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Satzgruppe von Vieta

In der Mathematik betrachtet man quadratische Gleichungen
x² + px + q = 0,
über deren Lösungen (Wurzeln) x1 und x2 die Satzgruppe von Vieta (nach dem latinisierten Namen von François Viète) folgendes besagt:
Inhalt
1 Beispiel: Gleichung mit vorgegebenen Nullstellen
2 Beispiel: Nullstellen einer vorgegebenen Gleichung
3 Verallgemeinerung

Beispiel: Gleichung mit vorgegebenen Nullstellen

Bestimme die quadratische Gleichung x² + px + q = 0 , für die es folgende Lösungen gibt:
x1 = +2 und x2 = -2

Erster Lösungsweg:
p = -(x1 + x2) = -((+2) + (-2)) = 0
q = x1 · x2 = (+2) · (-2) = -4

Zweiter Lösungsweg:
x2 + px + q = (x - x1)·(x - x2) = (x - (+2))·(x - (-2)) = (x-2)(x+2) = x2 - 4

Ergebnis:
x² + 0 · x + (-4) = 0
x² - 4 = 0

Beispiel: Nullstellen einer vorgegebenen Gleichung

Ist die quadratische Gleichung x2 - 7x + 10 = 0 gegeben, dann muss für die Nullstellen x1, x2 gelten:
x1 + x2 = 7
x1 · x2 = 10
Wenn wir zunächst nach ganzzahligen Nullstellen suchen, müssen die Nullstellen Teiler der 10 sein, die zu 7 aufaddiert werden können. Mit etwas Probieren findet man die Nullstellen 2 und 5. Als Probe berechnen wir (x - 2)·(x - 5) = x2 - 7x + 10.

Verallgemeinerung

Die Gleichung
x2 + px + q = (x - x1)(x - x2)
lässt sich leicht für Polynomgleichungen bzw. Polynome beliebigen Grades als
Wurzelsatz von Vietá verallgemeinern:

Das (reelle oder komplexe) Polynom

mit den (komplexen) Nullstellen x1 bis xn lässt sich darstellen als:

Der Verallgemeinerung der ersten beiden Aussagen ist etwas komplizierter: Für die Polynomgleichung

mit den Lösungen x1 bis xn gilt:

wobei pk die Summe über alle Produkte von k Lösungen ist (wobei die Reihenfolge der Faktoren nicht unterschieden wird). Für ein Polynom vierten Grades
gilt also

Die Terme p1 bis pn nennt man auch elementarsymmetrische Terme in den Werten x1 bis xn; sie bleiben bei Vertauschen der Werte gleich, sind also symmetrisch.
Der Ursprungsartikel stammt von der deutschsprachigen Wiki pedia (siehe oben: "Original Artikel & Autoren Liste").
Der Text steht unter der GNU Freie Dokumentation Lizenz.