一元二次方程的求根公式如下:
\[ x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \]
其中,$a$、$b$、$c$ 分别是二次项、一次项和常数项的系数,且 $a \neq 0$。
推导过程
1. 将方程 $ax^2 + bx + c = 0$ 两边都除以 $a$,得到:
\[ x^2 + \frac{b}{a}x + \frac{c}{a} = 0 \]
2. 移项得到:
\[ x^2 + \frac{b}{a}x = -\frac{c}{a} \]
3. 在方程两边都加上一次项系数 $\frac{b}{a}$ 的一半的平方,即 $\left(\frac{b}{2a}\right)^2$,得到:
\[ x^2 + \frac{b}{a}x + \left(\frac{b}{2a}\right)^2 = -\frac{c}{a} + \left(\frac{b}{2a}\right)^2 \]
4. 配方得到:
\[ \left(x + \frac{b}{2a}\right)^2 = \frac{b^2 - 4ac}{4a^2} \]
5. 开根得到:
\[ x + \frac{b}{2a} = \pm \frac{\sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \]
6. 最终解得:
\[ x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \]
适用条件
当判别式 $\Delta = b^2 - 4ac \geq 0$ 时,方程有两个实数根(可能相等)。
当判别式 $\Delta = b^2 - 4ac < 0$ 时,方程有两个共轭复数根。
判别式
判别式 $\Delta$ 用于判断二次方程的根的性质:
$\Delta > 0$:方程有两个不相等的实数根。
$\Delta = 0$:方程有两个相等的实数根(一个重根)。
$\Delta < 0$:方程有两个共轭复数根。
通过以上公式和推导过程,可以求解任意一元二次方程的根。