Hallar el discriminante y las raíces de un polinomio

¿Cómo se determina el discriminante de un polinomio? Sé que para una función cuadrática, las raíces (donde F ( X ) = 0 ) son encontrados por

X = b ± Δ 2 a

y aquí Δ es el discriminante. El discriminante es lo que define la naturaleza de las raíces (si serán reales o complejas, dependiendo de si Δ > 0 o Δ < 0 ).

¿Cómo determinas el discriminante de un polinomio cúbico y polinomios superiores?
Con respecto a los polinomios cuadráticos:

X = b ± Δ 2 a
se encuentra completando el cuadrado, lo que se puede hacer con todos los polinomios cuadráticos, y luego se aplica esta fórmula para encontrar las raíces.
Pero para polinomios cúbicos, polinomios cuátricos, grado 7 polinomios, etc,..., ¿cómo se encuentran las raíces? (También, ¿cómo se determina el discriminante?)

Si tienes un polinomio cúbico, a veces puedes factorizarlo y convertirlo en un polinomio cuadrático multiplicado por otro término:

9 t 3 18 t 2 + 6 = 3 t ( 3 t 2 6 t + 2 )
pero hay casos en los que no puedes simplificarlo así, ¿verdad?

Entonces, solo tengo curiosidad sobre cómo encontrar las raíces/discriminante en polinomios de mayor grado.

Hay métodos explícitos para polinomios hasta el grado 4 . Después de eso, todos los polinomios de mayor grado solo tienen fórmulas para formas específicas. El teorema fundamental que trata con polinomios garantiza raíces en los números complejos, pero no hay garantía de que sean fáciles de encontrar. Busque los resultados debido a Galois y cómo ver las raíces de un polinomio como un conjunto.
El comentario de @abiessu solo se aplica a las raíces, no al discriminante. Este último siempre se puede calcular de forma explícita.

Respuestas (2)

Si un polinomio se da numéricamente, (coeficientes a 0 . . a norte se dan), el método resultante se puede utilizar para obtener un valor numérico del discriminante. Los coeficientes del polinomio y su derivada se ponen en una matriz de Sylvester (n+2) al cuadrado . Entonces el determinante es el discriminante buscado. Donde escribir el discriminante de una matriz que contiene símbolos es prohibitivo, el discriminante se puede calcular rápidamente numéricamente utilizando los paquetes de matrices existentes en O ( norte 3 ) tiempo.

esta muy bien explicado en

http://www2.math.uu.se/~svante/papers/sjN5.pdf

Este es el ejemplo 4.7

Si F ( X ) = a X 4 + b X 3 + C X 2 + d X + mi , entonces el Teorema 3.3 da

a b C d mi 0 0 0 a b C d mi 0 0 0 a b C d mi 4 a 3 b 2 C d 0 0 0 0 4 a 3 b 2 C d 0 0 0 0 4 a 3 b 2 C d 0 0 0 0 4 a 3 b 2 C d

= b 2 C 2 d 2 4 b 2 C 3 mi 4 b 3 d 3 + 18 b 3 C d mi 27 b 4 mi 2 4 a C 3 d 2 + dieciséis a C 4 mi + 18 a b C d 3 80 a b C 2 d mi 6 a b 2 d 2 mi + 144 a b 2 C mi 2 27 a 2 d 4 + 144 a 2 C d 2 mi 128 a 2 C 2 mi 2 192 a 2 b d mi 2 + 256 a 3 mi 3

Si X 1 , , X norte son las raices de un polinomio F , es decir F ( X ) = ( X X 1 ) ( X X norte ) , entonces el discriminante de F Se define como Δ = 1 i < j norte ( X i X j ) . Entonces Δ 2 es una expresión que es simétrica en el X i , por lo tanto, se puede expresar usando los polinomios simétricos elementales , que son los coeficientes de F . Mientras Δ nos dice algo sobre el comportamiento de las raíces (especialmente, Δ = 0 si hay raíces múltiples), no es el final de la historia para grados polinómicos más altos. Como se ha insinuado en el comentario de abiessu, la teoría de Galois muestra que no existe ningún método general que utilice radicales para resolver los grados cinco y superiores.