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一元二次方程是数学中的重要概念。它的标准形式是ax²+bx+c=0,其中a不等于0。这里的一元表示只含有一个未知数,二次表示未知数的最高次数为2。方程由三部分组成:a是二次项系数,b是一次项系数,c是常数项。
一元二次方程的系数各有重要作用。系数a决定抛物线的开口方向,a大于0时开口向上,a小于0时开口向下。系数b影响抛物线对称轴的位置。系数c决定抛物线与y轴的交点。根据系数情况,我们可以区分完全二次方程和不完全二次方程。
现在我们来练习识别一元二次方程。判断的关键是看方程是否只含一个未知数,且未知数的最高次数为2,二次项系数不为0。比如x²+3x-2=0是标准的一元二次方程,而2x+5=0是一元一次方程。分数系数的方程如二分之一x²-x+1=0仍是一元二次方程。需要注意的是,有些方程需要展开后才能判断,如(x-1)(x+2)=0展开后是x²+x-2=0。
一元二次方程有重要的几何意义。方程ax²+bx+c=0的解对应抛物线y=ax²+bx+c与x轴的交点。根据判别式Δ=b²-4ac的值,我们可以判断交点情况:当Δ大于0时,抛物线与x轴有两个不同交点,方程有两个不同实根;当Δ等于0时,抛物线与x轴相切,有一个交点,方程有一个重根;当Δ小于0时,抛物线与x轴无交点,方程无实根。
一元二次方程在实际生活中有广泛应用。在面积问题中,比如长方形长比宽多3米,面积为36平方米,设宽为x米,可得方程x²+3x-36=0。在运动问题中,抛物运动的高度公式h=-5t²+20t+10就是二次函数。在经济问题中,利润最大化和成本优化也常用到二次方程。一元二次方程是连接代数与几何的重要桥梁,在科学技术中应用广泛。