■五次方程式が根の公式を使って解けないこと(その5)
【4】4次方程式の解法(フェラーリの方法)
以上が3次方程式の解法に類似したオイラーの方法ですが,4次方程式の解法を初めて発見したのはフェラーリですからから,その解法も述べておかなければなりません.
3次の項を欠いた4次方程式
u^4+pu^2+qu+r=0
すなわち,
u^4=−pu^2−qu−r
の両辺に2次式:2vu^2+v^2を加えて,
u^4+2vu^2+v^2=(2v−p)u^2−qu+v^2−r
とすると,左辺は(u^2+v)^2となって完全平方になります.
右辺の2次式は,判別式
D=q^2−4(2v−p)(v^2−r)=0
のとき完全平方になりますから,D=0が成り立つようにvを定めると
u^2+v=±√(2v−p){u−q/2(2v−p)}
と変形され2つの2次方程式に帰着されます.
D=0の式を,vについて整理すると,
8v^3−4pv^2−8rv+(4pr−q^2)=0
の解として求まることになりますから,結局,フェラーリは次数4の方程式は2次方程式と3次方程式に帰着させることができ,したがって平方根と立方根によって解けることを発見したのです.
フェラーリの方法は平方完成によるものですが,図形的に解釈すると,4次元の超立方体の分割によるものではなく,正方形の分割を2度適用することに基づいています.
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