2024年5月30日发(作者:潜温书)
独创多元高次方程组快速消元法
独创多元高次方程组快速消元法
摘要:
以前,对于高于二次的多元方程组消元,往往采取反复辗转方程
式的办法进行,因此,不断出现分母,方程要去分母合并就要二边同
乘以含未知数的多项式。这样,就可能使方程也许乘上零的使原方程
不相等,也变成相等。为尽量减少这一现象的出现,我发现了另一种
方法效果更好一些。
关健词:多元;高次方程组;消元
发现判别定理
由于这种方法关系到一个新定理问题,在此必须介绍一下这个新
定理。就是指二个一元高次方程,在系数有什么关系时,必然存在相
同的根。
例如:x3+ax2+bx+c=0和方程x2+mx+n=0之间,a, b, c 与
m, n 有何种关系时,二方程之间必有节公共根呢。
假设方程x2+mx+n=0的二个根分别为x1 ,x2如果二个方程之
间有公共等根存在,则将
x1 ,x2分别代入方程x3+ax2+bx+c=0必有:
(x13+ax12+bx1+c)(x23+ax22+bx2+c)=0
很明显,上面任何一个因式等于零,二方程都存在公共解。
同时上式x1:x2 对换位置等式左边总值不变,符合初等对称多项
式原理。x1:x2 必可用方程系数m, n代换掉。展开上式整理变成;
x13x23+a(x13x22+x12x23)+b(x13x2+x1x23)+c
(x13+x23)+a2(x12x22)+ab(x12x2+x1x22)+ac(x12+
x22)+b2(x1x2)+bc(x1+x2)+c2=0 ;
根据韦达定理根与系数有如下关系:
(x1+x2)=-m ,x1x2 =n ,又可推出:
(x12+x22)=(x1+x2)2-2x1x2 =(-m2)-2n=m2-
2n ;
(x12x2+x1x22)=x1x2 (x1+x2)=-mn ;
(x12x22)=n2;
(x13+x23)=(x1+x2)3-3x1x2(x1+x2)=-m3+3mn ;
(x13x2+x1x23)=x1x2 (x12+x22)=n(m2-2n )=m2n
-2n2;
(x13x22+x12x23)=(x12x22)(x1+x2)=-mn2;
x13x23=n3;
将以上等量代换至展开式变成:
n3+a(-mn2)+b(m2n -2n2)+c(-m3+3mn )+a2
(n2)+ab(-mn)+ac(m 2-2n )+b2(n)+bc(-m)+
c2=0 ;
这就是关于方程x3+ax2+bx+c=0和方程x2+mx+n=0是否
有公共根的判别式。
现在我们再来论证一下,如果方程x3+ax2+bx+c=0和方程x2
+mx+n=0的系数存在n3+a(-mn2)+b(m2n -2n2)+c
(-m3+3mn )+a2(n2)+ab(-mn)+ac(m 2-2n )+b2
(n)+bc(-m)+c2=0的函数关系时,二个方程间必存在公共等
根的问题。论证过程如下:
假设二个方程系数之间确实存在上术关系却没有相等的根,说明
将方程x2+mx+n=0的二个根x1 ,x2分别代入方程x3+ax2+bx
+c=0的左边都应当得出如下不等式:
(x13+ax12+bx1+c)(x23+ax22+bx2+c)≠0
根据牛顿对称性定理,它必然只能化成如下结果,展开变成:
x13x23+a(x13x22+x12x23)+b(x13x2+x1x23)+c
(x13+x23)+a2(x12x22)+ab(x12x2+x1x22)+ac(x12+
x22)+b2(x1x2)+bc(x1+x2)+c2≠0 ;
根据韦达定理根与系数有如下关系:
(x1+x2)=-m ;x1x2 =n ;又可推出:
(x12+x22)=(x1+x2)2-2x1x2 =(-m2)-2n=m2-
2n ;
(x12x2+x1x22)=x1x2 (x1+x2)=-mn ;
(x12x22)=n2;
(x13+x23)=(x1+x2)3-3x1x2(x1+x2)=-m3+3mn;
(x13x2+x1x23)=x1x2 (x12+x22)=n(m2-2n )=m2n
-2n2;
(x13x22+x12x23)=(x12x22)(x1+x2)=-mn2;
x13x23=n3;
将以上等量代换至展开式变成:
n3+a(-mn2)+b(m2n -2n2)+c(-m3+3mn )+a2
(n2)+ab(-mn)+ac(m 2-2n )+b2(n)+bc(-m)+
c2≠0 ,
这一必然结果却和前题假设相矛盾。说明假设不成立。而判别定
理成立。
同样的道理,任意二个一元高次方程,把一个方程的所有根代入
到另一方程,每个根代入情况做一个因式,所有N个因式相乗,如果
等于零则二个方程必有公共解。如果所有N 个因式相乗不等于零。则
没有公共相等解。而所有N个因式相乗,这是一个关于所有关于X 的
初等对称多项式,x1与x2对换位置其值不变.因为根据初等对称性多
项式原理可知,所有
的根的对称性群都能必然可化成方程的系数来表示,由于方程系
数是已知数即定值,由必然性唯一性可知,完全能推算出判别二方程
是否存在公共解的判别式来。
利用新定理消元的介绍
由于在我以前论文《发现二个数学新定理》中介绍了公共解方程
判别定理,在此省略重复推导和证明,现在我以实例来说明这一方法
的可行性。比如我们要将方程组:
x3+yx2+Bxy+y2 =0………(1式)
x2+Mxy+N y3=0………(2式) (方程组中B、M、N是已知数,
x 、y是未知数)
若对上面方程进行消元,则可利用公共解方程判别定理来做。
由于公共解方程判别定理可知,若一元三次方程x3+ax2+bx+
c=0与一元二次方程x2+mx +n=0的系数存在关系式(x为未知数,
a、 b、 c、 m 、n均为已知数)
n3+a(-mn2)+b(m2n -2n2)+c(-m3+3mn )+a2
(n2)+ab(-mn)+ac(m 2-2n )+b2(n)+bc(-m)+
c2=0 ;时,
则方程x3+ax2+bx+c=0与一元二次方程x2+mx+n=0必有
公共解。
对照方程组中的:
x3+yx2+Bxy+y2 =0………(1式)
x2+Mxy+N y3=0………(2式) (方程组中B、M、N是已知数,
x 、y是未知数)
与判别定理中的
方程x3+ax2+bx+c=0与一元二次方程x2+mx+n=0
我们可以把方程组中的y、 By、 y2、My、 Ny3分别对应地当成
判别式中的a 、b、c、m、n代入判别式n3+a(-mn2)+b(m2n
-2n2)+c(-m3+3mn )+a2(n2)+ab(-mn)+ac(m 2
-2n )+b2(n)+bc(-m)+c2=0中,结果生成只含一个未知
数y的方程式,取到消元作用,而用辗转的办法,由于中间过程存在
去分母这一程序比用判别式法更易产生增根。所以用判别定理消元效
果更好。
2024年5月30日发(作者:潜温书)
独创多元高次方程组快速消元法
独创多元高次方程组快速消元法
摘要:
以前,对于高于二次的多元方程组消元,往往采取反复辗转方程
式的办法进行,因此,不断出现分母,方程要去分母合并就要二边同
乘以含未知数的多项式。这样,就可能使方程也许乘上零的使原方程
不相等,也变成相等。为尽量减少这一现象的出现,我发现了另一种
方法效果更好一些。
关健词:多元;高次方程组;消元
发现判别定理
由于这种方法关系到一个新定理问题,在此必须介绍一下这个新
定理。就是指二个一元高次方程,在系数有什么关系时,必然存在相
同的根。
例如:x3+ax2+bx+c=0和方程x2+mx+n=0之间,a, b, c 与
m, n 有何种关系时,二方程之间必有节公共根呢。
假设方程x2+mx+n=0的二个根分别为x1 ,x2如果二个方程之
间有公共等根存在,则将
x1 ,x2分别代入方程x3+ax2+bx+c=0必有:
(x13+ax12+bx1+c)(x23+ax22+bx2+c)=0
很明显,上面任何一个因式等于零,二方程都存在公共解。
同时上式x1:x2 对换位置等式左边总值不变,符合初等对称多项
式原理。x1:x2 必可用方程系数m, n代换掉。展开上式整理变成;
x13x23+a(x13x22+x12x23)+b(x13x2+x1x23)+c
(x13+x23)+a2(x12x22)+ab(x12x2+x1x22)+ac(x12+
x22)+b2(x1x2)+bc(x1+x2)+c2=0 ;
根据韦达定理根与系数有如下关系:
(x1+x2)=-m ,x1x2 =n ,又可推出:
(x12+x22)=(x1+x2)2-2x1x2 =(-m2)-2n=m2-
2n ;
(x12x2+x1x22)=x1x2 (x1+x2)=-mn ;
(x12x22)=n2;
(x13+x23)=(x1+x2)3-3x1x2(x1+x2)=-m3+3mn ;
(x13x2+x1x23)=x1x2 (x12+x22)=n(m2-2n )=m2n
-2n2;
(x13x22+x12x23)=(x12x22)(x1+x2)=-mn2;
x13x23=n3;
将以上等量代换至展开式变成:
n3+a(-mn2)+b(m2n -2n2)+c(-m3+3mn )+a2
(n2)+ab(-mn)+ac(m 2-2n )+b2(n)+bc(-m)+
c2=0 ;
这就是关于方程x3+ax2+bx+c=0和方程x2+mx+n=0是否
有公共根的判别式。
现在我们再来论证一下,如果方程x3+ax2+bx+c=0和方程x2
+mx+n=0的系数存在n3+a(-mn2)+b(m2n -2n2)+c
(-m3+3mn )+a2(n2)+ab(-mn)+ac(m 2-2n )+b2
(n)+bc(-m)+c2=0的函数关系时,二个方程间必存在公共等
根的问题。论证过程如下:
假设二个方程系数之间确实存在上术关系却没有相等的根,说明
将方程x2+mx+n=0的二个根x1 ,x2分别代入方程x3+ax2+bx
+c=0的左边都应当得出如下不等式:
(x13+ax12+bx1+c)(x23+ax22+bx2+c)≠0
根据牛顿对称性定理,它必然只能化成如下结果,展开变成:
x13x23+a(x13x22+x12x23)+b(x13x2+x1x23)+c
(x13+x23)+a2(x12x22)+ab(x12x2+x1x22)+ac(x12+
x22)+b2(x1x2)+bc(x1+x2)+c2≠0 ;
根据韦达定理根与系数有如下关系:
(x1+x2)=-m ;x1x2 =n ;又可推出:
(x12+x22)=(x1+x2)2-2x1x2 =(-m2)-2n=m2-
2n ;
(x12x2+x1x22)=x1x2 (x1+x2)=-mn ;
(x12x22)=n2;
(x13+x23)=(x1+x2)3-3x1x2(x1+x2)=-m3+3mn;
(x13x2+x1x23)=x1x2 (x12+x22)=n(m2-2n )=m2n
-2n2;
(x13x22+x12x23)=(x12x22)(x1+x2)=-mn2;
x13x23=n3;
将以上等量代换至展开式变成:
n3+a(-mn2)+b(m2n -2n2)+c(-m3+3mn )+a2
(n2)+ab(-mn)+ac(m 2-2n )+b2(n)+bc(-m)+
c2≠0 ,
这一必然结果却和前题假设相矛盾。说明假设不成立。而判别定
理成立。
同样的道理,任意二个一元高次方程,把一个方程的所有根代入
到另一方程,每个根代入情况做一个因式,所有N个因式相乗,如果
等于零则二个方程必有公共解。如果所有N 个因式相乗不等于零。则
没有公共相等解。而所有N个因式相乗,这是一个关于所有关于X 的
初等对称多项式,x1与x2对换位置其值不变.因为根据初等对称性多
项式原理可知,所有
的根的对称性群都能必然可化成方程的系数来表示,由于方程系
数是已知数即定值,由必然性唯一性可知,完全能推算出判别二方程
是否存在公共解的判别式来。
利用新定理消元的介绍
由于在我以前论文《发现二个数学新定理》中介绍了公共解方程
判别定理,在此省略重复推导和证明,现在我以实例来说明这一方法
的可行性。比如我们要将方程组:
x3+yx2+Bxy+y2 =0………(1式)
x2+Mxy+N y3=0………(2式) (方程组中B、M、N是已知数,
x 、y是未知数)
若对上面方程进行消元,则可利用公共解方程判别定理来做。
由于公共解方程判别定理可知,若一元三次方程x3+ax2+bx+
c=0与一元二次方程x2+mx +n=0的系数存在关系式(x为未知数,
a、 b、 c、 m 、n均为已知数)
n3+a(-mn2)+b(m2n -2n2)+c(-m3+3mn )+a2
(n2)+ab(-mn)+ac(m 2-2n )+b2(n)+bc(-m)+
c2=0 ;时,
则方程x3+ax2+bx+c=0与一元二次方程x2+mx+n=0必有
公共解。
对照方程组中的:
x3+yx2+Bxy+y2 =0………(1式)
x2+Mxy+N y3=0………(2式) (方程组中B、M、N是已知数,
x 、y是未知数)
与判别定理中的
方程x3+ax2+bx+c=0与一元二次方程x2+mx+n=0
我们可以把方程组中的y、 By、 y2、My、 Ny3分别对应地当成
判别式中的a 、b、c、m、n代入判别式n3+a(-mn2)+b(m2n
-2n2)+c(-m3+3mn )+a2(n2)+ab(-mn)+ac(m 2
-2n )+b2(n)+bc(-m)+c2=0中,结果生成只含一个未知
数y的方程式,取到消元作用,而用辗转的办法,由于中间过程存在
去分母这一程序比用判别式法更易产生增根。所以用判别定理消元效
果更好。