怎么用Mathematica处理高次方程的韦达定理?
来源:网络收集 点击: 时间:2024-05-18考虑第一题,看看Mathematica怎么暴力求出方程的三个解:
解 = Solve // Values // Flatten
Mathematica确实可以算出方程的解。

然而,最后的结果会靠谱吗?
FullSimplify // Expand
得到的答案是:
5x^3-x^2+4x-4=0
不管结论是否靠谱,但考虑这个过程的数值计算,就是很费时间的。

我们再从另一种角度,来解答这个问题。
不要去解方程,注意到所求的新方程的三个解的形式是一样的,因此可以作一个简单的变量代换:

还可以套用韦达定理:
Collect //
Numerator // Expand, x^3]
这里得到的,是一个用α,β,γ表示的关于x的三次方程,再根据三次方程的韦达定理,可以求出α+β+γ、αβ+βγ+αγ、αβγ的值,代入到上面得到的方程里面,就可以得到答案。

第二题,可以把1/α^5+1/β^5+1/γ^5用α+β+γ、αβ+βγ+αγ、αβγ表示出来,当然,这一点手工计算仍旧很难。
但是我目前没找到更好的方法。

第二题还有一个更暴力的方法,就是直接解方程:
jie = Solve // Values // Flatten;
1/#^5 /@ jie // Total // FullSimplify

第三题的解法,和第二题差不多,没找到简单解法:
Eliminate

第四题,我们可以和第一题进行对比观察:

第五题和二、三题的方法相似:
Eliminate

第六题比较特殊:
Collect + Sqrt} // Expand) /. {Sqrt - x,
Sqrt - y, Sqrt - z}, {x, y, z}] /. {x - Sqrt,
y - Sqrt, z - Sqrt}

上面好多步骤,都是使用了“韦达定理”。
Mathematica的确可以减少人工计算的难度。
大家想一下,第二题和第五题有什么简单的方法吗?
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