方程求解
简介
考虑一个具一般性的例子,有一个以下的方程:
其中x1,...,xn为未知数,而c为常数。其解为反像集合的成员
其中T1×···×Tn为函数ƒ的定义域。注意解集合可能为空集合(没有解)、单元素集合(唯一解)、有限个元素的集合及无限多个元素的集合(有无限多的解)。
例如,以下的方程:
其未知数为x, y及z,可以在等式二侧同减21z,得到以下的式子:
以此例而言,方程不会只有唯一解,方程解的个数有无限多个,可以写为以下的集合
其中一个特殊解为x = 0, y = 0, z = 0,而x = 3, y = 6, z = 1和x = 8, y = 9, z = 2也是其解。解集合描述一个三维空间中,恰好穿过上述三个点的平面。
解集合
若解集合(英语:solution set)为空集合,表示不存在xi使得以下方程成立
其中c为一特定常数。
例如考虑一个经典的单变数例子,考虑定义域为整数的平方函数ƒ:
考虑以下方程
其解集合为{},是空集合。因为2不是任何整数的平方,因此不可能找到整数可以使以上方程成立。但若修改函数的定义域,将其定义域改为所有实数,则上式有二个解,其解集合为
有些方程的解集合可能形成一个平面或曲面。例如在学习基础数学时,有提及形式为ax + by = c的方程,其中a, b, and c 都是实数的常数,且a和b至少有一个不为零,其解集合形成向量空间R中的一条直线。不过有些解集合不易用图解表示,例如ax + by + cz + dw = k(a, b, c, d, and k为实数的常数)的解集合会形成超平面。
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