Главная » Статьи » Математика » Математика

Диспут и формула Кардано_2-я часть


Формула Кардано

 Если воспользоваться современным математическим языком и современной символикой, то вывод формулы Кардано может быть найден с помощью следующих в высшей степени элементарных соображений:

пусть нам дано общее уравнение 3-й степени:

     ax3+3bx2+3cx+d=0                                        (1)



Если положит



    ,
то мы приведем уравнение (1)
к виду


  


                                                          (2

где 

   ,



Введем новое неизвестное U с помощью равенства


.

Внося это выражение в (2), получим

                                       (3

Отсюда



следовательно



 

Если числитель и знаменатель второго слагаемого умножить на выражение

   



и учесть, получающееся в результате выражение для u оказываетсясимметричным относительно знаков «+» и «-», то окончательно получим




    
(Произведение кубических радикалов в последнем равенстве должно равняться p ).


Это и есть знаменитая формула Кардано. Если перейти от y вновь к x,

то получим формулу, определяющую корень общего уравнения   3-й степени. Молодой человек, так безжалостно обошедшийся с Тарталья, разбирался в математике столь же легко, как и в правах неприхотливой тайны. Феррари
находит способ решения уравнения 4-й степени. Кардано поместил этот способ в свою книгу. Что же представляет собой этот способ?

Пусть         

                             (1)


общее уравнение 4-й степени.



Если положит,то  уравнение (1) можно привести к виду


    

,                                                
(2)


где p,q,r – некоторые коэффициенты, зависящие от a,b,c,d,e.Легко видеть, что это уравнение можно записать в таком виде:

    

        (3)


В самом деле, достаточно раскрыть скобки, тогда все члены, содержащие t, взаимно уничтожается, и мы возвратимся к уравнению (2). Выберем параметр t так ,чтобы правая часть уравнения (3) была полным квадратом относительно y. Как известно, необходимым и достаточным условием этого является обращение в нуль дискриминанта из коэффициентов трехчлена (относительно y), стоящего справа:

    

                               (4)



Получили полное кубическое уравнение, которое мы уже можем решить. Найдем какойлибо его корень и внесем его в уравнение (3), теперь примет вид


    

.

Отсюда

    

.
Это квадратное уравнение. Решая его, можно найти корень уравнения(2), а следовательно и (1).

За 4 месяца до смерти Кардано закончил свою автобиографию, которою он
напряженно писал весь последний год и которая должна была подвести итог его сложной жизни. Он чувствовал приближение смерти. По некоторым сведениям его собственный гороскоп связывал его кончину с 75- летием. Он умер 21сентября 1576г. за 2 дня до годовщины. Имеется версия, что он покончил с собой в ожидании неминуемой смерти или даже чтобы подтвердить гороскоп. В любом случае Кардано – астролог относился к гороскопу серьезно.

Замечание о формуле Кардано



 Проанализируем формулу для решения уравнения


в вещественной области. Итак,
При вычислении x нам приходится извлекать в начале квадратный корень, а


затем кубический. Мы сможем извлечь квадратный корень, оставаясь в вещественной области, если


.


Два значения квадратного корня, отличающихся знаком, фигурируют в разных слагаемых для x. Значения кубического корня в вещественной области единственно и получается единственный вещественный корень x при


. Исследуя график кубического трехчлена ,нетрудно убедиться, что он в самом деле имеет

единственный вещественный кореньпри . При
 

имеется три вещественных корня. При


 


имеется двукратный вещественный корень и однократный, а при -трехкратный корень x=0.
Продолжим исследование формулы при . Оказывается. Что если при этом уравнение с целыми

коэффициентами имеет целочисленный корень, при вычислении его по формуле

могут возникнуть промежуточные иррациональности. Например, уравнение


 


имеет единственный корень (вещественный) – x=1. Формула Кардано дает для этого единственного вещественного корня выражение

Значит,


Но фактически любое доказательство предполагает использование того, что это выражение


является корнем уравнения . Если же не угадать того, при преобразовании будут

возникать неистребимыекубические радикалы.

О проблеме Кардано – Тартальи вскоре забыли. Формулу для решения кубического уравнения связали с «Великим искусством» и постепенно стали называть формулой Кардано.

У многих возникало желание восстановить истинную картину событий в ситуации,

когда их участники несомненно не говорили всей правды. Для многих было важно установить степень вины Кардано. К концу XIX века часть дискуссий стала носить характер серьезных историко-математических исследований. Математики поняли, какую большую роль в конце XVI века сыграли работы Кардано. Стало
ясно то, что еще раньше отмечал Лейбниц: «Кардано был великим человеком при всех его недостатках; без них он был бы совершенством».

    

Категория: Математика | Добавил: alexlat (24.04.2012)
Просмотров: 604 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]