一元二次方程

進階

一元二次方程 ax² + bx + c = 0(a≠0)有兩個解。S3 主要用因式分解法:將方程寫成 (x−p)(x−q) = 0,這樣 x = p 或者 x = q。兩邊一定要先變 0 先可以分解。

適合:中三數學 · 單元:因式分解 · 建議學習路徑第 14/37 課

學完呢課,你會識:
  • 先移項做標準式:ax² + bx + c = 0
  • 因式分解:找兩個數(加 = b,乘 = c)
  • 零積性質:A×B=0 → A=0 或 B=0
數學Mathematics
讀呢課前,你應該識: 因式分解:提取公因式

1重點摘要 Summary

一元二次方程 ax² + bx + c = 0(a≠0)有兩個解。S3 主要用因式分解法:將方程寫成 (x−p)(x−q) = 0,這樣 x = p 或者 x = q。兩邊一定要先變 0 先可以分解。

2生字卡 Vocabulary

Q
Quadratic equation一元二次方程

最高次方是 2 的方程,例如 x² + 5x + 6 = 0。

R
Root根 / 解

令方程成立的 x 值。x² + 5x + 6 = 0 的根是 x = −2 和 x = −3。

F
Factorise因式分解

將 x² + 5x + 6 變成 (x+2)(x+3)。

C
Coefficient係數

x² 前面的數。x² + 5x + 6 裡面,x² 的係數是 1,x 的係數是 5。

C
Constant term常數項

沒有 x 那項。x² + 5x + 6 裡面,常數項是 6。

Z
Zero product property零積性質

如果 A × B = 0,這樣 A = 0 或者 B = 0。

S
Solve解方程

找出方程的根(x = ?)。

S
Standard form標準式

ax² + bx + c = 0。a、b、c 係數字,a 不是 0。

3逐步講解 Steps

  1. 一元二次方程的定義只含一個未知數,且未知數的最高次方是 2 的方程,稱為一元二次方程,標準形式是 ax² + bx + c = 0,其中 a 不為 0。例如 x² + 5x + 6 = 0。稱為「二次」,因為 x 的最高次方是 2;稱為「一元」,因為全式只有 x 一個變數。若 a = 0,x² 項消失,方程便退化為一元一次方程,不再屬於此類。認清 a、b、c 的值,是選擇解法的第一步。
  2. 第一步:整理成標準式解方程之前,先把所有項移到一邊,令另邊為 0,寫成標準式。以 x² + 5x = −6 為例,把 −6 移項變成 +6,得 x² + 5x + 6 = 0,此時 a = 1、b = 5、c = 6。移項時必須改變符號:跨過等號的項,正變負、負變正。常見錯誤是移項忘記變號,或漏寫 = 0,導致之後無法使用因式分解與零積性質,整題卡住。
  3. 第二步:因式分解對 x² + px + q 型的方程,尋找兩個數,使它們的積為 q、和為 p。以 x² + 5x + 6 = 0 為例,需要兩數相乘得 6、相加得 5;逐一試探,2 × 3 = 6 且 2 + 3 = 5,符合條件,於是分解為 (x + 2)(x + 3) = 0。若兩數不易看出,可先列出 q 的所有因數對,再逐一檢查其和。注意當積為正、和為負時,兩數必同為負,例如 x² − 7x + 10 中是 −2 與 −5。
  4. 第三步:應用零積性質零積性質指出:若兩個數的乘積等於 0,則至少其中一個是 0。因此 (x + 2)(x + 3) = 0 意味著 x + 2 = 0 或 x + 3 = 0,兩個條件只需成立其一。這是二次方程能夠拆成兩個根的關鍵;若乘積是其他數,例如等於 12,便不能這樣拆開。同學常犯的錯誤是同時令兩個因式為零而寫成 x = −2 且 x = −3,必須用「或」而不是「且」,因為 x 每次只能取其中一個值。
  5. 第四步:解出兩根分別解兩個一元一次方程:由 x + 2 = 0 得 x = −2;由 x + 3 = 0 得 x = −3。故方程的根是 x = −2 或 x = −3,兩個答案都要寫齊,漏寫任何一個都算不完整。二次方程一般有兩個根(可能相等;涉及虛數的情況留待高中,初中通常處理兩個實根)。書寫時用「或」連接兩根,並保持每個根的格式一致,例如同用 x = 的形式。
  6. 驗算與常見錯誤總結把每個根代回原方程檢驗:x = −2 時,(−2)² + 5(−2) + 6 = 4 − 10 + 6 = 0;x = −3 時,(−3)² + 5(−3) + 6 = 9 − 15 + 6 = 0;兩者均成立,答案正確。總結常見錯誤:移項不變號;找數時只顧乘積而忽略和;把「或」寫成「且」;漏答其中一個根。養成代入驗算的習慣,這四類錯誤都能即時發現,是穩取分數的最後防線。

4圖解 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計數機代實數③ 圖像法畫 y = x²−5x+6同 x 軸交點=根目測估近似值揀法次序:見到可以拆 → 因式分解(最快);拆唔開 → 公式(最穩)判別式 b²−4ac:>0 兩個根 ·=0 一個重根 ·<0 無實根驗算:代返兩個根入原式,左右兩邊要相等
圖 1:解二次方程三法

5例題示範 Example

例題:解 x² − 7x + 10 = 0。

  1. 確認形式 x² + px + q = 0:此處 p = −7、q = 10。
  2. 尋找兩數:乘積為 +10,和為 −7。
  3. 試數:−2 × (−5) = +10,−2 + (−5) = −7,符合條件。
  4. 分解:(x − 2)(x − 5) = 0。
  5. 應用零積性質:x − 2 = 0 或 x − 5 = 0,得 x = 2 或 x = 5。
  6. 驗算:x = 2 時 4 − 14 + 10 = 0;x = 5 時 25 − 35 + 10 = 0,均成立。
  7. 答案:x = 2 或 x = 5。十字相乘的關鍵是找兩個數:乘積等於常數項 q,和等於一次項係數 p;分解後用零積性質得出兩根,最後代入原式驗算。

6常見錯誤 Mistakes

✗ x² + 5x + 6 = (x + 6)(x + 1) ✗
✓ 要找兩個數:加起來 = 5,乘起來 = 6。2 + 3 = 5,2 × 3 = 6。所以是 (x+2)(x+3)。
✗ (x+2)(x+3) = 0 → x = 2 或者 x = 3 ✗
✓ x + 2 = 0 → x = −2,不是 +2!記住移項要變號。
✗ x² + 5x = 6 → x(x + 5) = 6 ✗
✓ 要等號右邊 = 0 先可以因式分解:x² + 5x − 6 = 0。
✗ 漏了一個根:x = −2 ✗
✓ 二次方程通常有兩個根:x = −2 和 x = −3。不要漏!

75 題快測 Quick check

Q1解方程 x² + 5x + 6 = 0

Q2解方程 x² − 7x + 12 = 0

Q3解方程 x² − 4 = 0

Q4解方程 x² + 3x = 0

Q5解方程 x² − x − 6 = 0

8重點回顧 Recap

  • 先移項做標準式:ax² + bx + c = 0
  • 因式分解:找兩個數(加 = b,乘 = c)
  • 零積性質:A×B=0 → A=0 或 B=0
  • 記住移項變號:x+2=0 → x=−2
  • 二次方程通常有兩個根,不要漏

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