【一元两次次方程的通解】在数学中,一元二次方程是最基础且应用最广泛的代数方程之一。它的标准形式为:
$$ ax^2 + bx + c = 0 $$
其中 $ a \neq 0 $,$ a $、$ b $、$ c $ 为实数常数,$ x $ 是未知数。
一元二次方程的解法有多种,包括配方法、公式法等,但最常用的是求根公式,也称为“一元二次方程的通解”。
一、通解公式
对于一元二次方程 $ ax^2 + bx + c = 0 $,其通解公式为:
$$
x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
$$
其中:
- $ b^2 - 4ac $ 称为判别式(Discriminant),记作 $ D $。
- 判别式的值决定了方程的根的性质。
二、根据判别式判断根的情况
判别式 $ D $ 的值 | 根的情况 | 说明 |
$ D > 0 $ | 两个不相等的实数根 | 方程有两个不同的实数解 |
$ D = 0 $ | 两个相等的实数根(重根) | 方程有一个实数解(重根) |
$ D < 0 $ | 两个共轭复数根 | 方程没有实数解,但有两个复数解 |
三、通解的推导过程(简要)
1. 将方程写成标准形式:$ ax^2 + bx + c = 0 $
2. 两边同时除以 $ a $:
$$
x^2 + \frac{b}{a}x + \frac{c}{a} = 0
$$
3. 移项:
$$
x^2 + \frac{b}{a}x = -\frac{c}{a}
$$
4. 配方:两边加上 $ \left(\frac{b}{2a}\right)^2 $
$$
x^2 + \frac{b}{a}x + \left(\frac{b}{2a}\right)^2 = -\frac{c}{a} + \left(\frac{b}{2a}\right)^2
$$
5. 左边化为完全平方:
$$
\left(x + \frac{b}{2a}\right)^2 = \frac{b^2 - 4ac}{4a^2}
$$
6. 开平方并整理得通解公式:
$$
x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
$$
四、总结
一元二次方程的通解是解决此类方程最通用的方法,通过判别式可以快速判断方程的根的类型。掌握这一公式不仅有助于数学学习,也在物理、工程等领域有着广泛的应用。
表格总结
内容 | 说明 |
方程形式 | $ ax^2 + bx + c = 0 $ |
通解公式 | $ x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} $ |
判别式 | $ D = b^2 - 4ac $ |
根的类型 | $ D > 0 $:两个不等实根;$ D = 0 $:一个实根;$ D < 0 $:两个共轭复根 |
通过以上内容,我们可以清晰地了解一元二次方程的通解及其应用。理解这一公式的来源和意义,有助于我们在实际问题中灵活运用。
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