一元二次方程

一元二次方程

只含有一個未知數,並且未知數項的最高次數是2的整式方程叫做一元二次方程。 一元二次方程有5種解法,即直接開平方法、配方法、公式法、因式分解法、圖像法。 公式法不能解沒有實數根的方程(也就是b²-4ac

基本信息

方程形式

一般式

一般地,任何一個關於x的一元二次方程經過整理,都能化成如ax+bx+c=0 (a≠0,且a,b,c是常數)的形式。這種形式叫一元二次方程的一般形式。一次項係數b和常數項c可取任意實數,而二次項係數a必須是不等於0的實數。要先確定二次項係數,再確定一次項係數和常數項,必須先把一元二次方程化成一般形式。

變形式

一元二次方程一元二次方程

(a、b是實數,a≠0);

一元二次方程一元二次方程

(a、c是實數,a≠0);

一元二次方程一元二次方程

(a是實數,a≠0).

註:a≠0這個條件十分重要.

配方式

一元二次方程一元二次方程

兩根式

一元二次方程一元二次方程

求解方法

開平方法

形如x=p或(nx+m)=p(p≥0)的一元二次方程可採用直接開平方法解一元二次方程。

一元二次方程一元二次方程

如果方程化成 的形式,那么可得 。

一元二次方程一元二次方程

如果方程能化成 (p≥0)的形式,那么 ,進而得出方程的根。

注意:

①等號左邊是一個數的平方的形式而等號右邊是一個非負數。

②降次的實質是由一個一元二次方程轉化為兩個一元一次方程。

③方法是根據平方根的意義開平方。

配方法

步驟

將一元二次方程配成(x+m)=n的形式,再利用直接開平方法求解,這種解一元二次方程的方法叫配方法。

用配方法解一元二次方程的步驟:

①把原方程化為一般形式;

②方程兩邊同除以二次項係數,使二次項係數為1,並把常數項移到方程右邊;

③方程兩邊同時加上一次項係數一半的平方;

④把左邊配成一個完全平方式,右邊化為一個常數;

⑤如果右邊是非負數,即可進一步通過直接開平方法求出它的解,如果右邊是一個負數,則判定此方程無實數解。

配方法的理論依據是完全平方公式a²+b²±2ab=(a±b)²

配方法的關鍵是:先將一元二次方程的二次項係數化為1,然後在方程兩邊同時加上一次項係數一半的平方。

舉例

例一:用配方法解方程 3x-4x-2=0

解:將常數項移到方程右邊 3x-4x=2

一元二次方程一元二次方程

將二次項係數化為1:

一元二次方程一元二次方程

方程兩邊都加上一次項係數一半的平方:

一元二次方程一元二次方程

配方:

一元二次方程一元二次方程

直接開平方得:

一元二次方程一元二次方程

∴ , .

一元二次方程一元二次方程

∴原方程的解為 , .

求根公式法

步驟

用求根公式解一元二次方程的方法叫做求根公式法。

用求根公式法解一元二次方程的一般步驟為:

一元二次方程一元二次方程

①把方程化成一般形式 ,確定a,b,c的值(注意符號);

一元二次方程一元二次方程

②求出判別式 的值,判斷根的情況;

一元二次方程一元二次方程

③在 (註:此處△讀“德塔”)的前提下,把a、b、c的值代入公式 進行計算,求出方程的根。

推導過程

一元二次方程的求根公式導出過程如下:

一元二次方程一元二次方程
一元二次方程一元二次方程
一元二次方程一元二次方程

(為了配方,兩邊各加 )

一元二次方程一元二次方程
一元二次方程一元二次方程
一元二次方程一元二次方程
一元二次方程一元二次方程

(化簡得)。

一元二次方程的求根公式在方程的係數為有理數、實數、複數或是任意數域中適用。

一元二次方程中的判別式:根號下b²-4ac

應該理解為“如果存在的話,兩個自乘後為的數當中任何一個”。在某些數域中,有些數值沒有平方根。

推導過程2

一元二次方程的求根公式導出過程如下:

一元二次方程一元二次方程
一元二次方程一元二次方程
一元二次方程一元二次方程
一元二次方程一元二次方程
一元二次方程一元二次方程
一元二次方程一元二次方程

a的取值範圍任意,c取值範圍任意,b=(a+1)√c。從a b c 的取值來看可出1億道方程以上,與因式分解相符合。

運用韋達定律驗證:

一元二次方程一元二次方程
一元二次方程一元二次方程
一元二次方程一元二次方程

因式分解法

因式分解法即利用因式分解求出方程的解的方法。

圖解法圖解法

因式分解法就是先把方程的右邊化為0,再把左邊通過因式分解化為兩個一次因式的積的形式,那么這兩個因式的值就都有可能為0,這就能得到兩個一元一次方程的解,這樣也就把原方程進行了降次,把解一元二次方程轉化為解一元一次方程的問題(數學化歸思想)。

因式分解法解一元二次方程的一般步驟:

①移項,使方程的右邊化為零;

②將方程的左邊分解為兩個一次因式的乘積;

③令每個因式分別為零,得到兩個一元一次方程;

④解這兩個一元一次方程,它們的解就都是原方程的解。

圖像解法

一元二次方程一元二次方程

一元二次方程 的根的幾何意義是二次函式 的圖像(為一條拋物線)與x軸交點的X坐標。當 時,則該函式與x軸相交(有兩個交點);當 時,則該函式與x軸相切(有且僅有一個交點);當 時則該函式與x軸相離(沒有交點)。

一元二次方程一元二次方程

另外一種解法是把一元二次方程 化為:

一元二次方程一元二次方程

的形式。

一元二次方程一元二次方程

則方程的根,就是函式 和 交點的X坐標。

通過作圖,可以得到一元二次方程根的近似值。

計算機法

在使用計算機解一元二次方程時,和人手工計算類似,大部分情況下也是根據下面的公式去解

一元二次方程一元二次方程

可以進行符號運算的程式,比如軟體Mathematica,可以給出根的解析表達式,而大部分程式則只會給出數值解(但亦有部分顯示平方根及虛數)。

根與係數的關係

韋達定理

一元二次方程ax^2+bx+c=0 (a≠0 且△=b^2-4ac≥0)中,設兩個根為x1和x2,則:

x1+x2=-b/a

x1x2=c/a

證明

設x1,x2是一元二次方程ax^2+bx+c=0的兩個解,則有:

a(x-x1)(x-x2)=0

∴ax^2-a(x1+x2)x+ax1x2=0

通過對比係數可得:-a(x1+x2)=b ax1x2=c

∴x1+x2=-b/a x1x2=c/a

計算機解一元二次方程

VB實現方法:

該代碼僅可實現一般形式的求值,並以對話框形式顯示。

dim a,b,c,i

在這裡添加a、b、c的賦值過程。

例如:

a=text1.text

b=text2.text

c=text3.text

if a*2 <> 0 then

i=((0-b)+Sqr(b^2-4*a*c))/2

msgbox i

i=((0-b)-Sqr(b^2-4*a*c))/2

msgbox i

else

msgbox("2a為零")

end if

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