公式法

📘 一元二次方程·
⭐⭐
·求根公式、判别式

🎯 学习目标

  • 掌握一元二次方程求根公式的推导与使用
  • 理解判别式的意义,并能判断方程根的情况
  • 能熟练运用公式法解一元二次方程

📚 核心概念

一元二次方程的一般形式是 ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0(其中 a0a \neq 0)。当不能用因式分解或配方法简便求解时,我们可以使用公式法。公式法的核心是求根公式

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

这个公式适用于所有一元二次方程。公式中的 b24acb^2 - 4ac 被称为判别式,通常用符号 Δ\Delta 表示。判别式决定了方程根的性质:

  • 如果 Δ>0\Delta > 0,方程有两个不相等的实数根;
  • 如果 Δ=0\Delta = 0,方程有两个相等的实数根(即一个重根);
  • 如果 Δ<0\Delta < 0,方程没有实数根(在初中阶段认为“无解”)。

使用公式法时,首先要将方程整理成标准形式,再准确找出 aabbcc 的值,代入公式计算。

📝 关键公式

  • 求根公式x=b±b24ac2ax = \dfrac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}

    • 示例:方程 x25x+6=0x^2 - 5x + 6 = 0 中,a=1,b=5,c=6a=1, b=-5, c=6,代入得 x=5±25242=5±12x = \dfrac{5 \pm \sqrt{25 - 24}}{2} = \dfrac{5 \pm 1}{2},所以 x1=3,x2=2x_1=3, x_2=2
  • 判别式Δ=b24ac\Delta = b^2 - 4ac

    • 示例:方程 2x2+3x+1=02x^2 + 3x + 1 = 0Δ=324×2×1=98=1>0\Delta = 3^2 - 4 \times 2 \times 1 = 9 - 8 = 1 > 0,有两个不等实根。

💡 经典例题

例题1:解方程 x24x+3=0x^2 - 4x + 3 = 0

  1. 确认方程为标准形式,a=1,b=4,c=3a=1, b=-4, c=3
  2. 计算判别式:Δ=(4)24×1×3=1612=4>0\Delta = (-4)^2 - 4 \times 1 \times 3 = 16 - 12 = 4 > 0,有两个不等实根。
  3. 代入求根公式:
x=(4)±42×1=4±22 x = \frac{-(-4) \pm \sqrt{4}}{2 \times 1} = \frac{4 \pm 2}{2}
  1. 得到两个解:x1=4+22=3x_1 = \frac{4+2}{2} = 3x2=422=1x_2 = \frac{4-2}{2} = 1

例题2:解方程 2x2+4x+5=02x^2 + 4x + 5 = 0

  1. 标准形式中,a=2,b=4,c=5a=2, b=4, c=5
  2. 计算判别式:Δ=424×2×5=1640=24<0\Delta = 4^2 - 4 \times 2 \times 5 = 16 - 40 = -24 < 0
  3. 因为判别式小于0,该方程在实数范围内无解(初中阶段结论)。
  4. 所以,原方程无实数根。

⚠️ 易错点

  • 符号错误:在代入 b-bcc 时忽略负号。例如方程 x23x4=0x^2 - 3x - 4 = 0 中,b=3b = -3,所以 b=3-b = 3,不是 3-3
  • 忘记化为标准形式:必须先把方程整理成 ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0 再找系数,否则会出错。
  • 判别式计算错误:尤其是 4ac-4ac 部分,若 cc 为负,容易漏掉负负得正。
  • 开平方出错:如 16=4\sqrt{16} = 4,不是 ±4\pm4,因为公式中已有 ±\pm 符号。
  • 误认为 Δ<0\Delta < 0 有实数解:初中阶段,判别式小于0说明方程在实数范围内无解,不要强行写答案。