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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a是二次项系数,b是一次项系数,c是常数项。例如x²-5x+6=0,2x²+3x-1=0都是一元二次方程。从图像上看,一元二次方程对应的是抛物线与x轴的交点,这些交点就是方程的根。
现在我们用配方法来推导求根公式。从标准形式ax²+bx+c=0开始,第一步将常数项移到右边得到ax²+bx=-c。第二步两边同时除以a,得到x²+b/a·x=-c/a。第三步是关键的配方过程,我们在等式两边同时加上(b/2a)²,左边就变成了完全平方式(x+b/2a)²,右边变成(b²-4ac)/4a²。最后开方求解,得到x+b/2a=±√(b²-4ac)/2a,移项后就得到了求根公式x=(-b±√(b²-4ac))/2a。
现在我们来看完整的求根公式。一元二次方程ax²+bx+c=0的求根公式是x等于负b加减根号下b²减4ac,再除以2a。这里的b²-4ac叫做判别式,用希腊字母Δ表示。判别式的值决定了方程根的性质:当Δ大于0时,方程有两个不等的实根,对应抛物线与x轴有两个交点;当Δ等于0时,方程有一个重根,抛物线与x轴相切;当Δ小于0时,方程无实根,抛物线与x轴无交点。
现在我们通过三个具体例题来演示求根公式的应用。第一个例题是2x²-5x+2=0,这里a=2,b=-5,c=2。计算判别式Δ=25-16=9大于0,所以有两个不等实根。代入公式得到x=(5±3)/4,即x=2或x=1/2。第二个例题是x²-4x+4=0,a=1,b=-4,c=4,判别式Δ=16-16=0,有一个重根x=2。第三个例题是x²+x+1=0,a=1,b=1,c=1,判别式Δ=1-4=-3小于0,所以无实根。从图像上可以清楚地看到这三种情况对应的抛物线与x轴的不同交点情况。
最后我们总结一下使用求根公式的关键技巧和注意事项。解题的标准步骤是:首先将方程化为标准形式ax²+bx+c=0,然后正确识别系数a、b、c,接着计算判别式Δ=b²-4ac来判断根的性质,最后代入求根公式求解。需要注意的是,一定要确保a不等于0,建议先计算判别式再求根,同时要注意计算的精度。当一次项系数b是偶数2k时,可以使用简化公式来减少计算量。掌握这些技巧能够帮助我们更准确高效地解决一元二次方程问题。