一元二次方程

基础

学会解一元二次方程,用因式分解法和公式法。

适合:中四数学 · 单元:数与代数 · 建议学习路径第 4/10 课

学完呢课,你会识:
  • 一元二次方程最高次数是 2
  • 先整理成 ax² + bx + c = 0
  • 可以因式分解就用因式分解法
数学Mathematics
读呢课前,你应该识: 因式分解

1重点摘要 Summary

学会解一元二次方程,用因式分解法和公式法。

2生字卡 Vocabulary

Q
Quadratic equation一元二次方程

最高次数是 2 的方程,例如 x² + 5x + 6 = 0。

R
Root根

方程的答案,令方程等于 0 的 x 值。

S
Solve解方程

找出方程的所有根。

F
Factorisation method因式分解法

将方程左边分解因式,然后每个因式等于 0 解。

Q
Quadratic formula二次方程公式

x = (-b ± √(b² - 4ac)) / 2a,是通用解方程方法。

D
Discriminant判别式

b² - 4ac,用来判断有多少个实根。

T
Two roots两个根

二次方程通常有两个答案。

Z
Zero product零乘积性质

如果 A × B = 0,这样 A = 0 或者 B = 0。

3逐步讲解 Steps

  1. 第一步:写成标准式解一元二次方程的第一步,是把方程整理成标准式 ax² + bx + c = 0,其中 a 不等于 0。做法是把所有项移到等号左边,使右边为 0,并按 x 的次数由高至低排列与合并同类项。这样做是因为只有认清 a、b、c 三个系数,之后的因式分解与公式法才能正确代入。易错位是移项时忘记变号。
  2. 第二步:尝试因式分解第二步是尝试因式分解,先观察左边能否拆成两个一次式的乘积。常用方法是十字相乘:当 a = 1 时,找两个数,其乘积等于 c 而和等于 b。能够分解就应优先使用此法,因为它比公式法更快,而且答案不易出错。易错位是分解后忘记展开检查,应展开一次确认中间项与原式相同。
  3. 第三步:零乘积性质第三步应用零乘积性质:若两个数或两个式子的乘积等于 0,则其中至少一个必为 0,即 A × B = 0 时必有 A = 0 或 B = 0。这个性质是把乘积式变成两条一元一次方程的关键。使用前提是方程右边必须已经化为 0,若右边不是 0,此性质不成立。易错位是直接对两边开方或随意约去因式,导致漏根。
  4. 第四步:分开解两条方程第四步把每个因式分别等于 0,解两条一元一次方程,得到两个根。例如 (x + 2)(x + 3) = 0 就分别解 x + 2 = 0 与 x + 3 = 0,得出 x = -2 或 x = -3。一元二次方程一般有两个实数根,两条方程都要解,不可只解一条。易错位是移项时忘记变号。
  5. 第五步:不能分解时用公式若因式分解行不通,例如系数较大或根是无理数时,就用求根公式 x = (-b ± √(b² - 4ac)) / 2a,它对任何一元二次方程都适用。代入前先确认方程已是标准式,并准确读出 a、b、c 的正负号,根的性质由判别式 b² - 4ac 决定。易错位是 b 或 c 为负数时代入忘记加括号。
  6. 第六步:验算答案最后把两个根分别代入原方程检验,确认左边算出来的值确实等于 0。验算能即时发现因式分解错误或移项变号的失误,在考试中是避免无谓失分的低成本步骤。验算时应代入原来的方程,而不是分解后的中间式,否则检查不到最初的错误。若代入后不等于 0,就要由标准式开始逐步重新检查。

4图解 Diagrams

解一元二次:三件武器 Three methods① 因式分解x² − 5x + 6 = 0(x−2)(x−3) = 0x = 2 或 3② 求根公式x = [−b ± √(b²−4ac)] / 2a任何二次方程都食得计数机代实数③ 图像法画 y = x²−5x+6同 x 轴交点=根目测估近似值拣法次序:见到可以拆 → 因式分解(最快);拆唔开 → 公式(最稳)判别式 b²−4ac:>0 两个根 ·=0 一个重根 ·<0 无实根验算:代返两个根入原式,左右两边要相等
图 1:解二次方程三法

5例题示范 Example

示例:解一元二次方程 x² + 5x + 6 = 0。

  1. 第一步:方程已是标准式,确认 a = 1、b = 5、c = 6,因为系数的正负必须在代入任何方法之前认清。
  2. 第二步:因式分解左边,依据十字相乘法找两个乘积为 6 且和为 5 的数,得出 x² + 5x + 6 = (x + 2)(x + 3)。
  3. 第三步:应用零乘积性质,由 (x + 2)(x + 3) = 0 得出 x + 2 = 0 或 x + 3 = 0,因为乘积为 0 时至少一个因式为 0。
  4. 第四步:分别解两条一次方程,把常数移到右边得 x = -2 与 x = -3,依据是等式两边减去相等的数后仍然相等。
  5. 第五步:验算,把 x = -2 代入原方程左边,得 (-2)² + 5(-2) + 6 = 4 - 10 + 6 = 0,依据是解必须使原方程成立。
  6. 答案:x = -2 或 x = -3。把两个值分别代入原方程,左边都等于 0,验算成立;由于判别式为正,方程有两个相异实数根,解集就是 x = -2 与 x = -3,两个答案都要写出。

6常见错误 Mistakes

✗ ✗ 忘记负号:(x+2)(x+3) = 0 → x = 2, x = 3
✓ ✓ x+2 = 0 → x = -2!要移项变号!
✗ ✗ 两个根写漏一个
✓ ✓ 二次方程通常有两个根,不要漏!
✗ ✗ 未整理成 = 0 就直接解
✓ ✓ 一定要先将方程整理成 = 0 先解!
✗ ✗ 公式法负 b 平方变负:x² - 4x + 3 = 0,b² = (-4)² = -16
✓ ✓ 负数平方是正:b = -4,b² = (+16),判别式 = 16 - 4(1)(3) = 4 先对。代入公式前最好先写清楚 a、b、c 各是什么!

75 题快测 Quick check

Q1(x-1)(x-3) = 0 的根是?

Q2二次方程标准式是?

Q3零乘积性质是?

Q4x² - 4 = 0 的根是?

Q5判别式是?

8重点回顾 Recap

  • 一元二次方程最高次数是 2
  • 先整理成 ax² + bx + c = 0
  • 可以因式分解就用因式分解法
  • 零乘积:A × B = 0 → A=0 或 B=0
  • 分解不到就用二次方程公式

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