公式法是解一元二次方程的标准方法,其核心公式及步骤如下:
一、标准公式
对于一元二次方程:
$$ax^2 + bx + c = 0 \quad (a \neq 0)$$
其解的表达式为:
$$x = \frac{ -b \pm \sqrt{b^2 - 4ac} }{2a}$$
其中,判别式 $\Delta = b^2 - 4ac$ 决定方程根的性质:
$\Delta > 0$:两个不相等的实数根
$\Delta = 0$:两个相等的实数根
$\Delta < 0$:两个共轭虚数根
二、公式推导过程(配方法)
配方法是通过配方将方程转化为完全平方形式:
1. 将方程两边除以 $a$:
$$x^2 + \frac{b}{a}x = -\frac{c}{a}$$
2. 加上一次项系数一半的平方:
$$x^2 + \frac{b}{a}x + \left(\frac{b}{2a}\right)^2 = \frac{b^2}{4a^2} - \frac{c}{a}$$
3. 左边化为完全平方:
$$\left(x + \frac{b}{2a}\right)^2 = \frac{b^2 - 4ac}{4a^2}$$
4. 开平方并整理:
$$x + \frac{b}{2a} = \pm \frac{\sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$$
$$x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$$
三、应用步骤
整理方程 :确保方程为标准形式 $ax^2 + bx + c = 0$计算判别式:
$\Delta = b^2 - 4ac$
判断根的情况
- $\Delta > 0$:两个不同实根
- $\Delta = 0$:一个实根(重根)
- $\Delta < 0$:无实根
代入公式:
使用求根公式计算根
四、注意事项
公式法适用于所有一元二次方程,但需注意系数 $a \neq 0$
实际计算中需注意判别式的符号,避免开平方负数
结果需化简为最简形式
通过以上步骤,公式法可系统地求解一元二次方程的根。