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词条 盛金公式
释义

盛金公式判别法判别方程的解较直观。重根判别式A=b^2-3ac;B=bc-9ad;C=c^2-3bd是最简明的式子,由A、B、C构成的总判别式Δ=B^2-4AC也是最简明的式子(是非常美妙的式子),其形状与一元二次方程的根的判别式相同;

公式简介

三次方程应用广泛。用根号解一元三次方程,虽然有著名的卡尔丹公式,并有相应的判别法,但使用卡尔丹公式解题比较复杂,缺乏直观性。范盛金推导出一套直接用a、b、c、d表达的较简明形式的一元三次方程的一般式新求根公式,并建立了新判别法。

盛金公式

盛金公式

Shengjin's Formulas一元三次方程aX^3+bX^2+cX+d=0,(a,b,c,d∈R,且a≠0)。

重根判别式:A=b^2-3ac;B=bc-9ad;C=c^2-3bd,

总判别式:Δ=B^2-4AC。

当A=B=0时,盛金公式①:X⑴=X⑵=X⑶=-b/(3a)=-c/b=-3d/c。

当Δ=B^2-4AC>0时,盛金公式②:

X⑴=(-b-Y⑴^(1/3)-Y⑵^(1/3))/(3a);

X(2,3)=(-2b+Y⑴^(1/3)+Y⑵^(1/3))/(6a)±i3^(1/2)(Y⑴^(1/3)-Y⑵^(1/3))/(6a),

其中Y(1, 2)=Ab+3a(-B±(B^2-4AC)^(1/2))/2,i^2=-1。

当Δ=B^2-4AC=0时,盛金公式③:X⑴=-b/a+K;X⑵=X⑶=-K/2,

其中K=B/A,(A≠0)。

当Δ=B^2-4AC<0时,盛金公式④:

X⑴=(-b-2A^(1/2)cos(θ/3))/(3a);

X(2,3)=(-b+A^(1/2)(cos(θ/3)±3^(1/2)sin(θ/3)))/(3a),

其中θ=arccosT,T=(2Ab-3aB)/(2A^(3/2)),(A>0,-1<T<1)。

盛金判别法

Shengjin's Distinguishing Means

①:当A=B=0时,方程有一个三重实根;

②:当Δ=B^2-4AC>0时,方程有一个实根和一对共轭复根;

③:当Δ=B^2-4AC=0时,方程有三个实根,其中有一个两重根;

④:当Δ=B^2-4AC<0时,方程有三个不相等的实根。

盛金定理

Shengjin's Theorems

当b=0,c=0时,盛金公式①无意义;当A=0时,盛金公式③无意义;当A≤0时,盛金公式④无意义;当T<-1或T>1时,盛金公式④无意义。

当b=0,c=0时,盛金公式①是否成立?盛金公式③与盛金公式④是否存在A≤0的值?盛金公式④是否存在T<-1或T>1的值?盛金定理给出如下回答:

盛金定理1:当A=B=0时,若b=0,则必定有c=d=0(此时,方程有一个三重实根0,盛金公式①仍成立)。

盛金定理2:当A=B=0时,若b≠0,则必定有c≠0(此时,适用盛金公式①解题)。

盛金定理3:当A=B=0时,则必定有C=0(此时,适用盛金公式①解题)。

盛金定理4:当A=0时,若B≠0,则必定有Δ>0(此时,适用盛金公式②解题)。

盛金定理5:当A<0时,则必定有Δ>0(此时,适用盛金公式②解题)。

盛金定理6:当Δ=0时,若B=0,则必定有A=0(此时,适用盛金公式①解题)。

盛金定理7:当Δ=0时,若B≠0,盛金公式③一定不存在A≤0的值(此时,适用盛金公式③解题)。

盛金定理8:当Δ<0时,盛金公式④一定不存在A≤0的值。(此时,适用盛金公式④解题)。

盛金定理9:当Δ<0时,盛金公式④一定不存在T≤-1或T≥1的值,即T出现的值必定是-1<T<1。

显然,当A≤0时,都有相应的盛金公式解题。

注意:盛金定理逆之不一定成立。如:当Δ>0时,不一定有A<0。

盛金定理表明:盛金公式始终保持有意义。任意实系数的一元三次方程都可以运用盛金公式直观求解。

公式特点

当Δ=B^2-4AC=0时,盛金公式③:X⑴=-b/a+K;X⑵=X⑶=-K/2,其中K=B/A,(A≠0)。简明易记,不存在开方(此时的卡尔丹公式仍存在开立方)。盛金公式③手算解题效率高。与卡尔丹公式相比较,盛金公式的表达形式较简明,使用盛金公式解题较直观、效率较高;盛金判别法判别方程的解较直观。重根判别式A=b^2-3ac;B=bc-9ad;C=c^2-3bd是最简明的式子,由A、B、C构成的总判别式Δ=B^2-4AC也是最简明的式子(是非常美妙的式子),其形状与一元二次方程的根的判别式相同;盛金公式②中的式子(-B±(B^2-4AC)^(1/2))/2具有一元二次方程求根公式的形式,这些表达形式体现了数学的有序、对称、和谐与简洁美。

发表刊物

以上结论,发表在《海南师范学院学报(自然科学版)》(第2卷,第2期;1989年12月,中国海南。国内统一刊号:CN46-1014),第91—98页。范盛金,一元三次方程的新求根公式与新判别法。(NATURAL SCIENCE JOURNAL OF HAINAN TEACHERES COLLEGE , Hainan Province, China. Vol. 2, No. 2;Dec,1989), A new extracting formula and a new distinguishing means on the one variable cubic equation., Fan Shengjin. PP·91—98 .

正确理解

学习“盛金公式解题法”要正确理解。

1、要把盛金公式、盛金判别法、盛金定理有机地结合起来正确理解,不可分割。

例如:

当Δ=B^2-4AC=0时,盛金公式③:

X⑴=-b/a+K;

X⑵=X⑶=-K/2,

其中K=B/A,(A≠0)。

这里A≠0,是指分母不能为0,因为分母为0无意义。

但并非A≠0的一切值都有可能出现在盛金公式③。

shufubisheng在2010-06-01 23:29把“盛金公式”的词条“盛金判别法”中的“③:当Δ=B^2-4AC=0时,方程有三个实根,其中有一个两重根”修改为“③:当Δ=B^2-4AC=0且A≠0时,方程有三个实根,其中有一个两重根”。修改理由是:“当Δ=B^2-4AC=0时,不是‘方程有三个实根,其中有一个两重根’的充分条件”。事实上,这样表述是错误的。

这是因为没有正确理解盛金公式解题法。把盛金公式、盛金判别法、盛金定理分割开来理解。

注意:A≠0与A≤0是不一样的。

例如:—5≠0,但是—5<0。

盛金定理7:当Δ=0时,若B≠0,盛金公式③一定不存在A≤0的值(此时,适用盛金公式③解题)。

根据盛金定理7,盛金公式③一定不会出现A=—5这样的值。

举一个具体的例子:

X^3-2X^2+3X+R=0

a=1,b=-2,c=3,d=R。

A=-5<0。

根据盛金定理5:当A<0时,则必定有Δ>0。

可知,无论d=R为任何实数,这个方程必定有Δ>0。

如:取R=1,则方程为

X^3-2X^2+3X+1=0

a=1,b=-2,c=3,d=1。

A=-5;B=-15;C=15,Δ=525>0。

取R=±1,R=±2,……,这样继续下去,根据盛金定理5,这个方程永远都是Δ>0。

就是说,这个方程不可能出现Δ=0的值。显然,A=-5<0这样的值不可能出现在盛金公式③。

如果当Δ=B^2-4AC=0时,仅限于A≠0,那么A=—5≠0这样的值就有可能出现在盛金公式③中。根据盛金定理7,盛金公式③不可能出现A=—5<0这样的值,这与事实不符,显然这样表述是错误的。

根据盛金定理5及盛金定理7,这很清楚:A=—5<0这样的值,只有可能出现在盛金公式②,而不可能出现在盛金公式③。

2、解题过程中要正确理解和掌握方法,有利于提高解题效率。

⑴、当A=B=0时,有Δ=0。但此时没有必要计算Δ=0的值。

根据盛金定理3:当A=B=0时,则必定有C=0(此时,适用盛金公式①解题)。

根据盛金定理6:当Δ=0时,若B=0,则必定有A=0(此时,适用盛金公式①解题)。

所以,只要当A=B=0时,没有必要计算C与Δ的值,直接套用盛金公式①解题即可。

⑵、当Δ=0时,根据盛金判别法或盛金定理7,直接套用盛金公式③解题即可。

就是说,当A=B=0时,(有Δ=0),直接套用盛金公式①解题;当Δ=0时,若B≠0,直接套用盛金公式③解题。

总之,学习“盛金公式解题法”要把盛金公式、盛金判别法、盛金定理有机地结合起来正确理解,才会收到更好的学习效果。

其实很简单,盛金公式、盛金判别法、盛金定理是有机联系的、是清晰的,在解题中直接套用(对号入座)就可以了。

解题举例

运用盛金公式解题的步骤:

1、写出系数a、b、c、d的值(以免当b=0时,误把c的值当b的值输入计算器);

2、按顺序求出A、B、C、Δ的值;

3、根据盛金判别法套用相应的盛金公式即可得出正确结果。

举例:

(使用科学计算器辅助运算)

例1、解方程X^3+5.4X^2+9.72X+5.832=0

解:a=1,b=5.4,c=9.72,d=5.832。

A=0;B=0。

∵A=B=0,∴应用盛金公式①求解,得:

X⑴=X⑵=X⑶=-1.8。

例2、解方程2X^3+11X^2+182X+255=0,

解:a=2,b=11,c=182,d=255。

A=-971;B=-2588;C=24709,Δ=102667500。

∵Δ>0,∴应用盛金公式②求解。

Y⑴=27480.49167;Y⑵=-33314. 49167。

把有关值代入盛金公式②,得:

X⑴=-1.5;X(2,3)=-2±9i。

例3、解方程X^3+5.5X^2+9.92X+5.888=0

解:a=1,b=5.5,c=9.92,d=5.888。

A=0.49;B=1.568;C=1.2544,Δ=0。

∵Δ=0,∴应用盛金公式③求解。

K=3.2。

把有关值代入盛金公式③,得:

X⑴=-2.3;X⑵=X⑶=-1.6。

例4、解方程100X^3-420X^2+467X-105=0

解:a=100,b=-420,c=467,d=-105。

A=36300;B=-101640;C=85789,Δ<0。

∵Δ<0,∴应用盛金公式④求解。

θ=90°。

把有关值代入盛金公式④,得:

X⑴=3/10;X⑵=5/2;X⑶=7/5。

经用韦达定理检验,以上结果正确(过程略)。

例5、一建筑物的楼顶要建一个储水池,按施工的设计要求,这个储水池的长、宽、高之和为67.4dm,且宽=高,满储水量为9539.712(dm)^3,立体对角线为1706.92dm,问:如何施工才能达到设计要求?

解:设取长、宽、高分别为X⑴、X⑵、X⑶,依题意:

X⑴+X⑵+X⑶=67.4;

X⑴X⑵X⑶=9539.712;

X⑴^2+X⑵^2+X⑶^2=1706.92。

解这个方程组。

根据韦达定理,得一元三次方程:

X^3-67.4X^2+1417.92X-9539.712=0

a=1,b=-67.4,c=1417.92,d=-9539.712。

A=289;B=-9710.4;C=81567.36,Δ=0。

根据盛金判别法,此方程有三个实根,其中两个相等。

应用盛金公式③求解。

K=—33.6。

把有关值代入盛金公式③,得:

X⑴=33.8(dm);X⑵=X⑶=16.8(dm)。

经检验,结果正确。

∵ 宽=高,

∴ 应取长为33.8dm;宽=高=16.8dm来进行施工。

只要熟练操作科学计算器,就可方便运用盛金公式解任意实系数的一元三次方程。

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