通过MCP连接 →

输入计算

数学公式

Show calculation steps (1)
  1. Depressed Quartic (Substitution)

    Depressed Quartic (Substitution): 一元四次方程求解器

    With x = y - B/4 and monic coefficients B=b/a, C=c/a, D=d/a, E=e/a, the quartic reduces to y^4 + p y^2 + q y + r = 0 which Ferrari method solves.

广告

结果

四次方程的四个根
x1
-2
x2
1
x3
3
x4
5
求解方法 费拉里法(预解三次方程)
根的个数 4(在复平面内,计入重数)

什么是四次方程求解器?

本计算器用于求解形如 \(ax^{4} + bx^{3} + cx^{2} + dx + e = 0\) 的一元四次(四阶)多项式方程,并给出全部四个根。它采用费拉里法(Ferrari's method)——一种精确的代数求解技术,因此能够直接给出实根和复根的精确值,而非依靠数值迭代逼近。任何实系数的四次方程在复平面上都恰好有四个根,且其中的复根总是成共轭对出现。

在四个根点处与x轴相交的四次曲线
四次方程最多可有四个实根,即其曲线与x轴相交之处。

使用方法

依次输入五个系数 a、b、c、d 和 e。首项系数 a 必须不为零,否则方程就不是四次方程。如果你的多项式缺少某些项,将对应系数留作 0 即可。点击计算,即可看到 x1 至 x4 四个根。实根不含虚部;复根则以 \(p + qi\) 的形式显示。

公式原理

首先,方程两边同除以 a,化为首项系数为 1 的首一形式。接着作代换 \(x = y - \tfrac{b}{4a}\),得到一个不含三次项的简化(缺项)四次方程 \(y^{4} + p\,y^{2} + q\,y + r = 0\)。随后,费拉里法求出一个预解三次方程(resolvent cubic)的一个实根 \(m\),从而把简化四次方程拆解为两个二次因式的乘积。对每个二次方程套用复数二次求根公式,可得到四个 \(y\) 值;再通过 \(x = y - \tfrac{b}{4a}\) 还原,便得到原方程的四个根。

费拉里方法将四次方程化为三次方程和两个二次方程的流程图
费拉里方法将四次方程化为一个预解三次方程和两个二次因式。

实例演示

以 \(x^{4} - 7x^{3} + 5x^{2} + 31x - 30 = 0\)(即 \(a=1, b=-7, c=5, d=31, e=-30\))为例,该多项式可分解为 \((x-1)(x+2)(x-3)(x-5)\)。求解器返回 \(x1 = -2\)、\(x2 = 1\)、\(x3 = 3\)、\(x4 = 5\),四个根全部为实数。

常见问题

能处理复根吗? 可以。例如 \(x^{4} + 1 = 0\),求解器会返回 \(-1\) 的四个复四次方根,约为 \(\pm 0.7071 \pm 0.7071i\)。

如果 a 等于零会怎样? 此时方程不再是四次方程,计算器会提示错误;请改用三次方程或二次方程求解器。

能处理重根吗? 可以。例如 \((x-2)^{4} = 0\),求解器会返回 \(x = 2\),重复四次。

最后更新: