
biquadratic
【计】 quartic equation
ceremony; formula; model; pattern; ritual; style; type
【化】 expression
【医】 F.; feature; formula; Ty.; type
在汉英词典及数学专业语境中,“四次方程式”指代以下概念:
一、术语定义
$$
ax + bx + cx + dx + e = 0
$$
其中 ( a, b, c, d, e ) 为常数系数,且 ( a eq 0 )(若 ( a=0 ) 则退化为低次方程)。
二、数学特征解析
根的复杂性
四次方程的解(根)可通过代数公式求解(如费拉里解法),但公式较为复杂,涉及三次辅助方程的推导。其根的数量在复数域内恒为4个(含重根情况),实数根数量可能为0、2或4个。
与低次方程的关系
作为多项式方程的重要分类,四次方程是三次方程的理论延伸,且高于二次方程(抛物线)。例如:
三、应用领域
四次方程在工程学和物理学中有特定应用场景,例如:
四、权威定义参考
根据中国科学院数学与系统科学研究院发布的《数学名词》定义,四次方程属于“多项式方程”分类,其英文术语 Quartic Equation 为国际通用标准表述。该定义与《牛津数学词典》(Oxford Dictionary of Mathematics)保持一致,强调方程的最高次项决定其分类属性。
五、延伸说明
尽管四次方程存在解析解,但在实际数值计算中常采用迭代法(如牛顿-拉弗森法)或计算机代数系统求解,以提高效率。历史上,意大利数学家洛多维科·费拉里(Lodovico Ferrari)于16世纪首次给出四次方程的通解公式,标志着代数学的重大突破。
四次方程式(又称四次方程)是次数为四的一元多项式方程,其一般形式为:
$$ ax + bx + cx + dx + e = 0 quad (a eq 0) $$
定义与结构
四次方程的最高次项为4次,包含四个根(实数或复数),可能包含重根。其解需满足代数基本定理(每个多项式方程至少有一个复数根)。
历史背景
四次方程的解法最早由意大利数学家费拉里(Lodovico Ferrari)在16世纪提出,通过降次法将其转化为三次方程求解,后由卡尔达诺(Cardano)记录于著作中。
解法特点
实际应用
四次方程在物理学(如轨道计算)、工程学(结构力学)和计算机图形学(曲线拟合)中有特定应用,但实际求解多依赖数值算法(如牛顿迭代法)而非手动解析计算。
与高次方程的关系
四次方程是“能用根式求解的最高次多项式方程”。五次及以上方程被阿贝尔-鲁菲尼定理证明无一般根式解,需借助椭圆函数等特殊函数或数值逼近。
方程 ( x - 3x + 2 = 0 ) 可通过设 ( y = x ) 转化为二次方程 ( y - 3y + 2 = 0 ),解得 ( y = 1 ) 或 ( y = 2 ),最终得实根 ( x = pm 1 ) 和 ( x = pm sqrt{2} )。
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