1.   n次方程式到底有沒有解

  一個實係數的n次方程式,不一定有實數解。例如x2+1=0就沒有實數解,
 
為此我們引進了複數,在複數系中,x2+1=0有兩個複數根i
-i。但就一般
 
n次方程式,在複數系中,是不是一定有根呢?這個存在性的問題,在
 
西元1799年時,德國數學家高斯(Gauss 1777
-1855)在他的博士論文中證明
 
了在複數系中,n次方程式一定有根,它所討論的方程式不限於實係數而是
 
複數的係數,但實數亦可看作是複數,所以這個結果亦可用到實係數的n
 
次方程式。我們將高斯的結果寫成下列的定理:
  代數基本定理:每一個n次方程式,只要n
³1,就至少有一個複數根。
  有了代數基本定理之後,我們不用擔心是否要為了找根而要一直擴展數系,
  因為它告訴我們,一個複係數的n次方程式,在複數系中,一定有複數根。
  所以我們只要將數系擴展到複數系,就解方程式而言就足夠了。

2.   一個方程式到底有幾個解

  一次方程式恰有一個根,二次方程式如果重根算是兩個,那麼二次方程式就恰有兩個根。
  一般而言,如果計算重根的個數,(重根算二個、三重根算三個,…)那麼根據代數基本定理以及因式定理,我們

  可推得以下定理:n次方程式就恰有n個根

 

3.   解的性質
實係數n次方程式虛根成對:

 定理一:若f(x)=anxn+an-1xn-1+…+a1x+a0為一實係數n次多項式,z為一個複數,則         

    定理二:設f(x)=anxn+an-1xn-1+…+a1x+a0=0為一實係數n次方程式,
     
zf(x)=0的一根,則共軛虛數 亦為f(x)=0的一根。


    
 一般來說

       (a)f(x)=0為一個奇數次的實係數方程式,一定有實根。
       (b)f(x)=0為一個偶數次的實係數方程式,一定有偶數個實根。(可能沒有實根
)

4.    解根的方法

          整係數的n次方程式找有理根
(a)
一次因式檢驗定理
 
f(x)=anxn+an
-1xn-1+…+a1x+a0為一個整係數n次多項式,若整係數一次式
  ax
-bf(x)的因式,且a,b互質,則a|anb|a0
(b)
有理根檢驗定理:
 
f(x)=anxn+an
-1xn-1+…+a1x+a0=0為一個整係數n次方程式,若      f(x)=0之一有理根,a,b為整數且互

  質,則a|anb|a0

5.   無理根:

利用整係數一次因式檢驗定理,可解決有理根的問題,但是就一般的方程式而言,要找出解,尤其是高次的方程式,通常不是一件容易的事情。
例如:f(x)=x5+3x2
-7x+2=0,由於它是整係數的5次多項式,所以一定有實根,先考慮是否有理根,根據牛頓定理,x=±1±2逐一代入多項函數f(x)中,去看f(x)值的變化:

             

 

可以看出,f(x)=0並無有理根,因為它一定有實根,所以它的實根必為無理根。通常我們無法直接求出f(x)=0無理根的形式,只能求得它的近似值。
推廣這個概念可得以下的定理:

  勘根定理
    設f(x)=0為實係數n次多項方程式,a,b是兩個實數,
    f(a)
×f(b)<0,則在a,b之間至少有一個f(x)=0的實根。

                                       

 

注意從觀察圖形可知,當f(a)×f(b)<0時,則a,b之間的根必有奇數個根。
    
 
‚從圖形的觀察,當f(a)×f(b)>0
時,f(x)=0a,b之間可能有根,也可能無根,但若有根一定是偶數個根。