華裔教授發現二次方程極簡解法,我默默的做了下驗算

  • 2019 年 12 月 24 日
  • 筆記

在我們初中的時候,學習過經典的韋達定理來求得一元二次方程的根,這算是我們學習生涯中要死記硬背的一個公式了,而在多年後已經記不大清楚這個公式了。換句話說,這是一個被驗證了跨越百年的定理,我們直接理解用就好了。

我在腦海里思考了一下整個推演的思路,基本是如下的方式,我們簡稱為配方法。

最近來自卡耐基梅隆大學(CMU)的研究者找到了一個簡單的推導方法,這一簡潔的方法是由美籍華裔數學家、奧賽國家隊總教練羅博深發現的。

我認真做了下驗算,奈何數學基礎不夠紮實,我需要認認真真的做一下驗算才能夠理解,我把這個過程寫出來供參考。

這個驗算思路會完全拋棄配方法,而是反向來進行推理,我們假設一元二次方程有兩個根分別為R和S.

那麼ax^2+bx+c=0 我們可以做下簡化,那就是兩邊處於a,得到的等式就是

X^2+BX+C=0,把兩個根代入,可得

R^2+BR+C=0

S^2+BS+C=0

兩式相減,得到R^2-S^2=-B(R-S),簡化得到

(R+S)(R-S)=-B(R-S),從而得到 R+S=-B

根據R+S=-B,我們可以得到 R=-B-S,我們把RS相乘得到

RS=(-B-S)S=-BS-S^2=-(S^2+BS) =C

以下是關鍵的思路,既然R,S是方程的兩個根,則

(R+S)/2=-B/2

而要得到真正的根,可以使用一個未知數z

可以得到RS的乘積為:

RS=(-B/2+z)(-B/2-z)=(-B/2)^2-z^2=C

從而得到

z^2=B^2/4-C

所以真正的根為:

其實看一下這個公式,我們把經典的公式a=1換算得到的是

其實換算下來是一樣的形式,不過確實很佩服這個思路。