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四次方程式の一般的解法(1)

耕一  この方法はそのまま文字にしてもできます. 一般の四次方程式

\begin{displaymath}
x^4+ax^3+bx^2+cx+d=0
\end{displaymath}

$x=X-\dfrac{a}{4}$とすると X の三次の項が消える.

\begin{displaymath}
X^4+ \left(- \frac{3}{8}a^2+b \right)X^2+ \left( \frac{1}{8}...
...ght)X
- \frac{3}{4^4}a^4+ \frac{1}{16}a^2b- \frac{1}{4}ac+d=0
\end{displaymath}

したがって,はじめから

\begin{displaymath}
x^4+px^2+qx+r=0
\end{displaymath}

としてよい.このとき

\begin{displaymath}
x^4+px^2+qx+r=(x^2+a)^2-b(x+c)^2
\end{displaymath}

となるようにする.

\begin{displaymath}
\left\{
\begin{array}{l}
p=2a-b\\
q=-2bc\\
r=a^2-bc^2
\end{array}\right.
\end{displaymath}

これから $b$ の三次方程式

\begin{displaymath}
b^3+2pb^2+(p^2-4r)b-q^2=0
\end{displaymath}

を得る.この $b$ の値を三次方程式の解を求める方法によって定める.

それによって定める二つの二次方程式

\begin{displaymath}
x^2+a-b^{ \frac{1}{2}}(x+c)=0,\ x^2+a+b^{ \frac{1}{2}}(x+c)=0
\end{displaymath}

から,四次方程式の四つの根が求まる.
ただし $b^{ \frac{1}{2}}$ は2乗すれば $b$ となる二つの複素数の一方を表す.

南海  よくまとまっている. これが「フェラーリ(Lodovico Ferrari 1552〜1565)の方法」よ呼ばれるものである.



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