
biquadratic
【計】 quartic equation
ceremony; formula; model; pattern; ritual; style; type
【化】 expression
【醫】 F.; feature; formula; Ty.; type
在漢英詞典及數學專業語境中,“四次方程式”指代以下概念:
一、術語定義
$$
ax + bx + cx + dx + e = 0
$$
其中 ( a, b, c, d, e ) 為常數系數,且 ( a eq 0 )(若 ( a=0 ) 則退化為低次方程)。
二、數學特征解析
根的複雜性
四次方程的解(根)可通過代數公式求解(如費拉裡解法),但公式較為複雜,涉及三次輔助方程的推導。其根的數量在複數域内恒為4個(含重根情況),實數根數量可能為0、2或4個。
與低次方程的關系
作為多項式方程的重要分類,四次方程是三次方程的理論延伸,且高于二次方程(抛物線)。例如:
三、應用領域
四次方程在工程學和物理學中有特定應用場景,例如:
四、權威定義參考
根據中國科學院數學與系統科學研究院發布的《數學名詞》定義,四次方程屬于“多項式方程”分類,其英文術語 Quartic Equation 為國際通用标準表述。該定義與《牛津數學詞典》(Oxford Dictionary of Mathematics)保持一緻,強調方程的最高次項決定其分類屬性。
五、延伸說明
盡管四次方程存在解析解,但在實際數值計算中常采用疊代法(如牛頓-拉弗森法)或計算機代數系統求解,以提高效率。曆史上,意大利數學家洛多維科·費拉裡(Lodovico Ferrari)于16世紀首次給出四次方程的通解公式,标志着代數學的重大突破。
四次方程式(又稱四次方程)是次數為四的一元多項式方程,其一般形式為:
$$ ax + bx + cx + dx + e = 0 quad (a eq 0) $$
定義與結構
四次方程的最高次項為4次,包含四個根(實數或複數),可能包含重根。其解需滿足代數基本定理(每個多項式方程至少有一個複數根)。
曆史背景
四次方程的解法最早由意大利數學家費拉裡(Lodovico Ferrari)在16世紀提出,通過降次法将其轉化為三次方程求解,後由卡爾達諾(Cardano)記錄于著作中。
解法特點
實際應用
四次方程在物理學(如軌道計算)、工程學(結構力學)和計算機圖形學(曲線拟合)中有特定應用,但實際求解多依賴數值算法(如牛頓疊代法)而非手動解析計算。
與高次方程的關系
四次方程是“能用根式求解的最高次多項式方程”。五次及以上方程被阿貝爾-魯菲尼定理證明無一般根式解,需借助橢圓函數等特殊函數或數值逼近。
方程 ( x - 3x + 2 = 0 ) 可通過設 ( y = x ) 轉化為二次方程 ( y - 3y + 2 = 0 ),解得 ( y = 1 ) 或 ( y = 2 ),最終得實根 ( x = pm 1 ) 和 ( x = pm sqrt{2} )。
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