判别式

📘 一元二次方程·
⭐⭐
·b²-4ac、根的个数

🎯 学习目标

  • 理解判别式 $b^2 - 4ac$ 的含义及其在判断一元二次方程根的个数中的作用
  • 能正确计算判别式的值,并据此判断方程是否有实数根、有几个实数根
  • 掌握利用判别式解决简单实际问题的方法

📚 核心概念

在一元二次方程 ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0(其中 a0a \neq 0)中,判别式是指表达式 Δ=b24ac\Delta = b^2 - 4ac。这个值非常重要,因为它能告诉我们方程的根的情况,而不需要真正解出方程。

  • 如果 Δ>0\Delta > 0,说明方程有两个不相等的实数根;
  • 如果 Δ=0\Delta = 0,说明方程有两个相等的实数根(也叫重根);
  • 如果 Δ<0\Delta < 0,说明方程没有实数根(只有两个共轭的虚数根,初中阶段通常说“无实数解”)。

例如,方程 x25x+6=0x^2 - 5x + 6 = 0 中,a=1,b=5,c=6a=1, b=-5, c=6,判别式 Δ=(5)24×1×6=2524=1>0\Delta = (-5)^2 - 4 \times 1 \times 6 = 25 - 24 = 1 > 0,所以它有两个不相等的实数根。判别式就像方程的“体检报告”,提前告诉我们根的情况。

📝 关键公式

  • 判别式公式:对于方程 ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0a0a \neq 0),判别式为 Δ=b24ac\Delta = b^2 - 4ac

    • 示例:方程 2x2+3x2=02x^2 + 3x - 2 = 0,则 Δ=324×2×(2)=9+16=25\Delta = 3^2 - 4 \times 2 \times (-2) = 9 + 16 = 25
  • 根的个数判断规则

    • Δ>0\Delta > 0 → 两个不相等实数根;
    • Δ=0\Delta = 0 → 两个相等实数根;
    • Δ<0\Delta < 0 → 无实数根。
    • 示例:方程 x24x+4=0x^2 - 4x + 4 = 0Δ=(4)24×1×4=1616=0\Delta = (-4)^2 - 4 \times 1 \times 4 = 16 - 16 = 0,所以有重根 x=2x = 2

💡 经典例题

例题1:判断方程 x23x+2=0x^2 - 3x + 2 = 0 的根的情况。

  1. 确定系数:a=1a = 1b=3b = -3c=2c = 2
  2. 计算判别式:Δ=b24ac=(3)24×1×2=98=1\Delta = b^2 - 4ac = (-3)^2 - 4 \times 1 \times 2 = 9 - 8 = 1
  3. 因为 Δ=1>0\Delta = 1 > 0,所以该方程有两个不相等的实数根。

例题2:已知关于 xx 的方程 x2+2x+k=0x^2 + 2x + k = 0 有两个相等的实数根,求 kk 的值。

  1. 方程有两个相等实数根,说明判别式 Δ=0\Delta = 0
  2. 写出判别式:Δ=b24ac=224×1×k=44k\Delta = b^2 - 4ac = 2^2 - 4 \times 1 \times k = 4 - 4k
  3. Δ=0\Delta = 0,即 44k=04 - 4k = 0
  4. 解得 k=1k = 1
  5. 所以当 k=1k = 1 时,方程有两个相等的实数根。

⚠️ 易错点

  • 忘记 a0a \neq 0 的前提:判别式只适用于一元二次方程,若 a=0a = 0,就不是二次方程了。使用前先确认最高次项系数不为零。

  • 符号错误:计算 b24acb^2 - 4ac 时,容易忽略 bbcc 的负号。例如 b=4b = -4,应写成 (4)2=16(-4)^2 = 16,而不是 42=16-4^2 = -16

  • 混淆“无实数根”和“无解”:初中阶段说“无实数根”即可,不要直接说“无解”,因为从高中角度看还有虚数解。

  • 误认为 Δ=0\Delta = 0 表示“没有根”:其实 Δ=0\Delta = 0 表示有两个相同的实数根(重根),比如 (x2)2=0(x-2)^2 = 0 的根是 x=2x = 2(两个相同的根)。

  • 代入公式时漏乘 aacc:牢记公式是 b24acb^2 - 4ac,不是 b24cb^2 - 4cb2acb^2 - ac。建议写清楚每一步代入过程。