怎麼用適當的方法解一元二次方程?

2020-12-12 老黃的分享空間

解一元二次方程,當然是要先明確什麼是一元二次方程。

一元二次方程是有且只有一個未知數,未知數的最高次數是2的整式方程。

首先,方程有一個未知數,象1+2=3這樣的等式,就不是方程。其次一元方程只有一個未知數,象x+y=1這樣的方程,就不是一元方程。另外,二次方程,最高次數是2,比如x^3=1或x+2=1這樣的方程,都不是二次方程。最後,一元二次方程必須是整式方程,就是等式的兩邊都是整式,比如1/x^2=1,這樣的方程,分母中含有未知數,不是整式方程,所以也不是一元二次方程。

一元二次方程有三種形式,一般式,配方式和因式分解式。我們一般見得最多的是一般式,就是ax^2+bx+c=0,其中二次係數a不等於0,否則就會變成一個一元一次方程。

解一元一次方程之前,你一定要先明確一般式中的三個參數a,b,c. 否則將很難進行求解,很容易就會出錯。比如,3x^2-2x+3=1. 這個方程將不完全是一般的形式。所以常數項既不是3,也不是1,化為一般式3x^2-2x+2=0之後,可以發現,c=2. 而b=-2,不要錯認為b=2.

在學習一元二次方程之前,我們已經學會了解一元一次方程。所以解一元二次方程的基本思路,就是通過「降次」處理,把二次方程轉化成為一次方程來解決。

降次有三種基本方法,最簡單的方法是利用平方根的定義,如,由x^2=1,可以得到x=±1,這就是方程的根了。   

對一般式,可以通過配方的方法,把方程化成配方式,再利用平方根的定義,實現對二次方程的降次。如,由x^2-2x-3=0, 可以化得(x-1)^2=4, 因此有x-1=±2.

還有一種降次的方法,是利用因式分解,將方程化為(x-x1)(x-x2)=0的形式,這樣就可以得到x-x1=0或x-x2=0,從而實現二次方程的降次。

最後一種解一元二次方程的方法稱為公式法。先利用判別式b^2-4ac的符號性質,判斷根的情況,然後直接用公式求根就可以了。

只有在熟練上面的知識之後,才有考慮選擇合適的方法解一元二次方程的可能。接下來就進行主題,分情況討論解方程的合適方法:

首先,要把方程化為一般形式:ax^2+bx+c=0(a≠0), 然後觀察係數:

1、當b=c=0時,x1=x2=0;如3x^2=0.

2、當b=0時,ax^2+c=0 ;

(1)當ac>0時,方程無實數根;如2x^2+1=0.

(2)當ac<0時,利用平方根的意義求解,或運用平方差公式因式分解;如4x^2-1=0. 可化為4x^2=1,也可以化為(2x+1)(2x-1)=0, 再求解。

3、當c=0,ax^2+bx=0 ,運用提取公因式法求解;如3x^2+2x=0, 可化為x(3x+2)=0.

4、根據判別式△=b^2-4ac選擇解法: 

(1)當△<0時,方程無實數根;如x^2+2x+2=0, △=b^2-4ac=-4, 無實數根.

(2)當△=0時,運用完全平方公式求解;或根據公式:x1=x2=-b/(2a)求根;如,x^2-2x+1=0, 可化為(x-1)^2=0,也可以由x1=x2=-b/(2a)=1得解.

(3)當△=n^2>0時,運用十字相乘法因式分解;如,x^2+5x+4=0,△=b^2-4ac=9, 方程可化為(x+4)(x+1)=0. 這方面需要解題的經驗做支持,而不是每次都要根據判別式來決定.

(4)當0<△≠n^2,且a=1時,建議使用配方法求解;如, x^2+2x-5=0, 配方可得(x+1)^2=6.

當0<△≠n^2,且a≠1時,建議使用公式法求解, 這樣的方程其實是最多地,比如2x^2+5x-2=0等.

有一種快速判斷方程有兩個不等的實數根的方法是:當ac<0時,方程必有兩個不等的實數根;如, 5x^2-3x-1=0必有兩個不等的實數根.

最後用一個思維導圖,來總結用適當的方法解一元二次方程的內容:

最後強調一下,不論學習什麼,歸究到底,都是熟能生巧的道理。只有在解題實踐中,多動腦筋,多做歸納,才能真正體用,用適當的方法解方程的精粹。

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