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一元三次方程式求根公式

一元三次方程的標準形式是 \(aX^3+bX^2+cX+d=0\),其中 \(a,b,c,d \in \mathbb{R}\) 且 \(a

eq 0\)。一元三次方程的求根公式由義大利學者卡爾丹於1545年發表,該公式較為複雜,涉及立方根和代數方程的求解。

根據卡爾丹公式,一元三次方程的解可以通過以下步驟求得:

將 \(x=A^{(1/3)}+B^{(1/3)}\) 立方,得到 \(x^3=(A+B)+3(AB)^{(1/3)}(A^{(1/3)}+B^{(1/3)})\)。

化簡得 \(x^3=(A+B)+3(AB)^{(1/3)}x\),移項得 \(x^3-3(AB)^{(1/3)}x-(A+B)=0\)。

與一元三次方程 \(x^3+px+q=0\) 比較,可得 \(-3(AB)^{(1/3)}=p\) 和 \(-(A+B)=q\)。

解這個方程組,可以得到 \(A\) 和 \(B\) 的值,這兩個值可以看作是一元二次方程的兩個根。

利用一元二次方程的求根公式,可以求得 \(x\) 的值。

此外,一元三次方程的判別式 \(\Delta\) 為 \((q/2)^2+(p/3)^3\),它決定了方程的根的性質:

當 \(\Delta > 0\) 時,方程有一個實根和一對共軛虛根。

當 \(\Delta = 0\) 時,方程有三個實根,其中有一個兩重根。

當 \(\Delta < 0\) 时,方程有三个不相等的实根。