非整数次方程有多少解?

文摘   2024-12-12 13:10   四川  

代数基本定理(代数基本定理)指出,任意一个n(n≥1)次复系数多项式都有n个复根。也就是说,一元一次方程有一个复数解,一元二次方程有两个复数解,一元三次方程有三个复数解,…那么非整数次方程有多少个复数解呢?


为了回答这个问题,我们可以从简单的非整数次方程出发,例如

xm=1

其中,m不一定为整数。上述方程可以转化为

为了计算1在复数域上的自然对数Ln(1),可以用前面介绍的方法(ln(-1)=?),设

Ln(1)=z+wi

其中z和w均为实数。从而根据欧拉公式(用幂级数证明欧拉公式)可以得到

根据|1|=1可知

z=0

进一步可以得到

w=2kπ,k∈Z

所以

Ln(1)=2kπi,k∈Z

从而有

所以当m不是整数,但是有理数时,方程仍然有有限个解;当m是无理数时,方程有无数个解


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