一元二次方程

基礎

學會解一元二次方程,用因式分解法和公式法。

適合:中四數學 · 單元:數與代數 · 建議學習路徑第 4/10 課

學完呢課,你會識:
  • 一元二次方程最高次數是 2
  • 先整理成 ax² + bx + c = 0
  • 可以因式分解就用因式分解法
數學Mathematics
讀呢課前,你應該識: 因式分解

1重點摘要 Summary

學會解一元二次方程,用因式分解法和公式法。

2生字卡 Vocabulary

Q
Quadratic equation一元二次方程

最高次數是 2 的方程,例如 x² + 5x + 6 = 0。

R
Root根

方程的答案,令方程等於 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

將方程左邊分解因式,然後每個因式等於 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判別式

b² - 4ac,用來判斷有多少個實根。

T
Two roots兩個根

二次方程通常有兩個答案。

Z
Zero product零乘積性質

如果 A × B = 0,這樣 A = 0 或者 B = 0。

3逐步講解 Steps

  1. 第一步:寫成標準式解一元二次方程的第一步,是把方程整理成標準式 ax² + bx + c = 0,其中 a 不等於 0。做法是把所有項移到等號左邊,使右邊為 0,並按 x 的次數由高至低排列與合併同類項。這樣做是因為只有認清 a、b、c 三個係數,之後的因式分解與公式法才能正確代入。易錯位是移項時忘記變號。
  2. 第二步:嘗試因式分解第二步是嘗試因式分解,先觀察左邊能否拆成兩個一次式的乘積。常用方法是十字相乘:當 a = 1 時,找兩個數,其乘積等於 c 而和等於 b。能夠分解就應優先使用此法,因為它比公式法更快,而且答案不易出錯。易錯位是分解後忘記展開檢查,應展開一次確認中間項與原式相同。
  3. 第三步:零乘積性質第三步應用零乘積性質:若兩個數或兩個式子的乘積等於 0,則其中至少一個必為 0,即 A × B = 0 時必有 A = 0 或 B = 0。這個性質是把乘積式變成兩條一元一次方程的關鍵。使用前提是方程右邊必須已經化為 0,若右邊不是 0,此性質不成立。易錯位是直接對兩邊開方或隨意約去因式,導致漏根。
  4. 第四步:分開解兩條方程第四步把每個因式分別等於 0,解兩條一元一次方程,得到兩個根。例如 (x + 2)(x + 3) = 0 就分別解 x + 2 = 0 與 x + 3 = 0,得出 x = -2 或 x = -3。一元二次方程一般有兩個實數根,兩條方程都要解,不可只解一條。易錯位是移項時忘記變號。
  5. 第五步:不能分解時用公式若因式分解行不通,例如係數較大或根是無理數時,就用求根公式 x = (-b ± √(b² - 4ac)) / 2a,它對任何一元二次方程都適用。代入前先確認方程已是標準式,並準確讀出 a、b、c 的正負號,根的性質由判別式 b² - 4ac 決定。易錯位是 b 或 c 為負數時代入忘記加括號。
  6. 第六步:驗算答案最後把兩個根分別代入原方程檢驗,確認左邊算出來的值確實等於 0。驗算能即時發現因式分解錯誤或移項變號的失誤,在考試中是避免無謂失分的低成本步驟。驗算時應代入原來的方程,而不是分解後的中間式,否則檢查不到最初的錯誤。若代入後不等於 0,就要由標準式開始逐步重新檢查。

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

示例:解一元二次方程 x² + 5x + 6 = 0。

  1. 第一步:方程已是標準式,確認 a = 1、b = 5、c = 6,因為係數的正負必須在代入任何方法之前認清。
  2. 第二步:因式分解左邊,依據十字相乘法找兩個乘積為 6 且和為 5 的數,得出 x² + 5x + 6 = (x + 2)(x + 3)。
  3. 第三步:應用零乘積性質,由 (x + 2)(x + 3) = 0 得出 x + 2 = 0 或 x + 3 = 0,因為乘積為 0 時至少一個因式為 0。
  4. 第四步:分別解兩條一次方程,把常數移到右邊得 x = -2 與 x = -3,依據是等式兩邊減去相等的數後仍然相等。
  5. 第五步:驗算,把 x = -2 代入原方程左邊,得 (-2)² + 5(-2) + 6 = 4 - 10 + 6 = 0,依據是解必須使原方程成立。
  6. 答案:x = -2 或 x = -3。把兩個值分別代入原方程,左邊都等於 0,驗算成立;由於判別式為正,方程有兩個相異實數根,解集就是 x = -2 與 x = -3,兩個答案都要寫出。

6常見錯誤 Mistakes

✗ ✗ 忘記負號:(x+2)(x+3) = 0 → x = 2, x = 3
✓ ✓ x+2 = 0 → x = -2!要移項變號!
✗ ✗ 兩個根寫漏一個
✓ ✓ 二次方程通常有兩個根,不要漏!
✗ ✗ 未整理成 = 0 就直接解
✓ ✓ 一定要先將方程整理成 = 0 先解!
✗ ✗ 公式法負 b 平方變負:x² - 4x + 3 = 0,b² = (-4)² = -16
✓ ✓ 負數平方是正:b = -4,b² = (+16),判別式 = 16 - 4(1)(3) = 4 先對。代入公式前最好先寫清楚 a、b、c 各是什麼!

75 題快測 Quick check

Q1(x-1)(x-3) = 0 的根是?

Q2二次方程標準式是?

Q3零乘積性質是?

Q4x² - 4 = 0 的根是?

Q5判別式是?

8重點回顧 Recap

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

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