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多项式根游乐场

拖动平面上的根,右边系数立刻跟着变 —— 这是 Vieta 定理的双向版本: p(z) = aₙ·Π(z − rₖ)。系数连续变,根也连续变; 而 n 次多项式永远恰有 n 个根(重根计数),这件事可以直接拖出来看。

次数与预设

n = 3
3

拖根改系数 · 双击根删除 · 单击空白加根 · 拖空白平移 · 滚轮缩放

根 r₁ … rₙ
  • 根(可拖)
  • 单位圆

系数(由根展开)

Σrₖ(根和)
Πrₖ(根积)
首项 aₙ
实根个数

Vieta:Σrₖ = −aₙ₋₁/aₙΠrₖ = (−1)ⁿ·a₀/aₙ。 系数全为实数 ⟺ 非实根成共轭对出现。

反解校验

把系数喂回 Durand–Kerner,看能否还原出你拖出来的根
反解值误差

代数基本定理,可以拖

n 次多项式在复数域里恰好有 n 个根(重根按重数计)。 实数域做不到 —— z²+1 在实数上无解,但在复平面上就是 ±i 两个点。 把次数拉到 5、6,根照样一个不少。

更妙的是连续性:慢慢拖一个根,系数连续变化, 其余根也连续移动 —— 它们不会突然消失或跳到别处。 根作为系数的函数,除了在重根处,是连续的。

共轭对从哪来

把所有根摆成关于实轴对称(比如 1+i 与 1−i 成对), 展开后的系数会全部变成实数。反之, 若系数全实而某个根是 a+bi,则 a−bi 必然也是根 —— 因为共轭运算与实系数多项式可交换。

试试这个

选「z⁶−1」预设:6 个根均匀分布在单位圆上,系数会是漂亮的 1,0,0,0,0,0,−1。 随手拖乱一个,其余系数立刻变得"难看" —— 对称性一破,系数就丑了。

预设里藏着什么

  • zⁿ−1:单位根,正多边形。
  • Chebyshev:根全在实轴 [−1,1] 上,且按 cos 分布(非均匀)。
  • (z²+1)(z−2):一对共轭根 + 一个实根,系数全实。