输入 a、b、c 三个系数,求解 a·x² + b·x + c = 0。判别式 Δ = b² − 4ac 决定根的情况:大于零有两个不同实根,等于零有两个相同实根,小于零没有实根但有两个共轭复根。
常见方程与根的关系
| 判别式 | 根的情况 | 抛物线与横轴 | 因式分解 |
|---|---|---|---|
| Δ > 0 | 两个不相等的实根 | 相交于两点 | a(x − x₁)(x − x₂) |
| Δ = 0 | 两个相等的实根 | 相切于一点 | a(x − x₀)² |
| Δ < 0 | 一对共轭复根 | 不相交 | 在实数范围内不可分解 |
当 a 等于 0 时方程退化为一次方程,本工具会自动按一次方程求解,并提示退化情况。
工具说明
一元二次方程的标准形式是 a·x² + b·x + c = 0,其中 a 不能为零。本工具用求根公式直接求解,并把判别式、顶点、对称轴、因式分解等常用信息一并算出,便于同时满足解方程与画图两类需求。
求根公式与判别式
求根公式是 x = ( −b ± √(b² − 4ac) ) ÷ (2a)。根号里的 b² − 4ac 就是判别式,记作 Δ。它决定了根的类型:
- Δ 大于零:根号内为正,得到两个不相等的实数根。
- Δ 等于零:根号内为零,两个根相等,此时抛物线顶点恰好落在横轴上。
- Δ 小于零:根号内为负,实数范围内无解,引入虚数单位后得到一对共轭复根,实部相同、虚部互为相反数。
不只能解方程
- 顶点坐标:对称轴是 x = −b ÷ (2a),顶点纵坐标等于 c − b² ÷ (4a)。顶点是抛物线的最高点或最低点。
- 开口方向:a 大于零开口向上,函数有最小值;a 小于零开口向下,函数有最大值。
- 韦达定理:两根之和等于 −b ÷ a,两根之积等于 c ÷ a。不用解方程就能得到两根的对称关系。
- 因式分解:有实根时方程可写成 a 乘以两个一次因式的形式,这是解整式不等式的基础。
什么时候用因式分解而不用公式
当系数都是较小的整数、且判别式是完全平方数时,因式分解往往更快,也不需要记公式。例如 x² − 5x + 6 = 0 可以很快看出两根是 2 和 3。但如果系数是小数、分数或含字母,直接套求根公式更稳妥。
你可能还想问
判别式小于零就真的没有解吗?
在实数范围内没有解,因为负数在实数范围内没有平方根。但如果把数域扩大到复数,仍然有两个解,它们是一对共轭复数,实部都是 −b ÷ 2a,虚部互为相反数,为 ±√(−Δ) ÷ 2a。本工具会直接给出这对复根。
韦达定理有什么用?
它给出两根之和与两根之积,与两根具体是多少无关。常见用途有三类:已知一根求另一根、判断两根的正负与大小关系、构造以给定两数为根的方程。例如两根之和为负、之积为正,就能判定两根都是负数,不需要真的解出来。
a 等于零会怎样?
a 等于零时二次项消失,方程退化为一次方程 b·x + c = 0,此时只有一个根,等于 −c ÷ b。如果 b 也为零,那么当 c 也等于零时任意实数都是解,否则无解。本工具会自动识别并提示退化情况,不会按二次公式硬算。
什么时候用配方法?
当题目要求推导顶点式、或者需要证明不等式时,配方法更直观。做法是把 a 提出来,再凑成完全平方的形式。它和求根公式本质等价,最后得到的顶点坐标公式也是从配方法推出来的。
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