一元四次方程的求根公式主要有兩種。
第一種是用y=u+v+w推導出來的只含三層根號的公式,形式為x=-b/4a±1√L±2√M±3√N,其中L、M、N是某三次方程的三根。公式中的分母只含a,不含其它任何字母,可以求解任意四次方程。但公式中含有虛數ω,計算比較繁瑣。
第二種是用配平方法、待定係數法等方法推導出來的含有四層根號的公式。公式中不含虛數,但是分母中含有a以外的字母,當q=0時無法利用這些求根公式求解。
這裡我們選擇第一種公式求解。
A~E欄填寫方程的係數(實數)
G欄計算參數p:
=(8*A2*C2-3*B2*B2)/(8*A2*A2)
H欄計算參數q:
=(8*A2*A2*D2-4*A2*B2*C2+B2*B2*B2)/(8*A2*A2*A2)
I欄計算參數r:
=(256*A2*A2*A2*E2-64*A2*A2*B2*D2+16*A2*B2*B2*C2-3*B2*B2*B2*B2)/(256*A2*A2*A2*A2)
J欄計算2p³+27q²-72pr:
=2*G2*G2*G2+27*H2*H2-72*G2*I2
K欄計算p²+12r:
=G2*G2+12*I2
L欄計算參數L:
=IMDIV(IMSUM(-2*G2,IMCBRT(IMDIV(IMSUM(J2,IMSQRT(J2*J2-4*K2*K2*K2)),2)),IMCBRT(IMDIV(IMSUB(J2,IMSQRT(J2*J2-4*K2*K2*K2)),2))),12)
M欄計算參數M:
=IMDIV(IMSUM(-2*G2,IMCBRT(IMDIV(IMSUM(J2,IMSQRT(J2*J2-4*K2*K2*K2)),2),1),IMCBRT(IMDIV(IMSUB(J2,IMSQRT(J2*J2-4*K2*K2*K2)),2),2)),12)
N欄計算參數N:
=IMDIV(IMSUM(-2*G2,IMCBRT(IMDIV(IMSUM(J2,IMSQRT(J2*J2-4*K2*K2*K2)),2),2),IMCBRT(IMDIV(IMSUB(J2,IMSQRT(J2*J2-4*K2*K2*K2)),2),1)),12)
O欄為q√L√M√N的值,用來判斷方程的類別:
=IMROUND(IMPRODUCT(H2,IMSQRT(L2),IMSQRT(M2),IMSQRT(N2)),6)
當q√L√M√N<0時為A類方程,q√L√M√N>0時為B類方程,q√L√M√N=0時為AB類方程。
P欄為A類方程第一個根:
=IMROUND(IMSUM(-B2/(4*A2),IMSQRT(L2),IMSQRT(M2),IMSQRT(N2)),6)
Q欄為A類方程第二個根:
=IMROUND(IMSUM(-B2/(4*A2),IMSQRT(L2),IMOPPSITE(IMSQRT(M2)),IMOPPSITE(IMSQRT(N2))),6)
R欄為A類方程第三個根:
=IMROUND(IMSUM(-B2/(4*A2),IMOPPSITE(IMSQRT(L2)),IMSQRT(M2),IMOPPSITE(IMSQRT(N2))),6)
S欄為A類方程第四個根:
=IMROUND(IMSUM(-B2/(4*A2),IMOPPSITE(IMSQRT(L2)),IMOPPSITE(IMSQRT(M2)),IMSQRT(N2)),6)
T欄為B類方程第一個根:
=IMROUND(IMSUM(-B2/(4*A2),IMSQRT(L2),IMSQRT(M2),IMOPPSITE(IMSQRT(N2))),6)
U欄為B類方程第二個根:
=IMROUND(IMSUM(-B2/(4*A2),IMSQRT(L2),IMOPPSITE(IMSQRT(M2)),IMSQRT(N2)),6)
V欄為B類方程第三個根:
=IMROUND(IMSUM(-B2/(4*A2),IMOPPSITE(IMSQRT(L2)),IMSQRT(M2),IMSQRT(N2)),6)
W欄為B類方程第四個根:
=IMROUND(IMSUM(-B2/(4*A2),IMOPPSITE(IMSQRT(L2)),IMOPPSITE(IMSQRT(M2)),IMOPPSITE(IMSQRT(N2))),6)
當方程為AB類時,PQRS欄和TUVW欄都是方程的根。
X欄檢驗A類方程第一個根的誤差:
=IMROUND(IMSUM(IMPRODUCT(A2,P2,P2,P2,P2),IMPRODUCT(B2,P2,P2,P2),IMPRODUCT(C2,P2,P2),IMPRODUCT(D2,P2),E2),6)
Y欄檢驗A類方程第二個根的誤差:
=IMROUND(IMSUM(IMPRODUCT(A2,Q2,Q2,Q2,Q2),IMPRODUCT(B2,Q2,Q2,Q2),IMPRODUCT(C2,Q2,Q2),IMPRODUCT(D2,Q2),E2),6)
Z欄檢驗A類方程第三個根的誤差:
=IMROUND(IMSUM(IMPRODUCT(A2,R2,R2,R2,R2),IMPRODUCT(B2,R2,R2,R2),IMPRODUCT(C2,R2,R2),IMPRODUCT(D2,R2),E2),6)
AA欄檢驗A類方程第四個根的誤差:
=IMROUND(IMSUM(IMPRODUCT(A2,S2,S2,S2,S2),IMPRODUCT(B2,S2,S2,S2),IMPRODUCT(C2,S2,S2),IMPRODUCT(D2,S2),E2),6)
AB欄檢驗B類方程第一個根的誤差:
=IMROUND(IMSUM(IMPRODUCT(A2,T2,T2,T2,T2),IMPRODUCT(B2,T2,T2,T2),IMPRODUCT(C2,T2,T2),IMPRODUCT(D2,T2),E2),6)
AC欄檢驗B類方程第二個根的誤差:
=IMROUND(IMSUM(IMPRODUCT(A2,U2,U2,U2,U2),IMPRODUCT(B2,U2,U2,U2),IMPRODUCT(C2,U2,U2),IMPRODUCT(D2,U2),E2),6)
AD欄檢驗B類方程第三個根的誤差:
=IMROUND(IMSUM(IMPRODUCT(A2,V2,V2,V2,V2),IMPRODUCT(B2,V2,V2,V2),IMPRODUCT(C2,V2,V2),IMPRODUCT(D2,V2),E2),6)
AE欄檢驗B類方程第四個根的誤差:
=IMROUND(IMSUM(IMPRODUCT(A2,W2,W2,W2,W2),IMPRODUCT(B2,W2,W2,W2),IMPRODUCT(C2,W2,W2),IMPRODUCT(D2,W2),E2),6)