (这是约定)
Q1(m,n,p)=m+n+p
Q2(m,n,p)=mn+np+mp
Q3(m,n,p)=mnp
利用这个记号可以把一个一元三次方程a0X3+a1x2+a2x+a3=0(a0不等于0)的根,(m,n,p)和系数之间的关系明确地表达出来。
即,给定复数域上的3次代数方程:a0X3+a1x2+a2x+a3=0(a0不等于0),设它在复数域内的n个根是m,n,p,则:
a1/a0=-Q1(m,n,p)
a2/a0=Q2(m,n,p)
a3/a0=-Q3(m,n,p)
其实这就是3次的韦达定理,大家不妨验证一下在2次的时候,是否就是一元二次方程的韦达定理。
本题中,已经知道:mnp=4, m+n+p=3,m2+n2+p2=7,根据后2个条件可以容易地推出mn+np+mp=1/2【(m+n+p)2-m2-n2-p2】=1。也就是确定了所有的Qr(m,n,p)。
所以可以把已知条件和一个一元三次方程对应起来(令a0=1,将非常容易地求得a1,a2,a3),让m,n,p是这个方程的3个根。
虽然3次方程是有求解公式的,可以求出具体的m,n,p的值。但要计算题目中的式子的值,我们知道是不需要求出具体的m,n,p的值的。其中的原因在于所求式子的对称性。
以上只是我王婆卖瓜,可以用”韦达定理“作为关键词在网上搜索一些参考资料,也可以参考一些大学数学教材。
至于韦达定理中的Qr为什么是这样构造的,Qr是如此地显示了对称性,其中又有什么奥秘,这就要进入更现代的数学群论才能得到解答了。
韦达定理为什么那么重要,原因就是它是沟通初等数学到高等数学,现代数学的一条黄金线索。只是我们的中学老师基本不会讲这些,而学生也只知道用韦达定理来计算,没有机会欣赏一下这个定理中蕴含的深刻的数学美。
声明:我不是学数学的,如有错误请指正。
[ 本帖最后由 jyuntoku 于 2009-2-5 11:10 编辑 ].