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一元二次方程是形如 ax² + bx + c = 0 的方程,其中 a, b, c 是常數,且 a 不等於 0。我們可以使用求根公式來求解:x 等於負 b 加減根號下 b² 減 4ac,再除以 2a。讓我們通過一個例題來看看具體的求解過程。
判別式 Delta 等於 b² 減 4ac,它決定了一元二次方程根的性質。當 Delta 大於 0 時,方程有兩個不相等的實數根;當 Delta 等於 0 時,方程有兩個相等的實數根,也就是重根;當 Delta 小於 0 時,方程在實數範圍內沒有解。讓我們通過三個例子來理解這些情況。
當判別式小於零時,我們需要計算負數的平方根,這在實數範圍內是不可能的。為了解決這個問題,我們引入虛數單位 i,定義 i 的平方等於負一。利用虛數單位,我們可以表示任意負數的平方根。例如,根號負四等於二 i。現在讓我們用虛數單位來解決之前無法求解的方程。
複數的定義是形如 a 加 bi 的數,其中 a 和 b 都是實數。a 稱為複數的實部,b 稱為複數的虛部。當虛部 b 等於零時,複數就變成實數;當實部 a 等於零且虛部不為零時,稱為純虛數。實數是複數的特例,實數集是複數集的子集。我們還定義了共軛複數的概念。
引入複數後,所有一元二次方程在複數範圍內都有解。當判別式小於零時,我們可以用虛數單位來表示根號下負數,從而得到複數形式的根。這兩個根是共軛複數。複數的引入不僅使所有一元二次方程都有解,還完善了數系結構,為高等數學奠定了重要基礎。讓我們通過一個完整的例題來總結這個過程。