[x_0=sqrt{-4}cdote^{ipi(2cdot0+1)3}=sqrt{-4}cdote^{ipi3}][x_1=sqrt{-4}cdote^{ipi(2cdot1+1)3}=sqrt{-4}cdote^{ipi}][x_2=sqrt{-4}cdote^{ipi(2cdot2+1)3}=sqrt{-4}cdote^{i5pi3}]
对于x^3-4=0:
[x_0=sqrt{4}cdote^{i2pi03}=sqrt{4}][x_1=sqrt{4}cdote^{i2pi13}=sqrt{4}cdote^{i2pi3}][x_2=sqrt{4}cdote^{i2pi23}=sqrt{4}cdote^{i4pi3}]
这些解在复平面上的分布与b=1时的解相似,但在大小上有所不同。
对于二级文明大世界的的龙族而言,能够得到这样的阵法空间的能力,那都是亿万年下来总结出来的经验结晶,而对我们一群人来说就是1+1=2那么简单,简单到直接粗暴的用代数式就搞定了,方法如下哈。
解方程(x^n=a)(其中(a)是任意复数,(n)是正整数)时,根据代数基本定理,该方程在复数域内有且仅有(n)个解,这解释了为什么(x^5pm6=0)这类方程会有五个复数解。
代数基本定理
代数基本定理指出,每个非零的、系数为复数的单变量多项式方程在复数域内至少有一个根。这意味着对于任何次数的多项式方程,它在复数域内都有相应次数的根,包括实数根和复数根。
复数解的来源
复数的性质:复数可以表示为(a+bi)的形式,其中(a)和(b)是实数,(i)是虚数单位。复数也可以用极坐标形式表示,即(re^{iθ}),其中(r)是复数的绝对值(模),而(θ)是复数的幅角(也就是复数和正实数轴之间的角度)。
复数的(n)次根:复数的(n)次根是通过将原复数的模开(n)次方,而将幅角除以(n)来找到的。然而,由于复数的幅角可以增加或减少(2pi)的倍数而不改变复数本身(因为(e^{i2pi}=1)),对于任意正整数(k),复数(re^{i(θ+2kpi)})与(re^{iθ})表示同一个复数。因此,当我们找(n)次根时,幅角(frac{θ+2kpi}{n})会给出不同的值,直到(k)达到(n)。
为什么是五个解?
对于(x^5=a),其中(a)是一个非零复数(如(6)或(-6)),有五个不同的幅角(frac{θ+2kpi}{5}),其中(k=0,1,2,3,4),每个(k)对应一个不同的复数解。因为(k)从(0)到(n-1)(这里是(5-1=4))提供了(n)个不同的幅角,所以方程有五个解。
示例
对于(x^5=6),模(r)的(5)次根是(sqrt{6}),而幅角是从(0)到(frac{8pi}{5}),以(frac{2pi}{5})的间隔分布。这些不同的幅角产生五个不同的复数解,包括一个实数解(当(k=0)时)和四个复数解。
结论
每个复数(n)次方程都会产生(n)个复数解,这是代数基本定理和复数的性质共同作用的结果。对于(x^5pm6=0),这表示有五个解,它们在复平面上均匀分布成一个正五边形。
最后实验验证一下哈,就是一个大脑粗矿的龙族肌肉男设置的简单解:
解出(x^5pm6=0)方程的五个复数解,需要利用复数的极坐标表示和复数的根的性质。这里我将针对(x^5-6=0)展示如何找到所有五个复数解,(x^5+6=0)的情况非常类似。
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解(x^5-6=0)
给定方程(x^5=6),首先将6表示为复数的极坐标形式,即(6=6cdote^{i0})(这里考虑到6的复角为0,因为6是正实数)。
由于任何复数(z=rcdote^{iθ})的(n)次根有(n)个值,这些值均匀分布在以原点为圆心,半径是(r^{frac{1}{n}})的圆上,且对应的复角以(frac{2pik}{n})的间隔分布,其中(k=0,1,2,。。。,n-1)。
步骤分解
确定(r)的(n)次根:对于(x^5=6),我们有(r=6)和(n=5),所以(r^{frac{1}{5}}=sqrt{6})。
确定复角:复角(theta)为(0),所以每个根的复角为(theta+frac{2pik}{n})。
计算根:根据(k=0,1,2,3,4),我们有: