第二節 二次公式法解二次方程
二次公式法解二次方程

考慮一個以一般式表示的二次方程 \(ax^2 + bx + c = 0\),其中 \(a \ne 0 \)。


二次公式

\[x = \displaystyle{\frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}}\]

從下面 \(3\) 個例子,我們可以看到,\(a\)、\(b\) 及 \(c\) 的不同的值與 \(3\) 個變量的不同值,可導致 \(3\) 種不同的情況:

  1. 考慮二次方程 \(x^2 - x - 2 = 0\)。

    則 \(a = 1\),\(b = -1\), \(c = -2\)

    利用二次公式,

    \(x\) \(= \displaystyle{\frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}}\)
    \(= \displaystyle{\frac{-(-1) \pm \sqrt{(-1)^2 - 4(1)(-2)}}{2(1)}}\)
    \(= \displaystyle{\frac{1 \pm 3}{2}}\)
    \(= -1 \, 或 \, 2\)

    \(\therefore\ \, \, 二次方程 \, x^2 - x - 2 = 0\) 的根是\( -1 \, 或 \, 2\) 兩個相異實根


  1. 考慮二次方程 \(4x^2 + 12 x + 9 = 0\)。

    則 \(a = 4\),\(b = 12\), \(c = 9\)

    利用二次公式,

    \(x\) \(= \displaystyle{\frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}}\)
    \(= \displaystyle{\frac{-(12) \pm \sqrt{(12)^2 - 4(4)(9)}}{2(4)}}\)
    \(= \displaystyle{-\frac{3}{2}}\)

    \(\therefore\ \, \, 二次方程 \, 4x^2 + 12 x + 9 = 0\) 的根是 \(= \displaystyle{-\frac{3}{2}}\) 一個二重實根


  1. 考慮二次方程 \(-x^2 + 2 x - 4 = 0\)。

    為了方便計算,我們可將 \(x^2\) 的係數變為正值。因此,

    \(x^2 - 2 x + 4 = 0\)

    則 \(a = 1\),\(b = -2\), \(c = 4\)

    利用二次公式,

    \(\begin{align*} x &= \displaystyle{\frac{-(-2) \pm \sqrt{(-2)^2 - 4(1)(4)}}{2(1)}} \\ &= 1 \pm \sqrt{-3}\end{align*}\)


    因 \( \sqrt{-3}\) 不是實數,

    \(\therefore\;\) 二次方程 \(\, -x^2 + 2 x - 4 = 0\) 沒有實根

    注意 此方程沒有實根,但利用二次公式,我們可以考慮這條方式的複數,詳情請按此參看。


我們於上課已討論過以圖象法解以上三個二次方程。如欲重温詳情,請按此


總結


考慮一個以一般式表示的二次方程 \(ax^2 + bx + c = 0\),其中 \(a \ne 0 \)。



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