הבדלים בין גרסאות בדף "פתרון משוואה ממעלה 3"

מתוך Math-Wiki
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
(שיטה ראשונה (טרטליה))
(שיטה ראשונה (טרטליה))
שורה 21: שורה 21:
 
<math>y^3+py+q=u^3+3u^2v+3uv^2+v^3+p(u+v)+q=(u^3+v^3)+3uv(u+v)+p(u+v)+q=-q-p(u+v)+p(u+v)+q=0</math>
 
<math>y^3+py+q=u^3+3u^2v+3uv^2+v^3+p(u+v)+q=(u^3+v^3)+3uv(u+v)+p(u+v)+q=-q-p(u+v)+p(u+v)+q=0</math>
  
מש"ל.
+
'''מש"ל.'''
 +
 
 +
כדי למצוא <math>u,v</math> נשים לב ש-<math>u^3\cdot v^3=-p^3/27</math> ולכן <math>u^3,v^3</math> הם שורשים של המשוואה הריבועית <math>t^2+p^3/27-q=0</math>.

גרסה מ־16:32, 22 בנובמבר 2011

הדרך לפתרון משוואה ממעלה 3 מיוחסת לטרטליה (Tartaglia). אנו נציג שתי שיטות למצוא שורש כלשהו של המשוואה. מציאת השורשים האחרים תוסבר בסוף.

הערה: השיטה עובדת מעל כל שדה שהמאפיין שלו אינו 2 או 3.


לפני שמתחילים

בהינתן משוואה x^3+ax^2+bx+c=0 ניתן להציב x=y-a/3. המשוואה שתתקבל מההצבה תהייה מהצורה y^3+py+q=0 עבור מספרים p,q כלשהם. ברור כי מספיק לפתור את המשוואה ב-y כי y=y_0 הוא פיתרון אם ורק אם x=y_0-a/3 הוא פיתרון של המשוואה ב-x.

לכן, מעכשיו נניח שהמשוואה שלנו היא מהצורה y^3+py+q=0.

הערה: אם מסיבה כזו או אחרת אתם יכולים לזהות בקלות שורש של המשוואה (לדוגמא, אם p=0 או q=0), אל תשתמשו בשיטות לעיל. הן עלולות להיכשל בגלל חלוקה ב-0.

שיטה ראשונה (טרטליה)

נחפש u,v כך שיתקיים u^3+v^3=-q ו-uv=-p/3.

טענה: במצב זה, y=u+v הוא שורש של המשוואה.

הוכחה: נציב ונבדוק:

y^3+py+q=u^3+3u^2v+3uv^2+v^3+p(u+v)+q=(u^3+v^3)+3uv(u+v)+p(u+v)+q=-q-p(u+v)+p(u+v)+q=0

מש"ל.

כדי למצוא u,v נשים לב ש-u^3\cdot v^3=-p^3/27 ולכן u^3,v^3 הם שורשים של המשוואה הריבועית t^2+p^3/27-q=0.