二项方程(binomial equation)指一元n次方程中仅含未知数项与非零常数项的特殊形式,其一般表达式为axn+b=0(n∈N﹢,a、b为常数且ab≠0)。该方程左边由未知数单项式与常数项构成,右边为零,其中axn=0虽形式上类似但不属于二项方程。二项方程的标准解法需变形为xn=-b/a后通过复数开n次方求解,其所有根对应于复数域内-b/a的n次方根。方程在复数域上至多存在两个实根,其余为复数根,解集可由因式分解法或直接开方获得。例如x4-16=0通过因式分解可转化为四个一次因子乘积为零,对应四个复数根。
定义
定义一
二项方程是一种特殊方程,指系数 a,b 均为非零常数的一元 n 次方程
它的 n 个不同的复数根是 的 n 个 n 次方根;二项方程 至多有两个实根
或其中之一。
定义二
一种简单的代数方程,指数域 P 上形如 的方程。在复数域上,若以表示它的一个根,则 是它的全部根,式中ξ 为 m 次本原单位根。实际上它们就是复数 a 在复数域内的全部 m 次方根。
一般形式
关于x的一元n次二项方程的一般形式为axn+b=0 ,其中n∈N﹢,a,b均为
常数项,且ab≠0。
注:axn=0(a≠0,n∈N﹢)不是二项方程。但它是非常特殊的n次方程,它有唯一的n重实根0。
解法
将原方程化为xn=-b/a的形式后,用
复数开n次方(n≥2,n∈N﹢)的方法即可求解。它是用代数方法解一元n次方程的基础。
二项方程的左边只有两项,其中一项含未知数x,这项的次数就是方程的次数;另一项是
常数项;方程的右边是0。
举例
例1 解二项方程x3-1=0
解 将等号左边
常数项-1移到等号右边,可得x3=1,
再根据复数开3次方的定义,可直接得出原方程的三个根为
x1=1,x2= ,x3= 。
例2 解二项方程x4-16=0
解法1 (直接开方法)将等号左边
常数项-1移到等号右边,可得x4=16,
再根据复数开4次方的定义,可直接得出原方程的四个根为
x1=-2i,x2=2i,x3=-2,x4=2。
解法2 (
因式分解法)将
等号左边的
二项式在R上因式分解,得(x2+4)(x2-4)=0,
再等号左边的乘积在C上因式分解,得(x+2i)(x-2i)(x+2)(x-2)=0。
于是,要使原方程成立,等号左边的四个因子至少有一个为0,
故x+2i=0,或x-2i=0,或x+2=0,或x-2=0。
这样,就得到了原方程的四个根分别为x1=-2i,x2=2i,x3=-2,x4=2。