一元二次方程無解的情況說明

2020-12-06 初中化學大師

求根公式是萬能的,但是二次方程會出現無解的情況!

比如下面這個二次方程:

x +x+1=0

該方程無法進行因式分解,所以用求根公式來解。

好了,似乎得出答案了。但是,

根號下的-3是負數。

有什麼問題嗎?當然!

是指「平方後得到-3的數」,但是任何數平方後都不可能得到負數。在解初中數學題中的二次方程時,如果

下為負數,就說明該二次方程「無解」。

平方後得到負數的數稱作「虛數(imaginary number)」,因為它是實際不存在的數,所以才會被命名為「虛」數。我們從這個詞的英語語義中也能看出,這個數是想像出來的數,在高中才會學到。與虛數相對應的「普通的數」,叫作實數(real number)。「初中數學的範圍」指的就是實數的範圍,至於上面那道題,準確地說應該是「無實數解」(有虛數解)。

「無解」很奇怪吧?

我初學二次方程時,也覺得「無解」的情況實在是太難想像了。在此之前學習的一次方程,就不存在無解的情況。雖說方程無解,但你也不要氣餒,因為沒有答案,很可能圈定了界限。

舉個例子來說,根據愛因斯坦的相對論(原諒我的話題太過跳躍性),質量為m的質點以速度v移動時的動能為E,表示如下。

c是光速(約3.0×10 8 [m/秒])。將0代入該式子的v中,就會得出那個著名的公式。

E=mc 2

這個公式同時也表示,速度v不可能比c大,因為如果v大於c,代入上

述式子後,

下的值就會是負數。

也就是說,不論給物體施加多大的力,它的速度都不會超過光速。那麼,多餘的力到底去了哪裡?其實,它變成質量了,這就是相對論性質量(譯者註:相對論性質量是指在許多關於相對論的老舊論述中,以質點的質量隨速率增加的模型,來保持高速情況下的動量守恆原理)。這個話題就先到此為止吧。

物體的速度永遠不可能超過光速,也就是說速度是有「上限」的。由此,人類又發展出了一個劃時代的概念,即「相對論性質量」。不要因為沒有答案就停止思考,在無解的基礎上繼續思考,我們的思想就能進入另一片森林。

言歸正傳,在二次方程中,「無解」表示怎樣的界限呢?只要我們繼續學習,學到函數與圖像的關係、聯立方程組的解與圖像交點的關係時,自然會找到這個問題的答案。理解了這些知識,也就能明白為什麼二次函數有最大值或最小值,而一次函數沒有。說到這裡,你是不是已經按捺不住自己的好奇心了?

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