虚根

更新时间:2022-08-25 14:38

虚根,顾名思义就是解方程后得到的是虚数,这样的根叫虚根。虚数是为了满足负数的平方根而产生的,规定根号-1为i。虚根一般只在二次或更高次的方程中出现。

定义

虚根指的是方程的复数根。如果一个实系数整式方程有虚根,则其共轭复数也是所给方程的根(共轭根)。实系数二次方程具有虚根的必要充分条件是。

相关定理

定理一

如果实数系数方程有虚根,这里a和b都是实数,,那么它还有另一个虚根。

这个定理叫做实数系数方程虚根成对定理,这个定理就是说,一个实数系数方程如果有虚根,那么共轭虚根一定成对出现,下面我们用两种方法来证明这个定理。

证明一 设用

除所得的商是,余式是,那么就有

因为被除式和除式的各项的系数都是实数,所

以商和余式的各项的系数都是实数。

因为a+bi是方程的根,所以.因此,把代入上式,得

就是

根据复数等于零的条件,得

因为,所以从(2),得,代入(1),得,因此,

从而,,由此可知,是的根。

证明二 因为a+bi是的根,所以是的因式,因此,和

的最高公因式,只有两种可能:或者是,或者是。

因为,和的各项的系数都是实数,它们的最高公因式的各项的系数也都是实数,而的各项的系数不全是实数,所以不是和的最高公因式。因此,是和的最高公因式,由此可知,

因此,是的根。

因为实数系数方程如果有虚根,共轭虚根一定成对出现,所以我们可以得出下面的两个推论。

推论1

实数系数奇次方程至少有一个实根,一般有奇数个实根。

推论2

实数系数偶次方程或者没有实根,或者有偶数个实根。

因为实数系数方程有一个实根c,就有一个实数系数因式和它对应,有一对虚根,就有一个实数系数因式和它对应,所以我们又可以得出下面的推论。

推论3

实数系数多项式一定是一次或者二次的实数系数不可约因式的积。

定理2

如果有理数系数方程有无理根,这里a、b和d是有理数,是无理数,,那么它还有另一个无理根。

定理3

如果有理数系数方程有无理根,这里a、b、c和d是有理数,是无理数,ab≠0,那么它还有另外三个无理根,和。

定理4

如果有理数系数方程有一个根是,这里a、b和c是有理数,是无理数,,那么它还有另外三个根,和。

定理5

如果有理数系数方程有一个根是,这里a、b、c和d是有理数,是无理数,,那么它还有另外三个根,和。

例1 已知方程有一个根是,解这个方程。

解 因为实数系数方程有一个根是,所以它还有一个根是,用

除得.解得。

因此,原方程的根是。

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