一元二次方程求根公式怎么来的
【一元二次方程求根公式怎么来的】一元二次方程是数学中常见的方程形式,其标准形式为:
ax² + bx + c = 0(其中 a ≠ 0)。
求解这类方程的公式称为“求根公式”,也叫“求根判别式”或“求根公式法”。它能直接给出方程的两个实数或复数解。那么,这个公式的推导过程是怎样的?它是如何一步步得出的?
一、推导过程总结
1. 从一般式出发:
从方程 ax² + bx + c = 0 出发,通过配方法逐步变形。
2. 移项处理:
将常数项移到等号右边,得到:
ax² + bx = -c
3. 系数化为1:
把两边同时除以 a,得到:
x² + (b/a)x = -c/a
4. 配方处理:
在左边加上一个适当的数,使其成为完全平方。
这个数是 (b/(2a))²,即 b²/(4a²)。
5. 两边同时加该数:
得到:
x² + (b/a)x + b²/(4a²) = -c/a + b²/(4a²)
6. 左边变成完全平方:
左边变为:
(x + b/(2a))² = (b² - 4ac)/(4a²)
7. 开方求解:
两边同时开平方,得到:
x + b/(2a) = ±√[(b² - 4ac)/(4a²)
8. 整理表达式:
移项并化简,最终得到:
x = [-b ± √(b² - 4ac)] / (2a)
二、关键步骤表格对比
| 步骤 | 操作 | 目的 |
| 1 | 从标准形式出发:ax² + bx + c = 0 | 建立方程基础 |
| 2 | 移项:ax² + bx = -c | 整理变量项 |
| 3 | 两边除以a:x² + (b/a)x = -c/a | 系数归一化 |
| 4 | 配方:添加 (b/(2a))² | 构造完全平方 |
| 5 | 两边同时加该数:得到完全平方 | 完成配方 |
| 6 | 左边写成平方形式,右边化简 | 转换为平方形式 |
| 7 | 开方:x + b/(2a) = ±√(...) | 解出x的可能值 |
| 8 | 移项整理:得到最终求根公式 | 得到通用解法 |
三、结论
一元二次方程的求根公式是通过配方法逐步推导而来的,其核心思想是将方程转化为完全平方的形式,从而方便求解。这个公式不仅适用于实数范围内的解,也可以推广到复数范围内,是解决二次方程的重要工具。
通过上述推导过程和表格总结,可以清晰地理解“一元二次方程求根公式”的来龙去脉。
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