立方根

[[File:Cube root.svg|right|thumb|288px|y = \sqrt[3]{x} \quad (x \ge 0)的图像]]
如果一個數x的立方等於a,那麼這個數x就是a的立方根,其中a稱為被開方數,而x可以是正數、0、負數或虚数。例如3的立方為27,那麼這個數3就是27的一个立方根(在实数范围内)。若x是正實數,這個乘積相當於一個邊長為x的立方体的体積。

符號
在实数系中,实数a的立方根通常用\sqrt[3]{a}表示,可读作「a的立方根」,「立方根a」或「根號a開三次方」。

值得注意的是,实数a的立方根在複數系中可能有1个或者3个,但在实数系中有且仅有1个。即在实数系中,实数a的立方根唯一确定。習慣上,三次根号\sqrt[3]{a}僅用来表示實數解。例如:\sqrt[3]{1}仅表示实数1,而不表示複數\frac{-1+\sqrt{3}i}{2},与\frac{-1-\sqrt{3}i}{2}。

1的立方根
即解x^3=1,解法如下:
:\Rightarrow x^3 - 1 = 0
:\Rightarrow (x - 1)(x^2 + x + 1) = 0(立方差)
:\Rightarrow x - 1 = 0或x^2 + x + 1 = 0
:\Rightarrow x = 1或x = \frac{-1 \pm \sqrt{3}i}{2}(公式解)

令\omega = \frac{-1+\sqrt{3}i}{2},則\omega^2 = \frac{-1-\sqrt{3}i}{2};反之,令\omega = \frac{-1-\sqrt{3}i}{2},則\omega^2 = \frac{-1+\sqrt{3}i}{2}。由以上的式子可看出\omega的特性有:
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  • (將\omega代回x^3=1求得)

故\omega可代表\frac{-1\pm\sqrt{3}i}{2}中的任何一數,即\omega為1的立方虛根。

數值方法

  • 牛頓法:x_{i+1} = \frac{1}{3} \left(\frac{a}{x_i^2} + 2x_i\right)
  • :x_{i+1} = x_i \left(\frac{x_i^3 + 2a}{2x_i^3 + a}\right)
  • 竖式法:参见词条竖式#开立方。

符号史
1220年意大利人斐波那契第一次使用\operatorname{R}x來表達立方根,\operatorname{R}源于拉丁文的首字母,意思为“根、方根”。

十七世紀初時,法國數學家笛卡兒(1596-1650)在他的著作幾何學中第一次使用不連續的「√」及「 ̄」表示根號,其中“√”为小写r的变形。到了18世纪中叶,数学家卢贝()将前面的方根符号与线括号一笔写成,并将根指数写在根号的左上角,以表示高次方根(根指数为2时,省略不写)。从而,形成了我们现在所用的开方符号\sqrt{\color{white} x}。

參見

  • 方根

外部連結
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