第三章 代 数 方 程

代数方程的理论有下列几个主要问题:

(1) 根式解问题;

(2) 根的分布及近似计算;

(3) 根的存在问题;

(4) 根的性质的研究.

本章着重介绍(1)和(2)两个问题,对于(3)和(4)两个问题仅作简略的叙述.

根式解问题就是如何把方程的根用公式表达出来,这里具体列出了实数域上二、三、四次方程根的表达式,并且指出根与系数之间的相互关系,还叙述了阿贝耳定理,即五次以及更高次的代数方程没有一般的根式解.本章介绍了代数方程的性质,其中提到关于根的存在问题的重要的“代数基本定理”;并且叙述了伽罗瓦所指出的,存在用代数方法不能解的具体方程;也介绍了代数方程的某些特殊解法与对称多项式的基本定理;给出了根的隔离的各种判别法.最后介绍了方程实根的近似计算的多种方法,并对秦九韶法作了详细说明.

§1 二、三、四次方程的根的表达式

1. 基本概念

[数域] 如果一个数系满足下列两个条件,则称这个数系为一个数域:

(i) 系中有不等于零的数;

(ii) 对系内任意两个数(这两个数也可相同)的和、差、积、商(零不能作除数)仍为系内的数,这就是说,系内的数对于四则运算是封闭的.

例如,有理数系、实数系、复数系都是数域.

[多项式的根] 形如

f(x)=a0xn+a1xn-1+a2xn-2+... +an-1x+an=0

的方程称为在一个数域S上的一个未知数的n次代数方程,f(x)称为一元n次多项式,式中n为正整数,a0,a1,a2,... an-1,an是属于数域S的常数,称为方程的系数,最高次项系数a0简称为首项系数.

c是一个常数,使f(c)=0,则称c为多项式f(x)或方程f(x)=0的根.本节先考虑在实数域上的二、三、四次方程.