作者doom8199 (~口卡口卡 修~)
看板tutor
标题Re: [解题] 平方根一问
时间Sun Sep 27 12:44:01 2015
※ 引述《matsunaga (ㄅㄧㄠ)》之铭言:
: 首先 我先说我的答案是0 有以下几种解释方法
: 解释一: 国二初学平方根时,并还没学到一元二次方程式,再者国中的数系顶多到实数系
: 所以平方根的定义应该是
: 满足x^2=a 的x的"数" 由此可知 满足x^2=9的数有 +3、-3 平方根有两个
: 满足x^2=-1的数不存在 => -1 没有平方根
: 由此推知 满足x^2=0的数 只有0 所以0的平方根是0 只有一个
: 解释二: 方程式的"解"跟"根"是不同的两回事 "根"是指满足代数式的所有可能值,
: 所以 n次方程式必有n个根(且必须在复数平面)
: "解"是满足叙述中所有条件的结果
: 所以 若有问题说 正方形面积=1 则其边长的解为多少? 总不会回答1or-1这个答案吧?
: 回到你说的平方根的定义 满足x^2=0的解 讲一个0就可以了
: 结论:其实在跟学生解释原因时,要稍微思考一下他们所学的东西,用他们学过的来解释
: 大概就是这样 以上拙见 敬请见谅
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<1>
解 & 根 的确是不一样的意思,但至少先 google 一下定义吧
自创新定义,若不知情的人看到这篇文章很容易被误导
何谓解 (solution):
满足方程式的 数/向量/... 都可称为解.
例如 x=1 是 x^2 = 1 的一解
(x,y)=(1,1) 是 x^2 + y^2 = 2 的一解
何谓根 (root):
考虑一函数 y(x) , 其中 x 可以是 数/向量/...
若存在一个量 r , 使得 y(r) = 0
则称 x=r 是 y(x) 的一根
也可称为一个零点 (zero)
例如 x = 1 是 f(x) = x^2 - 1 的一根
(x,y)=(1,1) 是 f(x,y) = x^2 + y^2 - 2 的一根
所以
r 是 f(x) 的一根
相当於
r 是 f(x)=0 的一解
顺带一提, 为何根也可称为零点
因为它会让 f(x) 降为 0
相对应的名词是 极点 (pole)
简单想就是这个点会让 f(x) 趋近於 正/负无穷大/...
当然较严格定义可以参考复分析
<2>
会纠结在这些问题上
应该是因为代数基本定理的缘故
但是 代数基本定理 是在说
任何 一元复系数n次
多项式 至少存在一个复数
根
只是该定理可以推得:
非零 一元复系数n次
多项式 会洽有 n 个复数
根
这句话只是想说明
一元n次多项式 f(x) 最多就 n 个根,不会有再多的的根
而非强调, f(x)=0 的解 一定要把 n个都写出来才算对
并且也不该跟学生灌输, 给定n个解可以还原回原始方程式
这种 in general 不可能办到的事情, 就算办到也不知意义何在
例如:
x=0 <=> x^2=0 <=> x^3=0 <=> ... <=> |x|=0
若要求学生写 x=0,0 (Note: 正式写法是 x=0, order = 2)
请问对应的原始方程式为何? 为何不能是 |x|=0 ?
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求解方程式的一个正确思维
要想成是, 你想拿到 f(x) 的某些属性,做某些事情
例如你想知道 f(x) 的 zeros/poles
在 D 下是否 compact、differentiable、黎曼可积、...
只是对高中生而言, f(x) := 一元n次多项式
想拿到属性: 根
x^2 的根为 0 , order = 2
<=> x^2=0 的解为 x=0
但是写 x = 0, 0 理由不该是为了重建 f(x)
因为单给 zeros/poles 的资讯, 本来就无法得知 f(x) 的全貌
即使考虑 f(x) 是多项式
怎麽知道原生的 f(x) 是 x^2, 2x^2, 3x^2, ... ?
这道理很浅显易懂
我知道一个人的喜怒哀乐
但还是没办法知道这个人的全貌, ex: 名字、身高、体重、...
不该有以貌取人的想法在里头
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 36.236.144.121
※ 文章网址: https://webptt.com/cn.aspx?n=bbs/tutor/M.1443329044.A.89F.html
1F:推 matsunaga: 因为我想用的是让国中生能理解的方式说明。所以相对的 09/27 13:20
2F:→ matsunaga: 各种叙述 定义比较不严谨。 这点比较不好意思。我有go 09/27 13:20
3F:→ matsunaga: ogle 过相关定义 其实我是清楚的 造成误解比较抱歉 09/27 13:20
我会这样说是因为您的文章提到:
"n次
方程式必有n个根"
应该要改成:
"n次
多项式必有n个根"
通常文章写错,我看到的当下会想成是: 大家看得懂就好
但是说文解字 解/根,用字要精确,无所谓严不严谨
方程式 跟 多项式 描述的东西不一样
若要讲给国高中听,其实只要强调以下几句:
根 => 多项式 or 函数
解 => 方程式
我以前也是傻傻搞不清楚 解/根 的差异
因为老师都教错,连书本也都会写错
"x^2 = 1 的两个根分别为 1, -1"
很少人知道这句话错在哪,但大家还是讲的很开心
※ 编辑: doom8199 (36.236.144.121), 09/27/2015 13:55:46
4F:推 math999: 用心,强 09/27 19:27
5F:推 holysword: 推 09/27 21:50
6F:推 matsunaga: 推 多学到了一课 感谢 09/27 23:23
7F:推 paggei: 所以"根"与系数的关系主要是描述多项式而不是方程式罗@@? 09/28 00:31
8F:推 kend: 所以9的平方根要解释成x^2-9的根??怎麽好像更难懂了>< 09/28 03:53
11F:→ diego99: 你会发现,「方程式的根」、「多项式的根」,都有人用。 09/28 08:23
12F:→ diego99: 所以你文内的老师没有教错,书本也没有写错喔。 09/28 08:24
14F:→ yandin: 真数学人!! 09/28 15:37
所以我才说很少人知道 root 的 "指涉" 对象是 function
因为一堆文章都写错
但有些文章会有 eq. + root 相关字眼交杂,并非真的写错
而是要自己把 root 解读成在描述 function 的某些特性点 (f=0)
我觉得 wolfram alpha 就做了一个很好的示范
FindRoot / Solve 的 input argument 分别是 函数 跟 方程式
当然你在上面乱打 root of x^2 - 9 = 0
zero of x^2 - 9 = 0
或是 solve x^2 - 9
它还是会尽量用 regular expression matching 列出 user 可能想要的东西
另外 9的平方根 就是 9^(1/2)
9开根号 就是 √9
只是国高中数学用相对简单明了的字眼去解读
"根" 背後就带有 f(x) = 0 这个条件式
不用刻意解读成 x^2-9 的(正)根 (要这样定义也无不可)
所以用 x^2 = 9 来定义何谓 square root(s) 基本上跟 根/解 的本意无相冲
※ 编辑: doom8199 (123.195.202.34), 09/28/2015 18:06:09
15F:推 diego99: 那请问 "x^2 = 1 的两个根分别为 1, -1" 是错在哪? 09/28 18:16
16F:→ diego99: 或者说,除了你之外,有其他文献说这样是错的吗? 09/28 18:17
17F:推 vvbird: 如果照原 po 的是对的, 那课本可能要改了 09/28 21:10
18F:推 vvbird: 因为课本里对"一元二次方程式"有"根"与系数的关系 09/28 21:10
19F:推 vvbird: 那应该改成"解"与系数的关系, 对吗? 09/28 21:11
20F:推 vvbird: 另外, 我也好奇文献出处? 09/28 21:13
21F:推 Desperato: 推推 09/29 01:23
22F:→ Desperato: 推不需要硬写0, p 09/29 01:25
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这样讲可能太不负责任 = =a
找文献出处可能要大家自己多看学术论文资料 or 科普书 (复变、代数、...)
我也不是因为看了一两篇文献就改掉
而是在学期间才慢慢修掉这些定义上的认知
写高阶语言 (如 Matlab),解方程式相关函式 *root*
也都在操作 多项式/函数 (= 0)
这里的学术论文不光指 数学
还有其它领域 (如通讯、影像处理、...) 解方程式相关的用词也可观察一下
不敢说这些学术资料一定 100% 一致,但大多数说法如本篇描述
至於"根"与"系数"的关系,就看您怎麽想
可以想成是:
求 f(x) = ax^2 + bx + c 的根 (a≠0)
此时 根 和 a,b,c 之间有哪些关系
例如 判别式 D(a,b,c) = 0, 代表两根相等, ...
整个还是说得通 (很像在玩文字游戏XD)
说到这,我得强调一点
国高中课本如何定义,就以它为主 (除非它也自己订得乱七八糟)
我的本业非教师,并不清楚目前的教本是否 "根=解" ?
但对我而言,这种解读 光程式语言就相抵触了
※ 编辑: doom8199 (123.195.202.34), 09/29/2015 12:01:55
23F:推 diego99: 说到底你还是没回答我的问题ˊˋ 09/29 12:07
24F:→ diego99: 那我只能说,希望你是在数学界上具有影响力的学者。 09/29 12:08
25F:→ doom8199: 这篇不是用来标新立异,而是 root 跟 solution 对一批 09/29 12:11
26F:→ doom8199: 人而言的确是不一样。 名词定义是为了方便沟通 09/29 12:12
27F:推 diego99: 所以啦,希望你是有影响力的学者。 09/29 12:13
28F:→ doom8199: 连开发程式语言的人都这样子订 interface 09/29 12:13
29F:→ doom8199: 所以不是我说了算,而是顺应习惯与认知 09/29 12:14
30F:→ diego99: 那,文献呢? 09/29 12:14
31F:→ doom8199: 自己查书很难吗XD 找了一堆相关资料给您对我的工作又没 09/29 12:16
32F:→ doom8199: 任何助益 09/29 12:16
33F:推 diego99: 好一句「自己查书很难吗?」 你知道你没附上任何根据吗? 09/29 12:31
34F:→ diego99: 那我还是那句话,希望你是数学界上具有影响力的学者。 09/29 12:31
35F:→ diego99: 说的好像别人看过的书比你少ˊˋ 09/29 12:32
36F:→ doom8199: matlab/wolfram 不算根据之一吗? 即使我贴出来,故意找 09/29 13:07
37F:→ doom8199: 麻烦的人一样可以说: "怎麽证明它一定是对的" 09/29 13:07
38F:推 diego99: 你知道你说的这件并无法支持你的论点吗? 09/29 13:08
39F:→ doom8199: 复变函数又不是甚麽稀有课本,总会有哪里定义 root 吧 09/29 13:09
40F:→ diego99: 另外,我前面就提过这些用法都有人甚至是教授使用 09/29 13:09
41F:→ doom8199: 总会有课本证明代数基本定理,去翻一下那些书不就得了 09/29 13:10
42F:→ diego99: 所以你是根据几本复变课本,才说其他的用法是错误的呢? 09/29 13:10
43F:→ diego99: 哇,又讲课本证明代数基本定理ˊˋ 09/29 13:10
44F:→ diego99: 希望你是数学界「有影响力的学者」喔。 09/29 13:11
45F:→ doom8199: 所以,我也可以反向找你麻烦,问说: 您怎麽证明那些用法 09/29 13:11
46F:→ doom8199: "一定"是对的? 09/29 13:11
47F:→ diego99: 我前面已经跟你说,这些用法都有学者用过喔 09/29 13:12
48F:→ diego99: 还是你比学者更权威,所以他们中有一部分是错的? 09/29 13:12
49F:→ diego99: 这些人不会彼此批评对方叙述是错的反而你第一个先讲出来 09/29 13:13
50F:→ diego99: 那我当然认为你是相当有影响力的阿。 09/29 13:13
51F:推 KDDKDD: 所以你建立的观点是从程式语言出发? 09/29 15:04
52F:→ doom8199: 天阿,推文也能被你贴到 fb, 记恨有需要到肉搜程度? 09/29 15:22
53F:推 diego99: 原来我截图放我自己的FB对你而言是称为记恨喔? 09/29 16:12
54F:→ diego99: 那难怪你会特地发这一篇文章,只是你特别在这边说的原因 09/29 16:13
55F:→ diego99: 是打算要转移焦点吗? 09/29 16:13
56F:推 ptlove1222: 请注意推文是否偏离文章主题 10/02 23:31