卡尔达诺公式
卡尔达诺公式(Cardano formula)亦称卡丹公式,是三次方程的求解公式,它给出三次方程x+px+q=0的三个解为x1=u+v,x2=uw+vw,x3=uw+vw。由于一般三次方程y+ay+by+c=0经过未知量的代换y=x-a/3后,可化为形如x+px+q=0的三次方程。因此,运用卡尔达诺公式可解任意复系数的三次方程,此公式实为塔尔塔利亚(TN.artaglia)于1541年首先发现,但未公开发表,却在允诺保密的央求下告诉了卡尔达诺(G.Cardano),后者于1545年将这一结果发表在自己的著作《大法》里,后人遂称为卡尔达诺公式,沿袭至今。
基本介绍
卡尔达诺公式是一个著名的求根公式,指实系数一元三次方程
的求根公式,式中
且,此公式也可以应用于复系数三次方程中。
相关介绍
意大利数学家吉罗拉莫·卡尔达诺(G.Cardano)在1545年出版的《大术》一书中,首先发表了上述公式,此公式来自意大利数学家尼科洛·塔尔塔利亚(N.Tartaglia),但卡尔达诺给出了该公式的数学证明。
当时,方程(1)有三个两两不同的实根,称为不可约情形;
当时,方程(1)有三个实根,当均不为0时,有两个重根和一个单根;
当时,方程(1)有一个实根与两个共轭虚根。获得一元四次方程的根式解法,从而引发了人们对五次以上代数方程的根式解的研究,推动了近世代数学的产生和发展。此外,由于在不可约情形中出现了用虚数表示实根的情形,使人们再次遇到负数开平方,因此促进了对虚数合理性的认识.1572年,意大利数学家邦贝利(Bombelli,R.)在他的《代数》一书中,讨论过求解一元三次方程,其三个根为4,卡尔达诺公式表明三次方程有根式解,他的学生费拉里(L.Ferrari)用降阶法 。但应用卡尔达诺公式却是
拉法耶尔·蓬贝利研究后认为,应将负数的平方根像“普通数”那样运算。后来,德国数学家戈特弗里德·莱布尼茨(Leibniz,G.W.)也研究过不可约情形,并且深信:用代数方法解此种情形不可能不用到虚数。这使人们逐渐认识到负数开平方有一定的客观基础和合理性,加快了人们接受虚数的认识进程。法国数学家韦达(F.Viete)在《论方程的识别与订正》(完成于1591年,出版于1615年)中,利用三角恒等式给出了不可约情形的方程(1)的根为
式中θ满足韦达只给出其中一个根。
利用卡尔达诺公式还会出现用无理数表示有理根的情形。例如,方程有一个根2,但用卡尔达诺公式却为
因此,在实际求根时,卡尔达诺公式有一定的局限性。