初中数学课上,我们把一元二次方程的解分为三种情况:有两个不同的解、有两个相同的解、无解。具体来说,我们推导出了求根公式:x=\frac{-b\pm \sqrt{b^2-4ac} }{2a} 。求根公式中根号的存在正是出现『无解』情况的原因:当b^2-4ac<0时,根号下是负数,(在实数域内)无法计算,所以方程无解。十六世纪的人们也是这么想的。对于x^2+1=0这样的方程,x=\sqrt{-1}在当时的人们眼中就是方程无解的标识,因为对负数开根号没有数学意义。那三次方程是什么情况呢?十六世纪意大利数学家Tartaglia给出了形如x^3=px+q的三次方程的公式(然而人们却称之为Cardano公式,他俩也因此结怨):(推导过程以及一般形式的解见Wikipedia:三次方程)于是,方程x^3=15x+4的解就是按照之前的想法,i=\sqrt{-1}根本没有意义,所以意味着方程无解。可是x=4就满足这个方程呀!那\sqrt[3]{2+11i}+ \sqrt[3]{2-11i}又是什么情况?1572年,意大利数学家Bombelli做了一个尝试——如果把i当作一个平方是-1的数来计算。这要看数系的范围,如果在实数范围内,负数就没有平方根;如果在复数范围内,负数有两个平方根,这时会引进一个虚数单位i(i^2=-1)来表示,举最简单的例子就是-1的平方根就是±i。一般来说在有理数的范围内,负数是不可以开方的。但是对于复数来说,因为定义了i²=-1,所以在考虑复数的情况下,平方根定义:一个正数有两个平方根;0只有一个平方根,它是0本身;负数没有平方根. 算术平方根定义 若一个正数x的平方等于a,即x^2=a,则这个正数x为a。