虛數符號i與解方程

1.三次方程的代數解法

意大利數學家卡達爾諾發現了三次方程的代數解法。不失一般性我們可以將三次代數方程寫成:

虛數符號i與解方程

只要找到(1)的代數解,我們就找到了一般三次方程的代數解了。三次方程的解顯然會是帶開三次方的式子,我們假設(1)的解為:

虛數符號i與解方程

虛數符號i與解方程

三次方程成功地解出之後,卡爾達諾的學生費拉里受到啟發給出了四次方程的代數解法。我有四次方程解法的完整推導過程,但太長,怕這種滿是公式的文章沒人看,就略去了。

2.解三次方程到複數

一元二次方程ax2+bx+c=0的根式解,只要判別式b2

-4ac<0,我們認為是無解的,這並不構成什麼障礙,二次方程通用解法發明後的1000多年裡,人們並沒感覺到不適應,畢竟負數的平方也是正數嘛。但到了三次方程就不一樣了。

虛數符號i與解方程

虛數符號i與解方程

這樣就在三次方程的代數解中出現了必須被正視的負數開平方的問題。卡達爾諾發現了三次方程的代數解法的同時,也發現了必須引入複數。他這樣寫到:

虛數符號i與解方程

他已經懂得形式推導,但是獲得的結果與傳統觀念差異太大,他不敢再前進一步,沒有建立起復數的理論體系。

3.複數的符號i的建立過程

虛數符號i與解方程

虛數符號i與解方程

經過兩百年左右的實踐,歐拉確定了可以像對待實數運算那樣那樣看待虛數,而由高斯引入一個虛數符號

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