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根 (数学)

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数学上,函数的根是其定义域中使函数值为零的元素。多项式的根个数等于其次数,函数的零点对应图像与x轴的交点。文中给出了多项式和三角函数的根的例子。

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} }

。

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