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毕业论文韦达定理

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毕业论文韦达定理

韦达定理说明了一元n次方程中根和系数之间的关系。法国数学家韦达最早发现代数方程的根与系数之间有这种关系,因此,人们把这个关系称为韦达定理。历史是有趣的,韦达的16世纪就得出这个定理,证明这个定理要依靠代数基本定理,而代数基本定理却是在1799年才由高斯作出第一个实质性的论性。 韦达定理在方程论中有着广泛的应用。英文名称:Vieta's formulas 韦达定理证明了一元n次方程中根和系数之间的关系。 这里讲一元二次方程两根之间的关系。 一元二次方程aX^2+bX+C=0﹙a≠0﹚中,两根X1,X2有如下关系:X1+X2=-b/a,X1*X2=c/a 一元二次方程ax^2+bx+c=0 (a≠0 且△=b^2-4ac≥0)中,设两个根为x1,x2 则 X1+X2= -b/a X1*X2=c/a 用韦达定理判断方程的根 一元二次方程ax^2+bx+c=0 (a≠0)中, 若b^2-4ac<0 则方程没有实数根 若b^2-4ac=0 则方程有两个相等的实数根 若b^2-4ac>0 则方程有两个不相等的实数根韦达定理在更高次方程中也是可以使用的。一般的,对一个一元n次方程∑AiX^i=0 韦达定理推广它的根记作X1,X2…,Xn 我们有右图等式组 其中∑是求和,Π是求积。 如果一元二次方程在复数集中的根是,那么 由代数基本定理可推得:任何一元 n 次方程 在复数集中必有根。因此,该方程的左端可以在复数范围内分解成一次因式的乘积: 其中是该方程的个根。两端比较系数即得韦达定理。 (x1-x2)的绝对值为√(b^2-4ac)/|a| 法国数学家韦达最早发现代数方程的根与系数之间有这种关系,因此,人们把这个关系称为韦达定理。历史是有趣的,韦达的16世纪就得出这个定理,证明这个定理要依靠代数基本定理,而代数基本定理却是在1799年才由高斯作出第一个实质性的论性。 韦达定理在方程论中有着广泛的应用。由一元二次方程求根公式为:X = (-b±√b^2-4ac)/2a (注意:a指二次项系数,b指一次项系数,c指常数)可得X1= (-b+√b^2-4ac)/2a ,X2= (-b-√b^2-4ac)/2a 1. X1﹢X2=(-b+√b^2-4ac)/2a+(-b-√b^2-4ac)/2a 所以X1﹢X2=-b/a 2. X1X2= [(-b+√b^2-4ac﹚÷2a]×[(-b-√b^2-4ac﹚÷2a] 所以X1X2=c/a (补充:X1^2+X2^2=(X1+X2)^2-2X1·X2 (扩充)(-b+√b^2-4ac)/2a-(-b-√b^2-4ac)/2a 又因为的值可以互换,所以则有 X1-X2=±【(-b+√b^2-4ac)/2a-(-b-√b^2-4ac)/2a】 所以X1-X2=±(√b^2-4ac)/a 韦达定理推广的证明设X1,X2,……,xn是一元n次方程∑AiXi =0的n个解。 则有:An(x-x1)(x-x2)……(x-xn)=0 所以:An(x-x1)(x-x2)……(x-xn)=∑AiXi(在打开(x-x1)(x-x2)……(x-xn)时最好用乘法原理) 通过系数对比可得: A(n-1)=-An(∑xi) A(n-2)=An(∑xixi) … A0=[(-1) ]×An×ΠXi 所以:∑Xi=[(-1) ]×A(n-1)/A(n) ∑XiXj=[(-1) ]×A(n-2)/A(n) … ΠXi=[(-1) ]×A(0)/A(n) 其中∑是求和,Π是求积。 一元五次方程验证:已知一个一元五次方程:a1*(x^5)+b*(x^4)+c*(x^3)+d*(x^2)+e*x+f = 0 设该式为形式1 根据高斯的代数原理:上式在复数范围内必可分解成: a1*(x-x1)*(x-x2)*(x-x3)*(x-x4)*(x-x5)=0 的形式;且x1,x2,x3,x4,x5是该多项式在复数范围内的根。 把上式展开成: -a1*x1*x2*x3*x4*x5+a1*x*x2*x3*x4*x5+a1*x*x1*x3*x4*x5-a1*(x^2)*x3*x4*x5+a1*x*x1*x2*x4*x5-a1*(x^2)*x2*x4*x5-a1*(x^2)*x1*x4*x5+a1*(x^3)*x4*x5+a1*x*x1*x2*x3*x5-a1*(x^2)*x2*x3*x5-a1*(x^2)*x1*x3*x5+a1*(x^3)*x3*x5-a1*(x^2)*x1*x2*x5+a1*(x^3)*x2*x5+a1*(x^3)*x1*x5-a1*(x^4)*x5+a1*x*x1*x2*x3*x4-a1*(x^2)*x2*x3*x4-a1*(x^2)*x1*x3*x4+a1*(x^3)*x3*x4-a1*(x^2)*x1*x2*x4+a1*(x^3)*x2*x4+a1*(x^3)*x1*x4-a1*(x^4)*x4-a1*(x^2)*x1*x2*x3+a1*(x^3)*x2*x3+a1*(x^3)*x1*x3-a1*(x^4)*x3+a1*(x^3)*x1*x2-a1*(x^4)*x2-a1*(x^4)*x1+a1*(x^5)=0 上述方程可化简成: a1*(x^5)-(x2+x1+x4+x5+x3)*(x^4)*a1+(x4*x5+x1*x3+x2*x3+x1*x2+x2*x4+x1*x4+x3*x4+x3*x5+x2*x5+x1*x5)* (x^3)*a1-(x3*x4*x5+x2*x3*x5+x1*x3*x5+x1*x2*x5+x2*x4*x5+x1*x4*x5+x2*x3*x4+x1*x3*x4+x1*x2*x4+x1*x2*x3)* (x^2)*a1+(x2*x3*x4*x5+x1*x3*x4*x5+x1*x2*x4*x5+x1*x2*x3*x5+x1*x2*x3*x4)*x*a1-x1*x2*x3*x4*x5*a1=0 设化简后的方程为形式3. 最后对比形式1与形式3的x次方相同的数,即可得该多项式根与系数的关系

韦达定理说明了一元n次方程中根和系数之间的关系。法国数学家韦达最早发现代数方程的根与系数之间有这种关系,因此,人们把这个关系称为韦达定理。历史是有趣的,韦达在16世纪就得出这个定理,证明这个定理要依靠代数基本定理,而代数基本定理却是在1799年才由高斯作出第一个实质性的论证。 韦达定理在方程论中有着广泛的应用。

基本介绍:

英文名称:Vieta's formulas

韦达定理证明了一元n次方程中根和系数之间的关系。

这里讲一元二次方程两根之间的关系。

一元二次方程aX²+bX+C=0﹙a≠0﹚中,两根X1,X2有如下关系:X1+X2=-b/a,X1·X2=c/a

韦达最重要的贡献是对代数学的推进,他最早系统地引入代数符号,推进了方程论的发展。韦达用“分析”这个词来概括当时代数的内容和方法。他创设了大量的代数符号,用字母代替未知数,系统阐述并改良了三、四次方程的解法,指出了根与系数之间的关系。给出三次方程不可约情形的三角解法。主要著有《分析法入门》、《论方程的识别与修正》、《分析五章》、《应用于三角形的数学定律》。

韦达介绍:

他1540年生于法国的普瓦图,1603年12月13日卒于巴黎。年轻时当过律师,后从事政治活动,当过议员,在对西班牙的战争中,还曾为政府破译敌军的密码。韦达还致力于数学研究,第一个有意识地和系统地使用字母来表示已知数、未知数及其乘幂,带来了代数学理论研究的重大进步。

韦达在欧洲被尊称为'现代数学之父'。韦达最重要的贡献是对代数学的推进,他最早系统地引入代数符号,推进了方程论的发展。韦达用“分析”这个词来概括当时代数的内容和方法。他创设了大量的代数符号,用字母代替未知数,系统阐述并改良了三、四次方程的解法,指出了根与系数之间的关系。给出三次方程不可约情形的三角解法。著有《分析方法入门》、《论方程的识别与订正》等多部著作。

韦达从事数学研究只是出于爱好,然而他却完成了代数和三角学方面的巨著。他的《应用于三角形的数学定律》(1579年)是韦达最早的数学专著之一,可能是西欧第一部论述6种三角形函数解平面和球面三角形方法的系统著作。他被称为现代代数符号之父。韦达还专门写了一篇论文"截角术",初步讨论了正弦,余弦,正切弦的一般公式,首次把代数变换应用到三角学中。他考虑含有倍角的方程,具体给出了将COS(nx)表示成COS(x)的函数并给出当n≤11等于任意正整数的倍角表达式。

他的《解析方法入门》一书(1591年),集中了他以前在代数方面的大成,使代数学真正成为数学中的一个优秀分支。他对方程论的贡献是在《论方程的整理和修正》一书中提出了二次、三次和四次方程的解法。

x1+ x2=-b/a , x1·x2=c/a.

英文名称:Viete theorem 韦达定理说明一元二次方程2根之间的关系. 一元二次方程ax^2+bx+c=0中,两根x1,x2有如下关系:x1+x2=-b/a , x1*x2=c/a[编辑本段]韦达简介 他1540年生于法国的普瓦图。1603年12月13日卒于巴黎。年轻时学习法律当过律师,后从事政治活动,当过议会的议员,在对西班牙的战争中曾为政府破译敌军的密码。韦达还致力于数学研究,第一个有意识地和系统地使用字母来表示已知数、未知数及其乘幂,带来了代数学理论研究的重大进步。 韦达在欧洲被尊称为“现代数学之父”。韦达最重要的贡献是对代数学的推进,他最早系统地引入代数符号,推进了方程论的发展。韦达用“分析”这个词来概括当时代数的内容和方法。他创设了大量的代数符号,用字母代替未知数,系统阐述并改良了三、四次方程的解法,指出了根与系数之间的关系。给出三次方程不可约情形的三角解法。著有《分析方法入门》、《论方程的识别与订正》等多部著作。 韦达从事数学研究只是出于爱好,然而他却完成了代数和三角学方面的巨著。他的《应用于三角形的数学定律》(1579年)是韦达最早的数学专著之一,可能是西欧第一部论述6种三角形函数解平面和球面三角形方法的系统著作。他被称为现代代数符号之父。韦达还专门写了一篇论文"截角术",初步讨论了正弦,余弦,正切弦的一般公式,首次把代数变换应用到三角学中。他考虑含有倍角的方程,具体给出了将COS(nx)表示成COS(x)的函数并给出当n≤11等于任意正整数的倍角表达式了。 他的《解析方法入门》一书(1591年),集中了他以前在代数方面的大成,使代数学真正成为数学中的一个优秀分支。他对方程论的贡献是在《论方程的整理和修正》一书中提出了二次、三次和四次方程的解法。[编辑本段]韦达的代数著作 《分析方法入门》是韦达最重要的代数著作,也是最早的符号代数专著,书中第1章应用了两种希腊文献:帕波斯的《数学文集》第7篇和丢番图著作中的解题步骤结合起来,认为代数是一种由已知结果求条件的逻辑分析技巧,并自信希腊数学家已经应用了这种分析术,他只不过将这种分析方法重新组织。韦达不满足于丢番图对每一问题都用特殊解法的思想,试图创立一般的符号代数。他引入字母来表示量,用辅音字母B,C,D等表示已知量,用元音字母A(后来用过N)等表示未知量x,而用A quadratus,A cubus 表示 x2、x3 ,并将这种代数称为本“类的运算”以此区别于用来确定数目的“数的运算”。当韦达提出类的运算与数的运算的区别时,就已规定了代数与算术的分界。这样,代数就成为研究一般的类和方程的学问,这种革新被认为是数学史上的重要进步,它为代数学的发展开辟了道路,因此韦达被西方称为"代数学之父"。1593年,韦达又出版了另一部代数学专著—《分析五篇》(5卷,约1591年完成);《论方程的识别与订正》是韦达逝世后由他的朋友A.安德森在巴黎出版的,但早在 1591年业已完成。其中得到一系列有关方程变换的公式,给出了G.卡尔达诺三次方程和L.费拉里四次方程解法改进后的求解公式。而另一成就是记载了著名的韦达定理,即方程的根与系数的关系式。韦达还探讨了代数方程数值解的问题,1600年以《幂的数值解法》为题出版。 1593年韦达在《分析五篇》中曾说明怎样用直尺和圆规作出导致某些二次方程的几何问题的解。同年他的《几何补篇》(Supplementum geometriae)在图尔出版了,其中给尺规作图问题所涉及的一些代数方程知识。此外,韦达最早明确给出有关圆周率π值的无穷运算式,而且创造了一套 10进分数表示法,促进了记数法的改革。之后,韦达用代数方法解决几何问题的思想由笛卡儿继承,发展成为解析几何学。韦达从某个方面讲,又是几何学方面的权威,他通过393416个边的多边形计算出圆周率,精确到小数点后9位,在相当长的时间里处于世界领先地位。[编辑本段]韦达最主要的贡献 韦达最重要的贡献是对代数学的推进,他最早系统地引入代数符号,推进了方程论的发展。韦达用“分析”这个词来概括当时代数的内容和方法。他创设了大量的代数符号,用字母代替未知数,系统阐述并改良了三、四次方程的解法,指出了根与系数之间的关系。给出三次方程不可约情形的三角解法。著有《分析方法入门》、《论方程的识别与订正》等多部著作。 由于韦达做出了许多重要贡献,成为十六世纪法国最杰出的数学家之一。[编辑本段]韦达定理(Vieta's Theorem)的内容 一元二次方程ax^2+bx+c=0 (a≠0 且△=b^2-4ac≥0)中 设两个根为X1和X2 则X1+X2= -b/a X1*X2=c/a 用韦达定理判断方程的根 若b^2-4ac>0 则方程有两个不相等的实数根 若b^2-4ac=0 则方程有两个相等的实数根 若b^2-4ac<0 则方程没有实数解[编辑本段]韦达定理的推广 韦达定理在更高次方程中也是可以使用的。一般的,对一个一元n次方程∑AiX^i=0 它的根记作X1,X2…,Xn 我们有 ∑Xi=(-1)^1*A(n-1)/A(n) ∑XiXj=(-1)^2*A(n-2)/A(n) … ∏Xi=(-1)^n*A(0)/A(n) 其中∑是求和,∏是求积。 如果一元二次方程 在复数集中的根是,那么 由代数基本定理可推得:任何一元 n 次方程 在复数集中必有根。因此,该方程的左端可以在复数范围内分解成一次因式的乘积: 其中是该方程的个根。两端比较系数即得韦达定理。 法国数学家韦达最早发现代数方程的根与系数之间有这种关系,因此,人们把这个关系称为韦达定理。历史是有趣的,韦达的16世纪就得出这个定理,证明这个定理要依靠代数基本定理,而代数基本定理却是在1799年才由高斯作出第一个实质性的论性。 韦达定理在方程论中有着广泛的应用。[编辑本段]韦达定理的证明 一元二次方程求根公式为: x=(-b±√b^2-4ac)/2a 则x1=(-b+√b^2-4ac)/2a,x2=(-b-√b^2-4ac)/2a x1+x2=(-b+√b^2-4ac/2a)+(-b-√b^2-4ac/2a) x1+x2=-b/a x1*x2=(-b+√b^2-4ac/2a)*(-b-√b^2-4ac/2a) x1*x2=c/a 韦达定理 判别式、判别式与根的个数关系、判别式与根、韦达定理及其逆定理。 〖大纲要求〗 1.掌握一元二次方程根的判别式,会判断常数系数一元二次方程根的情况;对含有字母系数的由一元二次方程,会根据字母的取值范围判断根的情况,也会根据根的情况确定字母的取值范围。 2.掌握韦达定理及其简单的应用。 【考3.】会在实数范围内把二次三项式分解因式。 4.会应用一元二次方程的根的判别式和韦达定理分析解决一些简单的综合性问题。 内容分析 。 1.一元二次方程的根的判别式 。 一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根的判别式△=b^2-4ac 当△>0时,方程有两个不相等的实数根; 当△=0时,方程有两个相等的实数根, 当△<0时,方程没有实数根. 2.一元二次方程的根与系数的关系 。 (1)如果一元二次方程ax^2+bx+c=0(a≠0)的两个根是x1,x2,那么 , (2)如果方程x^2+px+q=0的两个根是x1,x2,那么x1+x2=-P, x1x2=q (3)以x1,x2为根的一元二次方程(二次项系数为1)是 x2-(x1+x2)x+x1x2=0. 3.二次三项式的因式分解(公式法) 在分解二次三项式ax^2+bx+c的因式时,如果可用公式求出方程ax2+bx+c=0的两个根是X1,x2,那么ax2+bx+c=a(x-x1)(x-x2). 另外这与射影定理是初中必须射影定理图掌握的.[编辑本段]韦达定理推广的证明 设x1,x2,……,xn是一元n次方程∑AiX^i=0的n个解。 则有:An(x-x1)(x-x2)……(x-xn)=0 所以:An(x-x1)(x-x2)……(x-xn)=∑AiX^i (在打开(x-x1)(x-x2)……(x-xn)时最好用乘法原理) 通过系数对比可得: A(n-1)=-An(∑xi) A(n-2)=An(∑xixj) … A0==(-1)^n*An*∏Xi 所以:∑Xi=(-1)^1*A(n-1)/A(n) ∑XiXj=(-1)^2*A(n-2)/A(n) … ∏Xi=(-1)^n*A(0)/A(n) 其中∑是求和,∏是求积。有关韦达定理的经典例题 例1 已知p+q=198,求方程x2+px+q=0的整数根. (’94祖冲之杯数学邀请赛试题) 解:设方程的两整数根为x1、x2,不妨设x1≤x2.由韦达定理,得 x1+x2=-p,x1x2=q. 于是x1x2-(x1+x2)=p+q=198, 即x1x2-x1-x2+1=199. ∴(x1-1)(x2-1)=199. 注意到x1-1、x2-1均为整数, 解得x1=2,x2=200;x1=-198,x2=0. 例2 已知关于x的方程x2-(12-m)x+m-1=0的两个根都是正整数,求m的值. 解:设方程的两个正整数根为x1、x2,且不妨设x1≤x2.由韦达定理得 x1+x2=12-m,x1x2=m-1. 于是x1x2+x1+x2=11, 即(x1+1)(x2+1)=12. ∵x1、x2为正整数, 解得x1=1,x2=5;x1=2,x2=3. 故有m=6或7. 例3 求实数k,使得方程kx2+(k+1)x+(k-1)=0的根都是整数. 解:若k=0,得x=1,即k=0符合要求. 若k≠0,设二次方程的两个整数根为x1、x2,由韦达定理得 ∴x1x2-x1-x2=2, (x1-1)(x2-1)=3. 因为x1-1、x2-1均为整数,所以 例4 已知二次函数y=-x2+px+q的图像与x轴交于(α,0)、(β,0)两点,且α>1>β,求证:p+q>1. (’97四川省初中数学竞赛试题) 证明:由题意,可知方程-x2+px+q=0的两根为α、β.由韦达定理得 α+β=p,αβ=-q. 于是p+q=α+β-αβ, =-(αβ-α-β+1)+1 =-(α-1)(β-1)+1>1(因α>1>β).

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方程论是古典代数的中心课题。直到19世纪中叶,代数仍是一门以方程式论为中心的数学学科,代数方程的求解问题依然是代数的基本问题,特别是用根式求解方程。所谓方程有根式解(代数可解),就是这个方程的解由该方程的系数经过有限次加减乘除以及开整数次方等运算表示出来的。群论也就是起源于对代数方程的研究,它是人们对代数方程求解问题逻辑考察的结果。 一、伽罗瓦群论产生的历史背景 从方程的根式解法发展过程来看,早在古巴比伦数学和印度数学的记载中,他们就能够用根式求解一元二次方程ax2+bx+c=0,给出的解相当于+,,这是对系数函数求平方根。接着古希腊人和古东方人又解决了某些特殊的三次数字方程,但没有得到三次方程的一般解法。这个问题直到文艺复兴的极盛期(即16世纪初)才由意大利人解决。他们对一般的三次方程x3+ax2+bx+c=0,由卡丹公式解出根 x= + ,其中p = ba2,q = a3,显然它是由系数的函数开三次方所得。同一时期,意大利人费尔拉里又求解出一般四次方程x4+ax3+bx2+cx+d=0的根是由系数的函数开四次方所得。 用根式求解四次或四次以下方程的问题在16世纪已获得圆满解决,但是在以后的几个世纪里,探寻五次和五次以上方程的一般公式解法却一直没有得到结果。1770年前后,法国数学家拉格朗日转变代数的思维方法,提出方程根的排列与置换理论是解代数方程的关键所在,并利用拉格朗日预解式方法,即利用1的任意n次单位根 ( n =1)引进了预解式x1+ x2+ 2x3+…+ n-1xn,详细分析了二、三、四次方程的根式解法。他的工作有力地促进了代数方程论的进步。但是他的这种方法却不能对一般五次方程作根式解,于是他怀疑五次方程无根式解。并且他在寻求一般n次方程的代数解法时也遭失败,从而认识到一般的四次以上代数方程不可能有根式解。他的这种思维方法和研究根的置换方法给后人以启示。 1799年,鲁菲尼证明了五次以上方程的预解式不可能是四次以下的,从而转证五次以上方程是不可用根式求解的,但他的证明不完善。同年,德国数学家高斯开辟了一个新方法,在证明代数基本理论时,他不去计算一个根,而是证明它的存在。随后,他又着手探讨高次方程的具体解法。在1801年,他解决了分圆方程xp-1=0(p为质数)可用根式求解,这表明并非所有高次方程不能用根式求解。因此,可用根式求解的是所有高次方程还是部分高次方程的问题需进一步查明。 随后,挪威数学家阿贝尔开始解决这个问题。1824年到1826年,阿贝尔着手考察可用根式求解的方程的根具有什么性质,于是他修正了鲁菲尼证明中的缺陷,严格证明:如果一个方程可以根式求解,则出现在根的表达式中的每个根式都可表示成方程的根和某些单位根的有理数。并且利用这个定理又证明出了阿贝尔定理:一般高于四次的方程不可能代数地求解。接着他进一步思考哪些特殊的高次方程才可用根式解的问题。在高斯分圆方程可解性理论的基础上,他解决了任意次的一类特殊方程的可解性问题,发现这类特殊方程的特点是一个方程的全部根都是其中一个根(假设为x)的有理函数,并且任意两个根q1(x)与q2(x)满足q1q2(x)=q2q1(x),q1,q2为有理函数。现在称这种方程为阿贝尔方程。其实在对阿贝尔方程的研究中已经涉及到了群的一些思想和特殊结果,只是阿贝尔没能意识到,也没有明确地构造方程根的置换集合(因为若方程所有的根都用根x1来表示成有理函数qj(x1),j=1,2,3,…,n,当用另一个根xi代替x1时,其中1〈i≤n ,那么qj(xi)是以不同顺序排列的原方程的根,j=1,2,…,n。实际上应说根xi=q1(xi),q2(xi),…,qn(xi)是根x1,x2,…,xn的一个置换),而仅仅考虑可交换性q1q2(x)=q2q1(x)来证明方程只要满足这种性质,便可简化为低次的辅助方程,辅助方程可依次用根式求解。 阿贝尔解决了构造任意次数的代数可解的方程的问题,却没能解决判定已知方程是否可用根式求解的问题。法国数学家伽罗瓦正是处在这样的背景下,开始接手阿贝尔未竞的事业。 二.伽罗瓦创建群理论的工作 伽罗瓦仔细研究了前人的理论,特别是拉格朗日、鲁菲尼、高斯、阿贝尔等人的著作,开始研究多项式方程的可解性理论,他并不急于寻求解高次方程的方法,而是将重心放在判定已知的方程是否有根式解。如果有,也不去追究该方程的根究竟是怎样的,只需证明有根式解存在即可。峰 1.伽罗瓦群论的创建 伽罗瓦在证明不存在一个五次或高于五次的方程的一般根式解法时,与拉格朗日相同,也从方程根的置换入手。当他系统地研究了方程根的排列置换性质后,提出了一些确定的准则以判定一个已知方程的解是否能通过根式找到,然而这些方法恰好导致他去考虑一种称之为“群”的元素集合的抽象代数理论。在1831年的论文中,伽罗瓦首次提出了“群”这一术语,把具有封闭性的置换的集合称为群,首次定义了置换群的概念。他认为了解置换群是解决方程理论的关键,方程是一个其对称性可用群的性质描述的系统。他从此开始把方程论问题转化为群论的问题来解决,直接研究群论。他引入了不少有关群论的新概念,从而也产生了他自己的伽罗瓦群论,因此后人都称他为群论的创始人。 对有理系数的n次方程 x+axn-1+a2xn-2+…+an-1x+an=0 (1) 假设它的n个根x1,x2,…,xn的每一个变换叫做一个置换,n个根共有n!个可能的置换,它们的集合关于置换的乘法构成一个群,是根的置换群。方程的可解性可以在根的置换群的某些性质中有所反映,于是伽罗瓦把代数方程可解性问题转化为与相关的置换群及其子群性质的分析问题。现在把与方程联系起的置换群(它表现了方程的对称性质)称为伽罗瓦群,它是在某方程系数域中的群。一个方程的伽罗瓦群是对于每一个其函数值为有理数的关于根的多项式函数都满足这个要求的最大置换群,也可以说成对于任一个取有理数值的关于根的多项式函数,伽罗瓦群中的每个置换都使这函数的值不变。 2.伽罗瓦群论的实质 我们可以从伽罗瓦的工作过程中,逐步领悟伽罗瓦理论的精髓。首先分析一下他是怎样在不知道方程根的情况下,构造伽罗瓦群的。仍然是对方程(1),设它的根x1,x2,…,xn中无重根,他构造了类似于拉格朗日预解式的关于x1,x2,…,xn的一次对称多项式 △1=a1x1+a2x2+…+anxn,其中ai(i=1,2,3,…,n)不必是单位根,但它必是一些整数且使得n!个形如△1的一次式△1,△2,…,△n!各不相同,接着又构造了一个方程 =0 (2) 该方程的系数必定为有理数(可由对称多项式定理证明),并且能够分解为有理数域上的不可约多项式之积。设f(x)=是的任意一个给定的m次的不可约因子,则方程(1)的伽罗瓦群是指n!个△i中的这m个排列的全体。同时他又由韦达定理知伽罗瓦群也是一个对称群,它完全体现了此方程的根的对称性。但是计算一个已知方程的伽罗瓦群是有一定困难的,因此伽罗瓦的目的并不在于计算伽罗瓦群,而是证明:恒有这样的n次方程存在,其伽罗瓦群是方程根的可能的最大置换群s(n),s(n)是由n!个元素集合构成的,s(n)中的元素乘积实际上是指两个置换之积。现在把s(n)中的元素个数称为阶,s(n)的阶是n!。 伽罗瓦找出方程系数域中的伽罗瓦群g后,开始寻找它的最大子群h1,找到h1后用一套仅含有理运算的手续(即寻找预解式)来找到根的一个函数。的系数属于方程的系数域r,并且在h1的置换下不改变值,但在g的所有别的置换下改变值。再用上述方法,依次寻找h1的最大子群h2,h2的最大子群h3,…于是得到h1,h2,…,hm,直到hm里的元素恰好是恒等变换(即hm为单位群i)。在得到一系列子群与逐次的预解式的同时,系数域r也随之一步步扩大为r1,r2,…,rm,每个ri对应于群hi。当hm=i时,rm就是该方程的根域,其余的r1,r2,…,rm-1是中间域。一个方程可否根式求解与根域的性质密切相关。例如,四次方程 x4+px2+q=0 (3) p与q独立,系数域r添加字母或未知数p、q到有理数中而得到的域,先计算出它的伽罗瓦群g,g是s(4)的一个8阶子群,g={e,e1,e2,…e7},其中 e=,e1=,e2=,e3=,e4=,e5=, e6=, e7=。 要把r扩充到r1,需在r中构造一个预解式,则预解式的根,添加到r中得到一个新域r1,于是可证明原方程(3)关于域r1的群是h1,h1={e,e1,e2,e3},并发现预解式的次数等于子群h1在母群g中的指数8÷4=2(即指母群的阶除以子群的阶)。第二步,构造第二个预解式,解出根 ,于是在域r1中添加得到域r2,同样找出方程(3)在r2中的群h2,h2={e,e1},此时,第二个预解式的次数也等于群h2在h1中的指数4÷2=2。第三步,构造第三个预解式,得它的根 ,把添加到r2中得扩域r3,此时方程(3)在r3中的群为h3,h3={e},即h3=i,则r3是方程(3)的根域,且该预解式的次数仍等于群h3在h2中的指数2÷1=2。在这个特殊的四次方程中,系数域到根域的扩域过程中每次添加的都是根式,则方程可用根式解。这种可解理论对于一般的高次方程也同样适用,只要满足系数域到根域的扩域过程中每次都是添加根式,那么一般的高次方程也能用根式求解。 现仍以四次方程(3)为例,伽罗瓦从中发现了这些预解式实质上是一个二次的二项方程,既然可解原理对高次方程也适用,那么对于能用根式求解的一般高次方程,它的预解式方程组必定存在,并且所有的预解式都应是一个素数次p的二项方程xp=a。由于高斯早已证明二项方程是可用根式求解的。因此反之,如果任一高次方程所有的逐次预解式都是二项方程,则能用根式求解原方程。于是,伽罗瓦引出了根式求解原理,并且还引入了群论中的一个重要概念“正规子群”。 他是这样给正规子群下定义的:设h是g的一个子群,如果对g中的每个g都有gh=hg,则称h为g的一个正规子群,其中gh表示先实行置换g,然后再应用h的任一元素,即用g的任意元素g乘h的所有置换而得到的一个新置换集合。定义引入后,伽罗瓦证明了当作为约化方程的群(如由g 约化到h1)的预解式是一个二项方程xp=a (p为素数)时,则h1是g的一个正规子群。反之,若h1是g的正规子群,且指数为素数p,则相应的预解式一定是p次二项方程。他还定义了极大正规子群:如果一个有限群有正规子群,则必有一个子群,其阶为这有限群中所有正规子群中的最大者,这个子群称为有限群的极大正规子群。一个极大正规子群又有它自己的极大正规子群,这种序列可以逐次继续下去。因而任何一个群都可生成一个极大正规子群序列。他还提出把一个群g生成的一个极大正规子群序列标记为g、h、i、j…, 则可以确定一系列的极大正规子群的合成因子[g/h],[h/i],[i/g]…。合成因子[g/h]=g的阶数/ h的阶数。对上面的四次方程(3),h1是g的极大正规子群, h2是h1的极大正规子群,h3又是h2的极大正规子群,即对方程(3)的群g 生成了一个极大正规子群的序列g、h1、h2、h3。 随着理论的不断深入,伽罗瓦发现对于一个给定的方程,寻找它在伽罗瓦群及其极大不变子群序列完全是群论的事。因此,他完全用群论的方法去解决方程的可解性问题。最后,伽罗瓦提出了群论的另一个重要概念“可解群”。他称具有下面条件的群为可解群:如果它所生成的全部极大正规合成因子都是质数。 根据伽罗瓦理论,如果伽罗瓦群生成的全部极大正规合成因子都是质数时,方程可用根式求解。若不全为质数,则不可用根式求解。由于引入了可解群,则可说成当且仅当一个方程系数域上的群是可解群时,该方程才可用根式求解。对上面的特殊四次方程(3),它的[g/h]=8/4=2,[h1/h2]=2/1=2,2为质数,所以方程(3)是可用根式解的。再看一般的n次方程,当n=3时,有两个二次预解式t2=a和t3=b,合成序列指数为2与3,它们是质数,因此一般三次方程可根式解。同理对n=4,有四个二次预解式,合成序列指数为2,3,2,2,于是一般四次方程也可根式求解。一般n次方程的伽罗瓦群是s(n),s(n)的极大正规子群是a(n) (实际a(n)是由s(n)中的偶置换构成的一个子群。如果一个置换可表为偶数个这类置换之积,则叫偶置换。),a(n)的元素个数为s(n)中的一半,且a(n)的极大正规子群是单位群i,因此[s(n)/a(n)]=n!/(n!/2)=2,[a(n)/i]=(n!/2)/1=n!/2, 2是质数,但当n ≥5时,n!/2不是质数,所以一般的高于四次的方程是不能用根式求解的。至此,伽罗瓦完全解决了方程的可解性问题。 顺带提一下,阿贝尔是从交换群入手考虑问题的,他的出发点与伽罗瓦不同,但他们的结果都是相同的,都为了证其为可解群,并且伽罗瓦还把阿贝尔方程进行了推广,构造了一种现在称之为伽罗瓦方程的方程,伽罗瓦方程的每个根都是其中两个根的带有系数域中系数的有理函数。 三.伽罗瓦群论的历史贡献 伽罗瓦创立群论是为了应用于方程论,但他并不局限于此,而是把群论进行了推广,作用于其他研究领域。可惜的是,伽罗瓦群论的理论毕竟太深奥,对十九世纪初的人们来说是很难理解的,连当时的数学大师都不能理解他的数学思想和他的工作的实质,以至他的论文得不到发表。更不幸的是伽罗瓦在二十一岁时便因一场愚蠢的决斗而早逝,我们不得不为这位天才感到惋惜。到十九世纪六十年代,他的理论才终于为人们所理解和接受。 伽罗瓦群理论被公认为十九世纪最杰出的数学成就之一。他给方程可解性问题提供了全面而透彻的解答,解决了困扰数学家们长达数百年之久的问题。伽罗瓦群论还给出了判断几何图形能否用直尺和圆规作图的一般判别法,圆满解决了三等分任意角或倍立方体的问题都是不可解的。最重要的是,群论开辟了全新的研究领域,以结构研究代替计算,把从偏重计算研究的思维方式转变为用结构观念研究的思维方式,并把数学运算归类,使群论迅速发展成为一门崭新的数学分支,对近世代数的形成和发展产生了巨大影响。同时这种理论对于物理学、化学的发展,甚至对于二十世纪结构主义哲学的产生和发展都发生了巨大的影响。

韦达定理说明了一元二次方程中根和系数之间的关系。

法国数学家弗朗索瓦·韦达在著作《论方程的识别与订正》中建立了方程根与系数的关系,提出了这条定理。由于韦达最早发现代数方程的根与系数之间有这种关系,人们把这个关系称为韦达定理。

定理意义

韦达定理最重要的贡献是对代数学的推进,它最早系统地引入代数符号,推进了方程论的发展,用字母代替未知数,指出了根与系数之间的关系。韦达定理为数学中的一元方程的研究奠定了基础,对一元方程的应用创造和开拓了广泛的发展空间。

利用韦达定理可以快速求出两方程根的关系,韦达定理应用广泛,在初等数学、解析几何、平面几何、方程论中均有体现。

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论题:置换群运算与证明的数学机械化目录摘要ABSTRACT' 科学计算和计算机代数系统.' 论文的主要结果及安排第二章群论知识背景' 置换群' 置换群的运算及其在集合上的作用' 小结第三章置换群运算与证明的计算机实现置换群上运算的实现 置换群证明的计算机实现小结第四章计算对称群的子群数据表示和计算方法对称群中的交换子群.例子第五章结束语杯.1群论和算法对A。为单群的计算机证明的展望.计算机代数系统的局限性致谢参考文献附录A置换群运算的Mathematics程序群论的算法是一个很有意义的问题。在实际应用中遇到的群大都十分复杂,需要借助于计算机来实现其运算。本文用计算机代数系统Mathematica实现了置换群上的运算和证明问题。针对置换群上的基木运算、子群的运算和生成以及群对集合的作用等问题,我们设计了相应的算法并用Mathematica实现了这些算法。把交代群A。的元素按共扼分类,将除单位元所在共扼类之外的其它共辘类的阶数进行所有可能的组合相加,对所得的每个数加上单位元所在共扼类的阶数1,然后用所得结果依次去除{An,如果其中存在某个数k,使得k能够整除{An I,则只有阶数相加为k的那些共扼类的并集所生成的群才有可能成为A。的非平凡的正规子群。从这个理论出发,我们设计了用计算机代数的方法判断A。是否为单群的算法,当n< 10时都能很快地得出An (n } 4)为单群的结论。Caley定理揭示了一个抽象群G和一个具体的群Sn的关系。如果能把Sn中所有不同构的n阶子群都找出来,那么也就能把所有可能存在的n阶群都找出来了。本文讨论了计算对称群的所有子群并对其进行共扼分类的算法,作为例子,我们完成了}S(n_7)的所有子群的共扼分类。论题:置换群_PSL_3_p_PSL_2_7_的次轨道结构目录摘要Abstract .1.引言2.预备知识3.主要定理证明长为7的自阮挤寸次轨道长为8的自配对次轨道长为14的自配对次轨道长为21的自配对次轨道长为24的自配对次轨道长为28的自配对次轨道长为42的自配对次轨道长为56的自瓦织寸次轨道长为84的自配对次轨道参考文献致谢摘要设群G是有限集合几上的传递置换群,对任意aES2,令G。二{9〔G}as二a}是G关于点a的稳定子群.我们称G。在几上作用的轨道为G关于a的次轨道,而次轨道的个数称为G的秩.对任一次轨道△,设as E△,则把as_,所在的次轨道△,称为与△配对的次轨道.当二者重合时,称其为自配对的.决定一个置换群的次轨道结构是置换群理论的基本间题之一,它在组合结构的研究中有着重要的应用.在文!21】中,作者决定了PSL(3,川关于极大子群 PSL(2, 7)的本原置换表示的次轨道,其中p三1(mod 168),但未研究其次轨道的瓦妞寸情况.而在多数情况下,群在组合结构方面的应用要求决定次轨道的配对情况.本文将决定该置换表示的全体非正则自配对的次轨道.

浅谈韦达定理的运用毕业论文

浅谈韦达定理的活用毕业论文:一、摘要:二、关键字:韦达定理,重难点,解题技巧三、1、韦达定理概述 2、韦达定理的重难点 3、利用韦达定理的解题技巧四、结语五、参考文献

韦达定理说明了一元二次方程中根和系数之间的关系。

法国数学家弗朗索瓦·韦达在著作《论方程的识别与订正》中建立了方程根与系数的关系,提出了这条定理。由于韦达最早发现代数方程的根与系数之间有这种关系,人们把这个关系称为韦达定理。

定理意义

韦达定理最重要的贡献是对代数学的推进,它最早系统地引入代数符号,推进了方程论的发展,用字母代替未知数,指出了根与系数之间的关系。韦达定理为数学中的一元方程的研究奠定了基础,对一元方程的应用创造和开拓了广泛的发展空间。

利用韦达定理可以快速求出两方程根的关系,韦达定理应用广泛,在初等数学、解析几何、平面几何、方程论中均有体现。

韦达定理说明了一元n次方程中根和系数之间的关系。法国数学家韦达最早发现代数方程的根与系数之间有这种关系,因此,人们把这个关系称为韦达定理。历史是有趣的,韦达在16世纪就得出这个定理,证明这个定理要依靠代数基本定理,而代数基本定理却是在1799年才由高斯作出第一个实质性的论证。 韦达定理在方程论中有着广泛的应用。

基本介绍:

英文名称:Vieta's formulas

韦达定理证明了一元n次方程中根和系数之间的关系。

这里讲一元二次方程两根之间的关系。

一元二次方程aX²+bX+C=0﹙a≠0﹚中,两根X1,X2有如下关系:X1+X2=-b/a,X1·X2=c/a

韦达最重要的贡献是对代数学的推进,他最早系统地引入代数符号,推进了方程论的发展。韦达用“分析”这个词来概括当时代数的内容和方法。他创设了大量的代数符号,用字母代替未知数,系统阐述并改良了三、四次方程的解法,指出了根与系数之间的关系。给出三次方程不可约情形的三角解法。主要著有《分析法入门》、《论方程的识别与修正》、《分析五章》、《应用于三角形的数学定律》。

韦达介绍:

他1540年生于法国的普瓦图,1603年12月13日卒于巴黎。年轻时当过律师,后从事政治活动,当过议员,在对西班牙的战争中,还曾为政府破译敌军的密码。韦达还致力于数学研究,第一个有意识地和系统地使用字母来表示已知数、未知数及其乘幂,带来了代数学理论研究的重大进步。

韦达在欧洲被尊称为'现代数学之父'。韦达最重要的贡献是对代数学的推进,他最早系统地引入代数符号,推进了方程论的发展。韦达用“分析”这个词来概括当时代数的内容和方法。他创设了大量的代数符号,用字母代替未知数,系统阐述并改良了三、四次方程的解法,指出了根与系数之间的关系。给出三次方程不可约情形的三角解法。著有《分析方法入门》、《论方程的识别与订正》等多部著作。

韦达从事数学研究只是出于爱好,然而他却完成了代数和三角学方面的巨著。他的《应用于三角形的数学定律》(1579年)是韦达最早的数学专著之一,可能是西欧第一部论述6种三角形函数解平面和球面三角形方法的系统著作。他被称为现代代数符号之父。韦达还专门写了一篇论文"截角术",初步讨论了正弦,余弦,正切弦的一般公式,首次把代数变换应用到三角学中。他考虑含有倍角的方程,具体给出了将COS(nx)表示成COS(x)的函数并给出当n≤11等于任意正整数的倍角表达式。

他的《解析方法入门》一书(1591年),集中了他以前在代数方面的大成,使代数学真正成为数学中的一个优秀分支。他对方程论的贡献是在《论方程的整理和修正》一书中提出了二次、三次和四次方程的解法。

浅谈韦达定理的活用毕业论文

韦达定理应用:如果给出二次函数图象与x轴交点坐标,以及另外一个条件,可以求二次函数解析式,对称轴等;

韦达定理说明了一元二次方程中根和系数之间的关系。

法国数学家弗朗索瓦·韦达在著作《论方程的识别与订正》中建立了方程根与系数的关系,提出了这条定理。由于韦达最早发现代数方程的根与系数之间有这种关系,人们把这个关系称为韦达定理。

定理意义

韦达定理最重要的贡献是对代数学的推进,它最早系统地引入代数符号,推进了方程论的发展,用字母代替未知数,指出了根与系数之间的关系。韦达定理为数学中的一元方程的研究奠定了基础,对一元方程的应用创造和开拓了广泛的发展空间。

利用韦达定理可以快速求出两方程根的关系,韦达定理应用广泛,在初等数学、解析几何、平面几何、方程论中均有体现。

浅谈韦达定理的活用毕业论文:一、摘要:二、关键字:韦达定理,重难点,解题技巧三、1、韦达定理概述 2、韦达定理的重难点 3、利用韦达定理的解题技巧四、结语五、参考文献

韦达定理给出多项式方程的根与系数的关系,所以又简称根系关系

勾股定理毕达哥拉斯论文

勾股定理 勾股定理又叫商高定理、毕氏定理,或称毕达哥拉斯定理(Pythagoras Theorem).在一个直角三角形中,斜边边长的平方等于两条直角边边长平方之和。如果直角三角形两直角边分别为a、b,斜边为c,那么a²+b²=c²,即α*α+b*b=c*c推广:把指数改为n时,等号变为小于号.1.勾股定理的由来据考证,人类对这条定理的认识,少说也超过 4000 年!中国最早的一部数学著作——《周髀算经》的第一章,就有这条定理的相关内容:周公问:“窃闻乎大夫善数也,请问古者包牺立周天历度。夫天不可阶而升,地不可得尺寸而度,请问数安从出?”商高答:“数之法出于圆方,圆出于方,方出于矩,矩出九九八十一,故折矩以为勾广三,股修四,径隅五。既方其外,半之一矩,环而共盘。得成三、四、五,两矩共长二十有五,是谓积矩。故禹之所以治天下者,此数之所由生也。”就是说,矩形以其对角相折所称的直角三角形,如果勾(短直角边)为3,股(长直角边)为4,那么弦(斜边)必定是5。从上面所引的这段对话中,我们可以清楚地看到,我国古代的人民早在几千年以前就已经发现并应用勾股定理这一重要的数学原理了。在西方有文字记载的最早的证明是毕达哥拉斯给出的。据说当他证明了勾股定理以后,欣喜若狂,杀牛百头,以示庆贺。故西方亦称勾股定理为“百牛定理”。遗憾的是,毕达哥拉斯的证明方法早已失传,我们无从知道他的证法。实际上,在更早期的人类活动中,人们就已经认识到这一定理的某些特例。除上述两个例子外,据说古埃及人也曾利用“勾三股四弦五”的法则来确定直角。但是,这一传说引起过许多数学史家的怀疑。比如说,美国的数学史家M·克莱因教授曾经指出:“我们也不知道埃及人是否认识到毕达哥拉斯定理。我们知道他们有拉绳人(测量员),但所传他们在绳上打结,把全长分成长度为3、4、5的三段,然后用来形成直角三角形之说,则从未在任何文件上得证实。”不过,考古学家们发现了几块大约完成于公元前2000年左右的古巴比伦的泥板书,据专家们考证,其中一块上面刻有如下问题:“一根长度为 30个单位的棍子直立在墙上,当其上端滑下6个单位时,请问其下端离开墙角有多远?”这是一个三边为为3:4:5三角形的特殊例子;专家们还发现,在另一块泥板上面刻着一个奇特的数表,表中共刻有四列十五行数字,这是一个勾股数表:最右边一列为从1到15的序号,而左边三列则分别是股、勾、弦的数值,一共记载着15组勾股数。这说明,勾股定理实际上早已进入了人类知识的宝库。勾股定理是几何学中的明珠,它充满魅力,千百年来,人们对它的证明趋之若鹜,其中有著名的数学家、画家,也有业余数学爱好者,有普通的老百姓,也有尊贵的政要权贵,甚至有国家总统。也许是因为勾股定理既重要又简单又实用,更容易吸引人,才使它成百次地反复被人炒作,反复被人论证。1940年出版过一本名为《毕达哥拉斯命题》的勾股定理的证明专辑,其中收集了367种不同的证明方法。实际上还不止于此,有资料表明,关于勾股定理的证明方法已有500余种,仅我国清末数学家华蘅芳就提供了二十多种精彩的证法。这是任何定理无法比拟的。(※关于勾股定理的详细证明,由于证明过程较为繁杂,不予收录。) 人们对勾股定理感兴趣的原因还在于它可以作推广。 欧几里得在他的《几何原本》中给出了勾股定理的推广定理:“直角三角形斜边上的一个直边形,其面积为两直角边上两个与之相似的直边形面积之和”。 从上面这一定理可以推出下面的定理:“以直角三角形的三边为直径作圆,则以斜边为直径所作圆的面积等于以两直角边为直径所作两圆的面积和”。 勾股定理还可以推广到空间:以直角三角形的三边为对应棱作相似多面体,则斜边上的多面体的表面积等于直角边上两个多面体表面积之和。 若以直角三角形的三边为直径分别作球,则斜边上的球的表面积等于两直角边上所作二球表面积之和。 如此等等。 2.勾股定理的验证一、【《《周髀算经》】 《周髀算经》算经十书之一。约成书于公元前二世纪,原名《周髀》,它是我国最古老的天文学著作,主要阐明当时的盖天说和四分历法。唐初规定它为国子监明算科的教材之一,故改名《周髀算经》。《周髀算经》在数学上的主要成就是介绍了勾股定理及其在测量上的应用。原书没有对勾股定理进行证明,其证明是三国时东吴人赵爽在《周髀注》一书的《勾股圆方图注》中给出的。 《周髀算经》使用了相当繁复的分数算法和开平方法。 二、【伽菲尔德证明勾股定理的故事】 1876年一个周末的傍晚,在美国首都华盛顿的郊外,有一位中年人正在散步,欣赏黄昏的美景,他就是当时美国俄亥俄州共和党议员伽菲尔德。他走着走着,突然发现附近的一个小石凳上,有两个小孩正在聚精会神地谈论着什么,时而大声争论,时而小声探讨。由于好奇心驱使,伽菲尔德循声向两个小孩走去,想搞清楚两个小孩到底在干什么。只见一个小男孩正俯着身子用树枝在地上画着一个直角三角形。于是伽菲尔德便问他们在干什么?那个小男孩头也不抬地说:“请问先生,如果直角三角形的两条直角边分别为3和4,那么斜边长为多少呢?”伽菲尔德答道:“是5呀。”小男孩又问道:“如果两条直角边长分别为5和7,那么这个直角三角形的斜边长又是多少?”伽菲尔德不假思索地回答道:“那斜边的平方一定等于5的平方加上7的平方。”小男孩又说:“先生,你能说出其中的道理吗?”伽菲尔德一时语塞,无法解释了,心里很不是滋味。 于是,伽菲尔德不再散步,立即回家,潜心探讨小男孩给他出的难题。他经过反复思考与演算,终于弄清了其中的道理,并给出了简洁的证明方法。如下:解:勾股定理的内容:直角三角形两直角边a、b的平方和等于斜边c的平方,a²+b²=c²说明:我国古代学者把直角三角形的较短直角边称为“勾”,较长直角边为“股”,斜边称为“弦”,所以把这个定理成为“勾股定理”。勾股定理揭示了直角三角形边之间的关系。举例:如直角三角形的两个直角边分别为3、4,则斜边c2= a2+b2=9+16=25则说明斜边为5。 第一章 勾股定理一、 勾股定理的内容,勾股定理是怎样得到的,从定理的证明过程中你得到了什么启示?练习:如图字母B所代表的正方形的面积是 ( ) A. 12 B. 13 C. 144 D. 194 1、在△ABC中,∠C =Rt∠. (1) 若a =2,b =3则以c为边的正方形面积 = (2) 若a =5,c =13.则b = . (3) 若c =61,b =11.则a = . (4) 若a∶c =3∶5且c =20则 b = . (5) 若∠A =60°且AC =7cm则AB = cm,BC 2 = cm2. 2、直角三角形一条直角边与斜边分别为8cm和10cm.则斜边上的高等于 cm. 3、等腰三角形的周长是20cm,底边上的高是6cm,则底边的长为 cm. 4、△ABC中,AB=AC,∠BAC=120°,AB=12cm,则BC边上的高AD = cm. 5、已知:△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB于D,BC= ,DB=2cm ,则BC cm, AB= cm, AC= cm. 6、如图,某人欲横渡一条河,由于水流的影响,实际上岸地点C偏离欲到达点B200m,结果他在水中实际游了520m,求该河流的宽度为_______。 7、在一棵树的10米高处有两只猴子,一只猴子爬下树走到离树20米处的池塘的A处。另一只爬到树顶D后直接跃到A处,距离以直线计算,如果两只猴子所经过的距离相等,则这棵树高________米。8、已知一个Rt△的两边长分别为3和4,则第三边长的平方是( )A、25 B、14 C、7 D、7或259、小丰妈妈买了一部29英寸(74cm)电视机,下列对29英寸的说法中正确的是 A. 小丰认为指的是屏幕的长度; B. 小丰的妈妈认为指的是屏幕的宽度;C. 小丰的爸爸认为指的是屏幕的周长; D. 售货员认为指的是屏幕对角线的长度10、二、 你有几种证明一个三角形是直角三角形的方法?练习:三角形的三边长为(a+b)2=c2+2ab,则这个三角形是( ) A. 等边三角形; B. 钝角三角形; C. 直角三角形; D. 锐角三角形.1、在ΔABC中,若AB2 + BC2 = AC2,则∠A + ∠C= °。2、如图,正方形网格中的△ABC,若小方格边长为1,则△ABC是( )(A) 直角三角形 (B)锐角三角形 (B) (C)钝角三角形 (D)以上答案都不对已知三角形的三边长分别是2n+1,2n +2n, 2n +2n+1(n为正整数)则最大角等于_________度.3、已知,如图,四边形ABCD中,AB=3cm,AD=4cm,BC=13cm,CD=12cm,且∠A=90°,求四边形ABCD的面积。阅读材料:三角学里有一个很重要的定理,我国称它为勾股定理,又叫商高定理。因为《周髀算经》提到,商高说过"勾三股四弦五"的话。下面介绍其中的几种证明。最初的证明是分割型的。设a、b为直角三角形的直角边,c为斜边。考虑下图两个边长都是a+b的正方形A、B。将A分成六部分,将B分成五部分。由于八个小直角三角形是全等的,故从等量中减去等量,便可推出:斜边上的正方形等于两个直角边上的正方形之和。这里B中的四边形是边长为c的正方形是因为,直角三角形三个内角和等于两个直角。如上证明方法称为相减全等证法。B图就是我国《周髀算经》中的“弦图”。下图是H.珀里加尔(Perigal)在1873年给出的证明,它是一种相加全等证法。其实这种证明是重新发现的,因为这种划分方法,labitibn Qorra(826~901)已经知道。(如:右图)下面的一种证法,是H•E•杜登尼(Dudeney)在1917年给出的。用的也是一种相加全等的证法。如右图所示,边长为b的正方形的面积加上边长为a的正方形的面积,等于边长为c的正方形面积。下图的证明方法,据说是L•达•芬奇(da Vinci, 1452~1519)设计的,用的是相减全等的证明法。欧几里得(Euclid)在他的《原本》第一卷的命题47中,给出了勾股定理的一个极其巧妙的证明,如次页上图。由于图形很美,有人称其为“修士的头巾”,也有人称其为“新娘的轿椅”,实在是有趣。华罗庚教授曾建议将此图发往宇宙,和“外星人”去交流。其证明的梗概是:(AC)2=2△JAB=2△CAD=ADKL。同理,(BC)2=KEBL所以(AC)2+(BC)2=ADKL+KEBL=(BC)2 印度数学家兼天文学家婆什迦罗(Bhaskara,活跃于1150年前后)对勾股定理给出一种奇妙的证明,也是一种分割型的证明。如下图所示,把斜边上的正方形划分为五部分。其中四部分都是与给定的直角三角形全等的三角形;一部分为两直角边之差为边长的小正方形。很容易把这五部分重新拼凑在一起,得到两个直角边上的正方形之和。事实上,婆什迦罗还给出了下图的一种证法。画出直角三角形斜边上的高,得两对相似三角形,从而有c/b=b/m,c/a=a/n,cm=b2cn=a2两边相加得a2+b2=c(m+n)=c2这个证明,在十七世纪又由英国数学家J.沃利斯(Wallis, 1616~1703)重新发现。有几位美国总统与数学有着微妙联系。G•华盛顿曾经是一个著名的测量员。T•杰弗逊曾大力促进美国高等数学教育。A.林肯是通过研究欧几里得的《原本》来学习逻辑的。更有创造性的是第十七任总统J.A.加菲尔德(Garfield, 1831~1888),他在学生时代对初等数学就具有强烈的兴趣和高超的才能。在1876年,(当时他是众议院议员,五年后当选为美国总统)给出了勾股定理一个漂亮的证明,曾发表于《新英格兰教育杂志》。证明的思路是,利用梯形和直角三角形面积公式。如次页图所示,是由三个直角三角形拼成的直角梯形。用不同公式,求相同的面积得即a2+2ab+b2=2ab+c2a2+b2=c2这种证法,在中学生学习几何时往往感兴趣。关于这个定理,有许多巧妙的证法(据说有近400种),下面向同学们介绍几种,它们都是用拼图的方法来证明的。证法1 如图26-2,在直角三角形ABC的外侧作正方形ABDE,ACFG,BCHK,它们的面积分别为c2,b2和a2。我们只要证明大正方形面积等于两个小正方形面积之和即可。过C引CM‖BD,交AB于L,连接BC,CE。因为AB=AE,AC=AG ∠CAE=∠BAG,所以 △ACE≌△AGBSAEML=SACFG (1)同法可证SBLMD=SBKHC (2)(1)+(2)得SABDE=SACFG+SBKHC,即 c2=a2+b2证法2 如图26-3(赵君卿图),用八个直角三角形ABC拼成一个大的正方形CFGH,它的边长是a+b,在它的内部有一个内接正方形ABED,它的边长为c,由图可知。SCFGH=SABED+4×SABC,所以 a2+b2=c2证法3 如图26-4(梅文鼎图)。在直角△ABC的斜边AB上向外作正方形ABDE,在直角边AC上又作正方形ACGF。可以证明(从略),延长GF必过E;延长CG到K,使GK=BC=a,连结KD,作DH⊥CF于H,则DHCK是边长为a的正方形。设五边形ACKDE的面积=S一方面,S=正方形ABDE面积+2倍△ABC面积=c2+ab (1)另一方面,S=正方形ACGF面积+正方形DHGK面积+2倍△ABC面积=b2+a2+ab. (2)由(1),(2)得c2=a2+b2证法4 如图26-5(项名达图),在直角三角形ABC的斜边上作正方形ABDE,又以直角三角形ABC的两个直角边CA,CB为基础完成一个边长为b的正方形BFGJ(图26-5)。可以证明(从略),GF的延长线必过D。延长AG到K,使GK=a,又作EH⊥GF于H,则EKGH必为边长等于a的正方形。设五边形EKJBD的面积为S。一方面S=SABDE+2SABC=c2+ab (1)另一方面,S=SBEFG+2•S△ABC+SGHFK=b2+ab+a2由(1),(2)得出论证都是用面积来进行验证:一个大的面积等于几个小面积的和。利用同一个面积的不同表示法来得到等式,从而化简得到勾股定理)图见 【各具特色的证明方法】 勾股定理是数学上证明方法最多的定理之一——有四百多种证法!但有记载的第一个证明——毕达哥拉斯的证明方法已经失传。目前所能见到的最早的一种证法,属于古希腊数学家欧几里得。他的证法采用演绎推理的形式,记载在数学巨著《几何原本》里。在中国古代的数学家中,最早对勾股定理进行证明的是三国时期吴国的数学家赵爽。赵爽创制了一幅“勾股圆方图”,用数形结合的方法,给出了勾股定理的详细证明。在这幅“勾股圆方图”中,以弦为边长得到正方形ABDE是由4个相等的直角三角形再加上中间的那个小正方形组成的。每个直角三角形的面积为ab/2;中间的小正方形边长为b-a,则面积为(b-a) 2 。于是便可得如下的式子: 4×(ab/2)+(b-a) 2 =c 2 化简后便可得: a 2 +b 2 =c 2 亦即:c=(a 2 +b 2 ) (1/2) 赵爽的这个证明可谓别具匠心,极富创新意识。他用几何图形的截、割、拼、补来证明代数式之间的恒等关系,既具严密性,又具直观性,为中国古代以形证数、形数统一、代数和几何紧密结合、互不可分的独特风格树立了一个典范。 以下网址为赵爽的“勾股圆方图”: 以后的数学家大多继承了这一风格并且有发展, 只是具体图形的分合移补略有不同而已。 例如稍后一点的刘徽在证明勾股定理时也是用以形证数的方法,刘徽用了“出入相补法”即剪贴证明法,他把勾股为边的正方形上的某些区域剪下来(出),移到以弦为边的正方形的空白区域内(入),结果刚好填满,完全用图解法就解决了问题。 以下网址为刘徽的“青朱出入图”: 勾3股4 勾股定理:在任何一个直角三角形中,两条直角边的平方之和一定等于斜边的平方。 这个定理在中国又称为"商高定理",在外国称为"毕达哥拉斯定理"。为什么一个定理有这么多名称呢?商高是公元前十一世纪的中国人。当时中国的朝代是西周,是奴隶社会时期。在中国古代大约是战国时期西汉的数学著作《周髀算经》中记录着商高同周公的一段对话。商高说:"…故折矩,勾广三,股修四,经隅五。"什么是"勾、股"呢?在中国古代,人们把弯曲成直角的手臂的上半部分称为"勾",下半部分称为"股"。商高那段话的意思就是说:当直角三角形的两条直角边分别为3(短边)和4(长边)时,径隅(就是弦)则为5。以后人们就简单地把这个事实说成"勾三股四弦五"。由于勾股定理的内容最早见于商高的话中,所以人们就把这个定理叫作"商高定理"。 毕达哥拉斯(Pythagoras)是古希腊数学家,他是公元前五世纪的人,比商高晚出生五百多年。希腊另一位数学家欧几里德(Euclid,是公元前三百年左右的人)在编著《几何原本》时,认为这个定理是毕达哥达斯最早发现的,所以他就把这个定理称为"毕达哥拉斯定理",以后就流传开了。 关于勾股定理的发现,《周髀算经》上说:"故禹之所以治天下者,此数之所由生也。""此数"指的是"勾三股四弦五",这句话的意思就是说:勾三股四弦五这种关系是在大禹治水时发现的。 勾股定理的应用非常广泛。我国战国时期另一部古籍《路史后记十二注》中就有这样的记载:"禹治洪水决流江河,望山川之形,定高下之势,除滔天之灾,使注东海,无漫溺之患,此勾股之所系生也。"这段话的意思是说:大禹为了治理洪水,使不决流江河,根据地势高低,决定水流走向,因势利导,使洪水注入海中,不再有大水漫溺的灾害,是应用勾股定理的结果。

具体如下:

勾股定理,是一个基本的几何定理,指直角三角形的两条直角边的平方和等于斜边的平方。中国古代称直角三角形为勾股形,并且直角边中较小者为勾,另一长直角边为股,斜边为弦,所以称这个定理为勾股定理,也有人称商高定理。

勾股定理现约有500种证明方法,是数学定理中证明方法最多的定理之一。勾股定理是人类早期发现并证明的重要数学定理之一,用代数思想解决几何问题的最重要的工具之一,也是数形结合的纽带之一。

在中国,周朝时期的商高提出了“勾三股四弦五”的勾股定理的特例。在西方,最早提出并证明此定理的为公元前6世纪古希腊的毕达哥拉斯学派,他们用演绎法证明了直角三角形斜边平方等于两直角边平方之和。

公元前十一世纪,数学家商高(西周初年人)就提出“勾三、股四、弦五”。编写于公元前一世纪以前的《周髀算经》中记录着商高与周公的一段对话。商高说:“……故折矩,勾广三,股修四,经隅五。”意为:当直角三角形的两条直角边分别为3(勾)和4(股)时,径隅(弦)则为5。以后人们就简单地把这个事实说成“勾三股四弦五”,根据该典故称勾股定理为商高定理。

公元三世纪,三国时代的赵爽对《周髀算经》内的勾股定理作出了详细注释,记录于《九章算术》中“勾股各自乘,并而开方除之,即弦”,赵爽创制了一幅“勾股圆方图”,用数形结合得到方法,给出了勾股定理的详细证明。后刘徽在刘徽注中亦证明了勾股定理。

关于勾股定理 勾股定理是几何学中的明珠,所以它充满魅力,千百年来,人们对它的证明趋之若骛,其中有著名的数学家,也有业余数学爱好者,有普通的老百姓,也有尊贵的政要权贵,甚至有国家总统。也许是因为勾股定理既重要又简单,更容易吸引人,才使它成百次地反复被人炒作,反复被人论证。1940年出版过一本名为《毕达哥拉斯命题》的勾股定理的证明专辑,其中收集了367种不同的证明方法。实际上还不止于此,有资料表明,关于勾股定理的证明方法已有500余种,仅我国清末数学家华蘅芳就提供了二十多种精彩的证法。这是任何定理无法比拟的。 在这数百种证明方法中,有的十分精彩,有的十分简洁,有的因为证明者身份的特殊而非常著名。 在国外,尤其在西方,勾股定理通常被称为毕达哥拉斯定理.这是由于,他们认为最早发现直角三角形具有“勾2+股2=弦2”这一性质并且最先给出严格证明的是古希腊的数学家毕达哥拉斯(Pythagoras,约公元前580-公元前500). 实际上,在更早期的人类活动中,人们就已经认识到这一定理的某些特例.除我国在公元前1000多年前发现勾股定理外,据说古埃及人也曾利用“勾三股四弦五”的法则来确定直角.但是,这一传说引起过许多数学史家的怀疑.比如,美国的数学史家M·克莱因教授曾经指出:“我们也不知道埃及人是否认识到毕达哥拉斯定理.我们知道他们有拉绳人(测量员),但所传他们在绳上打结,把全长分成长度为3、4、5的三段,然后用来形成直角三角形之说,则从未在任何文件上得到证实.”不过,考古学家们发现了几块大约完成于公元前2000年左右的古巴比伦的泥版书,据专家们考证,其中一块上面刻有如下问题:“一根长度为30个单位的棍子直立在墙上,当其上端滑下6个单位时,请问其下端离开墙角有多远?”这是一个三边为3:4:5三角形的特殊例子;专家们还发现,在另一块版板上面刻着一个奇特的数表,表中共刻有四列十五行数字,这是一个勾股数表:最右边一列为从1到15的序号,而左边三列则分别是股、勾、弦的数值,一共记载着15组勾股数.这说明,勾股定理实际上早已进入了人类知识的宝库. 证明方法: 先拿四个一样的直角三角形。拼入一个(a+b)的正方形中,中央米色正方形的面积:c2 。图(1)再改变三角形的位置就会看到两个米色的正方形,面积是(a2 , b2)。图(2)四个三角形面积不变,所以结论是:a2 + b2 = c2 勾股定理的历史: 商高是公元前十一世纪的中国人.当时中国的朝代是西周,是奴隶社会时期.在中国古代大约是战国时期 西汉的数学著作 《周髀 算经》中记录着商高同周公的一段对话.商高说:"…故折矩,勾广三,股修四,经隅五."商高那段话的意思就是说:当直角三角形的两条直角边分别为3(短边)和4(长边)时,径 隅(就是弦)则为5.以后人们就简单地把这个事实说成"勾三股四弦五".这就是著名的勾股定理. 关于勾股定理的发现,《周髀算经》上说:"故禹之所以治天下者,此数之所由生也.""此数"指的是"勾 三股四弦五",这句话的意思就是说:勾三股四弦五这种关系是在大禹治水时发现的. 赵爽: •东汉末至三国时代吴国人 •为《周髀算经》作注,并著有《勾股圆方图说》.赵爽的这个证明可谓别具匠心,极富创新意识.他用几何图形的截,割,拼,补来证明代数式之间的恒 等关系,既具严密性,又具直观性,为中国古代以形证数,形数统一,代数和几何紧密结合,互不可分的 独特风格树立了一个典范.以后的数学家大多继承了这一风格并且代有发展.例如稍后一点的刘徽在证明 勾股定理时也是用的以形证数的方法,只是具体图形的分合移补略有不同而已. 中国古代数学家们对于勾股定理的发现和证明,在世界数学史上具有独特的贡献和地位.尤其是其中 体现出来的"形数统一"的思想方法,更具有科学创新的重大意义.事实上,"形数统一"的思想方法正 是数学发展的一个极其重要的条件.正如当代中国数学家吴文俊所说:"在中国的传统数学中,数量关系 与空间形式往往是形影不离地并肩发展着的......十七世纪笛卡儿解析几何的发明,正是中国这种传统思 想与方法在几百年停顿后的重现与继续." 中国最早的一部数学著作——《周髀算经》的开头,记载着一段周公向商高请教数学知识的对话: 周公问:"我听说您对数学非常精通,我想请教一下:天没有梯子可以上去,地也没法用尺子去一段 一段丈量,那么怎样才能得到关于天地得到数据呢?" 商高回答说:"数的产生来源于对方和圆这些形体的认识.其中有一条原理:当直角三角形'矩' 得到的一条直角边'勾'等于3,另一条直角边'股'等于4的时候,那么它的斜边'弦'就必定是5.这 个原理是大禹在治水的时候就总结出来的。

勾股定理 最近我们学习了“勾股定理”。它是初等几何中的一个基本定理,是指“在直角三角形中,两条直角边的平方和等于斜边的平方。”这个定理虽然只有简单的一句话,但它却有着十分悠久的历史,尤其是它那“形数结合”、“形数统一”的思想方法,启迪和促进了我国乃至世界的数学发展。 勾股定理在西方被称为毕达哥拉斯定理,相传是古希腊数学家毕达哥拉斯于公元前550年首先发现的。其实,我国古代人民对这一数学定理的发现和应用,远比毕达哥拉斯要早得多。在我国最早的数学著作《周髀算经》的开头,有一段周公与商高的“数学对话”: 周公问:“听说您对数学非常精通,我想请教一下:我们一没有登天的云梯,二没有丈量整个地球的尺子,那么我们怎样才能得到关于天地之间的数据呢?” 商高回答说:“我们已经在实践中总结出了一些了解天地的好方法。如当直角三角形(矩)的一条直角边(勾)等于3,另一条直角边(股)等于4的时候,那么它的斜边(弦)就必定是5。这就叫做勾股弦定理,是在大禹治水的时候就总结出来的一个定理。” 如果说大禹治水因年代久远而无法确切考证的话,那么周公与商高的对话则可以确定在公元前1100年左右的西周时期,这就比毕达哥拉斯要早五百多年。其中所说的勾3股4弦5,正是勾股定理的一个应用特例。 现总结勾股定理证明方法如下: 证明方法一:取四个与Rt△ABC全等的直角三角形,把它们拼成如图所示的正方形。 如图,正方形ABCD的面积 = 4个直角三角形的面积 + 正方形PQRS的面积 ∴ ( a + b )2 = 1/2 ab × 4 + c2 a2 + 2ab + b2 = 2ab + c2 故 a2 + b2 =c2 证明方法二: 图1中,甲的面积 = (大正方形面积) - ( 4个直角三角形面积)。 图2中,乙和丙的面积和=(大正方形面积)-( 4个直角三角形面积)。 因为图1和图2的面积相等, 所以甲的面积=乙的面积+丙的面积 即:c2 = a2 + b2 证明方法三: 四个直角三角形的面积和 +小正方形的面积 =大正方形的面积, 2ab + ( a -b ) 2 = c2, 2ab + a2 - 2ab + b2 = c2 故 a2 + b2=c2 证明方法四: 梯形面积 = 三个直角三角形的面积和 1/2 × ( a + b ) × ( a + b ) = 2 × 1/2 × a × b + 1/2 × c × c (a + b )2 = 2ab + c2 a 2 + 2ab + b2 = 2ab + c2 故 a2 + b2=c2 这是常用的四种方法,下面是另外的四种方法: 【证法1】(梅文鼎证明) 做四个全等的直角三角形,设它们的两条直角边长分别为a、b ,斜边长为c. 把它们拼成如图那样的一个多边形,使D、E、F在一条直线上. 过C作AC的延长线交DF于点P. ∵ D、E、F在一条直线上, 且RtΔGEF ≌ RtΔEBD, ∴ ∠EGF = ∠BED, ∵ ∠EGF + ∠GEF = 90°, ∴ ∠BED + ∠GEF = 90°, ∴ ∠BEG =180º―90º= 90º. 又∵ AB = BE = EG = GA = c, ∴ ABEG是一个边长为c的正方形. ∴ ∠ABC + ∠CBE = 90º. ∵ RtΔABC ≌ RtΔEBD, ∴ ∠ABC = ∠EBD. ∴ ∠EBD + ∠CBE = 90º. 即 ∠CBD= 90º. 又∵ ∠BDE = 90º,∠BCP = 90º,

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