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📈 二次方程式求根公式計算機

使用求根公式求解二次方程式 ax² + bx + c = 0,並以圖表視覺化呈現。有助於數學學習、寫作業和準備考試。

方程式格式:ax² + bx + c = 0
結果
判別式 (Δ)
根 x₁
根 x₂
指南

瞭解更多

01

什麼是二次方程式?

二次方程式是最高次數為2的方程式,形式為 ax² + bx + c = 0,其中 a、b、c 為常數且 a ≠ 0。例如 x² - 5x + 6 = 0、2x² + 3x - 2 = 0 等。二次方程式的圖形是拋物線,圖形與 x 軸的交點即為方程式的解(根)。

02

什麼是求根公式?

求根公式為 x = (-b ± √(b² - 4ac)) / 2a。使用這個公式可以求解任何二次方程式。例如在 x² - 5x + 6 = 0 中,a=1、b=-5、c=6,代入後得到 x = (5 ± √(25-24)) / 2 = (5 ± 1) / 2,所以 x = 3 或 x = 2。這個公式由16世紀的數學家完善而成。

03

判別式的意義

判別式 Δ = b² - 4ac 決定方程式根的性質。若 Δ > 0,有兩個相異實根;若 Δ = 0,有重根(兩個相同的實根);若 Δ < 0,則有兩個複數根。例如 x² - 4x + 4 = 0 的 Δ = 16 - 16 = 0,所以 x = 2(重根)。x² + x + 1 = 0 的 Δ = 1 - 4 = -3 < 0,所以有複數根。

04

二次方程式的圖形

二次方程式 y = ax² + bx + c 的圖形是拋物線。若 a > 0,開口向下(向上凹);若 a < 0,開口向上(向下凹)。頂點的 x 座標為 -b/2a,對稱軸為 x = -b/2a。圖形與 x 軸的交點即為根,根的數量可由判別式決定。

05

與因式分解的關係

當 ax² + bx + c = 0 的兩個根為 α 和 β 時,方程式可因式分解為 a(x - α)(x - β) = 0。例如,由於 x² - 5x + 6 = 0 的根為 2 和 3,所以可因式分解為 (x - 2)(x - 3) = 0。根與係數的關係中,α + β = -b/a,αβ = c/a。

06

二次方程式的實際應用

二次方程式應用於物理學中的拋物線運動(球的軌跡)、建築學中的拱門設計、經濟學中的利潤最大化,以及工程學中的最佳化問題。例如,從高度 h 拋出的球,其高度為 y = -5t² + 20t + h,球落地的時間(y=0)可透過求解二次方程式求得。

常見問題

判別式(Δ)為負數代表什麼意思?
若Δ = b² - 4ac為負數,在實數範圍內無解,會得到一對共軛虛根(複數根)。從圖形來看,就是拋物線不與x軸相交的情況。
係數a為0時為什麼無法計算?
若a為0,x²項會消失,方程式就不再是二次方程式,而變成一次方程式(bx + c = 0)。由於公式本身需要除以2a,a=0時公式將無法定義。
出現重根(Δ=0)代表只有一個根嗎?
正確地說,是兩個相同數值的實根重疊在一起。在圖形上,拋物線的頂點恰好與x軸相切的那一點就是這個根。
用因式分解代替公式解,結果會一樣嗎?
若是同一個方程式,兩種方法會得到相同的根。但若係數複雜或無法用整數因式分解,公式解永遠適用,而因式分解則可能較困難。
輸入的係數可以是小數或負數嗎?
可以。a、b、c不僅可以輸入整數,也能輸入小數與負數,但a不能為0。