根 (数学)
数学上,函数
f
{\displaystyle f}
的一个根(或称零点)是
f
{\displaystyle f}
的定义域
D
{\displaystyle D}
中适合
f
(
x
)
=
0
{\displaystyle f(x)=0}
的元素
x
{\displaystyle x}
。换言之,
x
{\displaystyle x}
是方程
f
(
x
)
=
0
{\displaystyle f(x)=0}
的解。
多项式的一个根是相应多项式函数的零点。代数基本定理表明,任何非零多项式的根的个数(计入重数)至多等于其次数,且在复数域(或更一般地,在代数闭扩域)中根的个数恰好等于次数。例如,二次多项式
f
(
x
)
=
x
2
−
5
x
+
6
=
(
x
−
2
)
(
x
−
3
)
{\displaystyle f(x)=x^{2}-5x+6=(x-2)(x-3)}
有两个根:2和3,因为
f
(
2
)
=
2
2
−
5
×
2
+
6
=
0
{\displaystyle f(2)=2^{2}-5\times 2+6=0}
且
f
(
3
)
=
3
2
−
5
×
3
+
6
=
0
{\displaystyle f(3)=3^{2}-5\times 3+6=0}
。
如果函数将实数映射到实数,则其零点为函数图像与x轴交点的x坐标;在此上下文中,点
(
x
,
0
)
{\displaystyle (x,0)}
也称为x截距。
例子:
若
f
(
x
)
=
cos
x
{\displaystyle f(x)=\cos {\mbox{ }}x}
是实数域上定义的函数,它的根是所有形如
π
2
+
k
π
{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}+k\pi }
的数(
k
{\displaystyle k}
为整数)。
若
f
(
x
)
=
x
3
+
x
2
+
4
x
+
4
{\displaystyle f(x)=x^{3}+x^{2}+4x+4}
是实数域上定义的函数,它的根是
x
=
−
1
{\displaystyle x=-1}
。若
f
{\displaystyle f}
的定义域扩展至复数,则它会多了两个根
x
=
2
i
,
−
2
i
{\displaystyle x=2\mathrm {i} ,-2\mathrm {i} }
。