一元二次方程的一般形式为 $ax^2 + bx + c = 0$,其中 $a \neq 0$。该方程的解可以使用求根公式来求解,其公式为:
$$x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$$
其中,$\Delta = b^2 - 4ac$ 称为判别式。
判别式 $\Delta$ 的意义
当 $\Delta > 0$ 时,方程有两个不相等的实数根。
当 $\Delta = 0$ 时,方程有两个相等的实数根(即一个重根)。
当 $\Delta < 0$ 时,方程没有实数根,但有两个共轭复数根。
求根公式的推导
将方程 $ax^2 + bx + c = 0$ 两边都除以 $a$,得到 $x^2 + \frac{b}{a}x + \frac{c}{a} = 0$。
移项得到 $x^2 + \frac{b}{a}x = -\frac{c}{a}$。
在方程两边都加上一次项系数 $\frac{b}{a}$ 的一半的平方,即 $\left(\frac{b}{2a}\right)^2$,得到:
$$x^2 + \frac{b}{a}x + \left(\frac{b}{2a}\right)^2 = \left(\frac{b}{2a}\right)^2 - \frac{c}{a}$$
配方得到:
$$(x + \frac{b}{2a})^2 = \frac{b^2 - 4ac}{4a^2}$$
开根得到:
$$x + \frac{b}{2a} = \pm \frac{\sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$$
最终解得:
$$x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$$
这个公式是解一元二次方程的标准方法,适用于所有 $a \neq 0$ 的情况。