Question

如何因式分解来解一元三次方程？

Answer 1

一元三次方程的求根公式用通常的演绎思维是作不出来的，用类似解一元二次方程的求根公式的配方法只能将型如ax^3+bx^2+cx+d+0的标准型一元三次方程形式化为x^3+px+q=0的特殊型。
一元三次方程的求解公式的解法只能用归纳思维得到，即根据一元一次方程、一元二次方程及特殊的高次方程的求根公式的形式归纳出一元三次方程的求根公式的形式。归纳出来的形如 x^3+px+q=0的一元三次方程的求根公式的形式应该为x=A^(1/3)+B^(1/3)型，即为两个开立方之和。归纳出了一元三次方程求根公式的形式，下一步的工作就是求出开立方里面的内容，也就是用p和q表示A和B。方法如下：
（1）将x=A^(1/3)+B^(1/3)两边同时立方可以得到
（2）x^3=(A+B)+3(AB)^(1/3)(A^(1/3)+B^(1/3))
（3）由于x=A^(1/3)+B^(1/3)，所以（2）可化为
x^3=(A+B)+3(AB)^(1/3)x，移项可得
（4）x^3－3(AB)^(1/3)x－(A+B)＝0，和一元三次方程和特殊型x^3+px+q=0作比较，可知
（5）－3(AB）^（1/3）＝p,－(A+B)=q，化简得
（6）A+B＝－q，AB＝-（p/3）^3
（7）这样其实就将一元三次方程的求根公式化为了一元二次方程的求根公式问题，因为A和B可以看作是一元二次方程的两个根，而(6)则是关于形如ay^2+by+c=0的一元二次方程两个根的韦达定理，即
（8）y1＋y2＝－（b/a）,y1*y2=c/a
(9)对比（6）和（8），可令A＝y1，B＝y2，q＝b/a，-（p/3）^3＝c/a
(10)由于型为ay^2+by+c=0的一元二次方程求根公式为
y1＝－（b＋（b^2－4ac）^(1/2)）/(2a)
y2＝－（b－（b^2－4ac）^(1/2)）/(2a)
可化为
(11)y1＝－(b/2a)-((b/2a)^2-(c/a))^(1/2)
y2＝－(b/2a)+((b/2a)^2-(c/a))^(1/2)
将(9)中的A＝y1，B＝y2，q＝b/a，-（p/3）^3＝c/a代入（11）可得
(12)A＝－(q/2)-((q/2)^2＋（p/3）^3）^(1/2)
B＝－(q/2)+((q/2)^2＋（p/3）^3）^(1/2)
(13)将A，B代入x=A^(1/3)+B^(1/3)得
(14)x=（－(q/2)-((q/2)^2＋（p/3）^3）^(1/2)）^(1/3)+（－(q/2)+((q/2)^2＋（p/3）^3）^(1/2)）^(1/3)
式 (14)只是一元三方程的一个实根解，按韦达定理一元三次方程应该有三个根，不过按韦达定理一元三次方程只要求出了其中一个根，另两个根就容易求出了。

Answer 2

中学阶段的高次方程一般都能简单分解，

先试一些简单的整数根如 -1，0，1 等，如果满足就可确定一个因子，然后凑另一个因子的系数。
如 x^3-2x^2-19x+20 ，系数和为 0，说明有因子 x-1 ，
然后 x^3 - 2x^2 - 19x + 20=(x-1)(x^2+ax+b)，展开比较系数有 a-1= -2 ，-1*b= 20 ，

所以 x^3 - 2x^2 - 19x + 20=(x-1)(x^2-x-20) ，

最后用十字相乘分解 x^2-x+20=(x+4)(x-5) 。

类似地，可以分解 x^4 + 11x^3 +38x^2 +40x=x(x+2)(x+4)(x+5) 。

Answer 3

中学阶段的高次方程一般都能简单分解，

先试一些简单的整数根如 -1，0，1 等，如果满足就可确定一个因子，然后凑另一个因子的系数。
如 x^3-2x^2-19x+20 ，系数和为 0，说明有因子 x-1 ，
然后 x^3 - 2x^2 - 19x + 20=(x-1)(x^2+ax+b)，展开比较系数有 a-1= -2 ，-1*b= 20 ，

所以 x^3 - 2x^2 - 19x + 20=(x-1)(x^2-x-20) ，

最后用十字相乘分解 x^2-x+20=(x+4)(x-5) 。

类似地，可以分解 x^4 + 11x^3 +38x^2 +40x=x(x+2)(x+4)(x+5) 。

Answer 4

令f(t)=t^3-3t^2+16t+52
若能分解，设原式=t^3-3t^2+at+bt+52
（a+b=16）
即t^3-3t^2+at可以因式分解，bt+52可以因式分解并且有公因式。

t^3-3t^2+at可以分解，即a=2，-10，-4，-18

检验得a=2
即f(t)=(t-2)(t^2-5t+26)

对于三次方程有两种解法：分解因式一般都不太好分，直接上卡尔丹公式特别麻烦，所以不属于中高考范围

Answer 5

一元三次方程经数学家研究是不可能有求根公式的，
所以一元三次方程只能用因式分解的方法解。

a^3-2a^2-a+7=5
a^3-2a^2-a+2=0
a^3-a-2a^2+2=0
a(a^2-1)-2(a^2-1)=0
(a-2)(a+1)(a-1)=0

所以a=2,a=-1,a=1一共三个解