初等代数(3):代数方程、指数与对数、复数
§9?代數方程
1.??一元n次代數方程
???
?????其中n為正整數;a0??, a1?,…, an是屬于數域?S(實數域或復數域)的常數;x為未知數.
?????f(x)稱為一元n次多項式;方程?f(x)=0稱為一元n次代數方程;最高次項系數?a0稱為首項系數.
設c是一常數,使?f(c)=0 ,?則稱c為多項式?f(x)?或方程?f(x)=0?的根.
代數基本定理????每個復數域上n次代數方程
???????????????
在復數域中至少有一個根.
代數基本定理的推論????每個n次代數方程在復數域中有且只有n個根.
2.??一元二次方程
| 方程 | ||
| 根的表達式 | ||
| 根與系數關系 | ? | |
| 判別式 | ???有兩個不等的實根 ???有兩個相等的實根 ?????有兩個復根 | ???有兩個不等的實根 ???有兩個相等的實根 ???有兩個復根 |
?
3.??一元三次方程
(1)????方程x3-1=0的三個根
???
(2)????方程x3+px+q=0
(a)????根的表達式
卡爾丹公式:
式中??同(1)
當p<0時,有三個根的三角表達式:
式中??
(b)????根與系數的關系
???
(c)????判別式?
?????,有一個實根和兩個復根.
?????,有三個實根.
當p=q=0時,有一個三重零根;
當???時,三個實根中有兩個相等.
????????????,有三個不等的實根.
(3)????一般三次方程??
上式除以a?,并設???,則方程化為:
然后按(2)的情況處理,得到三個根y1,y2,y3.
則一般三次方程的三個根為:
根與系數的關系:
4.??一元四次方程?
它的四個根與下面兩個方程的四個根完全相同:
??
??
?其中y是三次方程????的任一實根.
§10?指數與對數
1.?指數定義
下面(1)--(3)式中,m、n均為正整數.
(1)an=??(n個a的乘積);???
?(2)?
?(3)?
?(4) 無理指數冪可用有理指數冪近似表示.
????例如?
2.指數運算法則
(1)
(2)
?(3)
?(4)
?(5)
??式中?a.>0?,?b>0?;???x1?,x2?,x?為任意實數.
3.對數定義
若?ax=b?(a>0 ,?a≠1) ,則x?稱為b?的以a?為底的對數,記作
當a=10時,??,稱為常用對數.
當a=e?時,?,稱為自然對數.
4.對數的性質
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)換底公式???????由此可推出:
???(a)???(在換底公式中取c=b)
????(b)?????(在換底公式中取c=10)
5.對數運算法則
(1)?
(2)?
(3)???(x?為任意實數)
§11?復數
1.虛數單位及其乘方
???虛數單位:??????(或記為???)
???虛數單位的乘方:?i1=i,i2=-1,i3=-i?,i4=1
?????????????????i4n+1=?i,i4n+2=-1,?i4n+3=-?i,?i4n+4=1???
2.復數的概念
(1)????復數Z一般表示為z=a+ib,其中a?、b均為實數,分別稱為z的實部和虛部,
???? 記為a=Rez?,b=Imz
(2)????兩個復數只有當實部和虛部都相等時才相等.
(3)????復數的模:
(4)????復數的輻角:
一個復數有無窮多個輻角,其中有一個稱為主輻角,記為argz?,它滿足:?.并有關系:
(5)?????互為共軛復數
3.復數的表示法及其相互關系
(1)?坐標表示法
復數z=a+ib?可與平面直角坐標系上的點?(a,b)建立一一對應.(如圖)
?????????
(2)?矢量表示法
???復數?z=a+ib?與矢量?一一對應,?在X ,Y軸上的投影分別為?a?,?b.
(3)?三角表示法
????
(4)?指數表示法
???
4.復數的運算
(1)?代數式運算
?????
(2)?三角式運算
設?
則
注:在??的公式中,令r1=1,得到德.莫佛公式:
(3)指數運算
設?,則
??
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總結
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