可化为(X+b/(5a))^5=R的一元五次方程之求根公式关于研究五次方程求根公式的问题,如果我们不受Abel定理的约束,那么在探索中我们会有新的发现. 从盛金公式解题法中可以受到启发,若一元三次方程aX^3+bX^2+cX+d=0可以用根式表达的公式求解,敌风就失伟则一定可以化为(X来自+b/(3a))^3=R的方程,事实上,展开(X+b/(3a))^3=R后的此方程,无论a、b、R为任意实数,都可以用盛金公式②直观求解. 因此,笔者猜想:“如果一元五次方程aX^5+bX^4极棉难+cX^3+dX^2+eX+f=0可以用根式表达的公式求解,那么就一定可以化为(X+b/(5a))^足东胶难来少5=R的方程,展开(X+b/(5a))^5=R的此方程,无论a、b、R为任意实数,存在根式表达的公式求解.” 经过努力探索,笔者解决了这个猜想,推导出“可化为(X+b/(5a))^5=R的一元五次方程之求根公式”如下:一元五次方程:aX^5+bX^4+cX^3+360问答dX^2+eX+f=0(a,b,c,d,e,f∈R,且a≠0)重根判别式:A=2b^2—5ac;B=bc—5ad;C=de—5cf;D=2e^2—5df.当A=B=C=0时,公式⑴:X(1)=X(2)=X(3)=X(4)=X(5)=-b/(5a)=-c/(2b)=-d/c=-2e/d=-5f/e.当A=B=0,C≠0时,公式⑵:X(1)=(-b+Y^(1/5))/(5沿红则求钢抗关触a);X(2,3)=(-b+Y^(1/5)(-1-5^(1/2))/4)/(5a)±Y^(1/5)(5-5^(1/2))^(1/2)2^(1/2)i)故普并言木陆似挥帝/4)/(5a);X(4,5)=(-b+Y^(1/5)(-1+5^(1/2))/4)/(5a)±Y^(1/5)(5+5^(1/2))^(1/2)2^(1/2)i)/4)/(5a).其中Y=(5a)^3(be—25a标布扬我连该且f),i^2=-1.判别法:当A=B=C=0时,方程有一个五重实根;当A=B=0时,C≠0时,方程有一个实根和两对共部班本帝行球贵护轭虚根. (注:这个判别法是针对上述公式而言,并非判别根的一般情况)特点:1、当A=B=C=0时的方程,都可以化为(X+b/(5a))^仅介围或底谁5=0的方程,展开(X+b/(5a))^5=0,无论a、b、为任意实数,都可以用公式⑴快速求解. 2、当A=B=0,C≠0时的方程,都可以化为(X+b/(拉系找门约5a))^5=R的方程,展开(X+b/(5a))^5=R,无论a、b、R为任意实数,都可以用公息束言升式⑵直观求解.解题举例:例1著右修历民川、解方程1024X^5+3840X^4+5760X^3+432庆河乡心缩陆耐活0X^2+1620X+243评兵思总尽于告按=0a=1024,b=3840,c=5760,d=4320,e=1620,f=243.∵A=B=C=0,∴此方程有一个五重实根.应用公式⑴解得:X(1)=X(2)=X(3)=X(4)=X(5)=-3/4. 这是精确结果,把X(1)=X(2)=X(3)=X(4字爱生谈衡考武者反)=X(5)=-3衣余/4代入原方程为零.经检验,营省东解得的结果正确.例2、解方程X^5+15X^4+90X^3+270X^2+405X—141司内爱免方肥约9614=0 (值得注意:根据Abel定理,这个五次方程无根式表达的公式求解.)a=1,b=容频难值民15,c=90,d=270,e=405,f=-1419614. ∵A=0;B=0;C≠0,∴此方程有一个实根和两对共轭虚根.应用公式⑵求解.Y=(5a)^3(be—25af)=4437053125;Y^(1/5)=85.把有关值代入公式⑵,得:X(1)=14; X(2,3)=(-29-17×5^(1/2))/4±17(5-5^(1/2))^(1/2)2^(1/2)i/4; X(4,5)=(-29+17×5^(1/2))/4±17(5+5^(1/2))^(1/2)2^(1/2)i/4. 这是精确结果.为了方便用韦达定理检验,取近似结果为宜,就是:X(1)=14;X(2,3)=-16.7532889±9.992349289i;X(4,5)=2.253288904±16.16796078i.经检验,解得的结果正确(检验过程略).例3、解方程X^5+30×23^(1/2)X^4+8280X^3+49680×23^(1/2)X^2+3427920X+2008×889^(1/2)=0 (值得注意:这是一个比较复杂的五次方程,根据Abel定理,这个方程无根式表达的公式求解.)a=1,b=30×23^(1/2),c=8280,d=49680×23^(1/2),e=3427920,f=2008×889^(1/2).∵A=B=0,C≠0,∴此方程有一个实根和两对共轭虚根.应用公式⑵求解.Y=(5a)^3(be—25af)=6.146187944×10^10;Y^(1/5)=143.7875114.把有关值代入公式⑵,得:X(1)=-0.01748685988;X(2,3)=-52.0402972±16.90323573i;X(4,5)=-19.88843222±27.35000994i.经用韦达定理检验,解得的结果正确(检验过程略). 更进一步地,笔者猜想:当n>5时,如果一般n次方程可以用根式表达的公式求解,那么就一定可以化为(X+b/(na))^n=R的方程,展开(X+b/(na))^n=R后的此方程,无论a、b、R为任意实数,存在公式求解.说明:1、此文中的重根判式A、B、C、D与“科学网>个人学术展示>一般五次方程求根公式之探讨(一)范盛金”一文中的重根判式A、B、C、D有区别,这是因为此文经过压缩,精选出重根判式.解题过程中要注意区分. 2、凡是展开(X+b/(5a))^5=R得出的一元五次方程,无论a、b、R为任意实数,都可以用公式⑵直观求解.根据这一特点,有理由猜想:一元五次方程存在根式表达的一般式求根公式.这个猜想与Abel定理相违背. 3、一元五次方程方程的最简重根判别式以及公式⑴、⑵与盛金公式的表达形式类似.很明显,公式⑴、⑵是一般五次方程求公式的其中情形的公式. 4、能否完整地推导出根式表达的一般五次方程求根公式?这是世界数学史上最著名的难题之一,是一个相当复杂的问题,但值得探索.