一元二次方程求跟公式的推导

一元二次方程求跟公式的推导

周六 3月 21 2026
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一元二次方程求根公式推导

已知一元二次方程的一般形式为:

ax2+bx+c=0,a0a x^2 + b x + c = 0,\quad a \neq 0

推导过程

1. 移项

将常数项移到等号右边:

ax2+bx=ca x^2 + b x = -c

2. 配方准备

为使二次项系数化为 1,两边同除以 aa

x2+bax=cax^2 + \frac{b}{a}x = -\frac{c}{a}

3. 配方

一次项系数为 ba\frac{b}{a},取其一半 b2a\frac{b}{2a},平方为 b24a2\frac{b^2}{4a^2},两边加上这个数:

x2+bax+b24a2=ca+b24a2x^2 + \frac{b}{a}x + \frac{b^2}{4a^2} = -\frac{c}{a} + \frac{b^2}{4a^2}

4. 化为完全平方形式

左边成为完全平方:

(x+b2a)2=b24a2ca\left(x + \frac{b}{2a}\right)^2 = \frac{b^2}{4a^2} - \frac{c}{a}

右边通分:

b24a2ca=b24ac4a2\frac{b^2}{4a^2} - \frac{c}{a} = \frac{b^2 - 4ac}{4a^2}

5. 引入判别式

Δ=b24ac\Delta = b^2 - 4ac,则:

(x+b2a)2=Δ4a2\left(x + \frac{b}{2a}\right)^2 = \frac{\Delta}{4a^2}

6. 开方

两边开平方(注意正负号):

x+b2a=±Δ2ax + \frac{b}{2a} = \pm \frac{\sqrt{\Delta}}{2a}

7. 解出 xx

移项得:

x=b2a±Δ2ax = -\frac{b}{2a} \pm \frac{\sqrt{\Delta}}{2a}

合并为:

x=b±Δ2ax = \frac{-b \pm \sqrt{\Delta}}{2a}

最终公式

x=b±b24ac2a\boxed{x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}}

其中判别式 Δ=b24ac\Delta = b^2 - 4ac 决定根的性质:

  • Δ>0\Delta > 0:两个不等实根
  • Δ=0\Delta = 0:两个相等实根
  • Δ<0\Delta < 0:一对共轭复根

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© 陈既明 | CC BY-NC-SA 4.0

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