共轭复根
特殊根
共轭复根是一对特殊根。指多项式代数方程的一类成对出现的根。若非实复数α是实系数n次方程f(x)=0的根,则其共轭复数α*也是方程f(x)=0的根,且α与α*的重数相同,则称α与α*是该方程的一对共轭复(虚)根。
定义
方程两个互为共轭复数的根,称为方程的一对共轭复根。
通常出现在一元二次方程中。若根的判别式 ,方程有一对共轭复根。
根据一元二次方程求根公式韦达定理: ,当 时,方程无实根,但在复数范围内有2个复根。复根的求法为 (其中 是虚数, )。
由于共轭复数的定义是形如 的形式,称 与 为共轭复数。
另一种表达方法可用向量法表达: , 。其中 ,tanΩ=b/a。
由于一元二次方程的两根满足上述形式,故一元二次方程在 时的两根为共轭复根。
根与系数关系: , 。
应用
常系数齐次线性微分方程
如果P(x),Q(x)都是x的函数。方程的通解一般来讲是不容易求出的,当P(x),Q(x)为常数时,微分方程的求解方法如下:
该方程称为二阶常系数齐次线性方程。当r为常数时,的各阶导数都只相差一个常数因子。设,将其代入方程(1),得:
消去erx,得微分方程(1)的特征方程为:
r是特征方程(2)的解的充要条件是erx是微分方程(1)的解。
若方程(2)有一对共轭的复根时,方程(1)的通解为:
拉式反变换
对线性系统而言,响应的象函数F(s) 常具有有理分式的形式,它可以表示为两个实系数的s的多项式之比,即
式中,m和n为正整数,若m
若D(e)=0具有共轭复根,由于D(s)是s的实系数多项式,若D(s)=0出现复根,必然是成对共轭。设D(s)=0中含有一对共轭复根,如和,则F(s)的展开式中将含有如下两项,可得对应系数K1和K2也必为共轭复数,即有
因而对应的反变换为:
Jury阵元素
如果实系数多项式,n≥2m+1,an>0,有2m对模长等于1的共轭复根(不等于1和-1),其余n−2m个根的模长都小于1,则的Jury阵中的元素之间满足:n=2m+1时下列条件①②③⑤⑥成立,n>2m+1时条件①②③④⑤⑥成立。
离散系统
引理:实系数多项式的两个根是一对模长为1的共轭复根(不等于1和-1)的充要条件是:
定理:实系数多项式有一对模长等于1的共轭复根(不等于1和-1),其余n-2个根的模长都小于1的充要条件是:n=3时下列条件①②③⑤成立;n>3时下列条件①②③④⑤成立:
参考资料
最新修订时间:2024-01-05 11:28
目录
概述
定义
应用
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