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根号 9 就是 √9,√9 = 3。
9 的平方根 相当于 一元 二 次代数方程:
x² - 9 = 0 ⑴
的根。具体为:
x = ±√9 = ±3
这符合 代数基本定理(推论):
一元 n 次代数方程 在复数域 C 恰有 n 个根(有可能重复)。
方程 ⑴ 是 2 次方程 故 有 两个 根 ±3 。
而,事实上,方程 ⑴ 可以分解为:
(x - 3)(x + 3) = 0
这也从另外一个侧面,说明了 代数基本定理。
考虑 一元 n(> 0) 次代数方程:
xⁿ - 1 = 0 ⑵
解:
因为是在 复数域 考虑问题,于是令:
其中,r, θ 为实数, r > 0 是模,0 ≤ θ < 2π 是辐角。
将上式,带入方程 ⑵ 有:
利用欧拉公式:
有:
由于 r 是实数 所以 r⁻ⁿ 也是实数,故:
sin(nθ) = 0 ①
cos(nθ) = r⁻ⁿ ②
根据三角函数的知识由 ① 得出:
cos(nθ) = ±1
而 r > 0 故 r⁻ⁿ > 0 再结 ② 得到:
r⁻ⁿ = 1 ③
cos(nθ) = 1 ④
因为 n > 0 所以 ③ 解得:
r = 1
由 ④ 得到:
nθ = 2kπ
θ = 2kπ/n
因为 0 ≤ θ < 2π,故 k 取值 0, 1, 2, ..., n-1。
最终,解得 方程 ⑵ 的根为:
这些根刚好在复平面的 单位圆上,并将 单位圆 n 等分:
注: 在代数中,方程 ⑵ 的根称为 单位根,方程 ⑵ 所有跟 在乘法下 组成 一个 群,称为 n 次 单位根群。它在 Galois 理论中 起重要作用。
进而,对于 一元 n(> 0) 次代数方程:
xⁿ - a = 0 ⑶
同理,可以解的根为:
这些根分布在 复平面上 圆心为原点,半径为 |√a| 圆上,并将 该园 n 等分。
方程 ⑶ 的根 只是 对 方程 ⑵ 的根 乘以因子 √a 的结果。方程 ⑴ 只不过是 方程 ⑶ 的 n = 2, a = 9 的特殊形式,于是 方程 ⑴ 的根是 对 方程:
xⁿ - 1 = 0 ⑷
的根,乘以 根号9 的结果。
所以:
9的平方根 是 方程 ⑷的 根 乘以 根号9 结果:
(本人数学水平有限,以上答案仅供题主和大家参考,同时欢迎各位老师批评指正。)
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