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二

一元二次方程:未知数最高平方

Quadratic Equation · ax²+bx+c=0
上章学根式,这章学一元二次方程。为啥?未知数最高出现平方,求根公式登场,判别式 Δ 帮你判断有没有实根。学完你就能解面积/速度类应用题;下一章学反比例函数。
①
标准形

ax²+bx+c=0

②
判别式

Δ=b²−4ac

③
求根公式

套公式前先算Δ

④
验根

负根按题意舍去

开场场景:抛一个球,它离地高度 h 与时间 t 的关系是 h = −5t² + 10t。什么时候落地?令 h=0,−5t²+10t=0,解出 t=0 或 t=2。两秒后落地。这种带 x² 的方程就是一元二次方程。

卡必背公式 / 记忆口诀
求根公式 x=(−b±√Δ)/(2a)
Δ=b²−4ac 判根的情况
韦达不解方程知根关系
口诀:Δ 判根,韦达不解方程

义是什么:三种解法

①因式分解法:能分解就分解。x²−5x+6=0 → (x−2)(x−3)=0 → x=2 或 3。②配方法:凑成完全平方。x²+6x+5=0 → (x+3)²=4 → x+3=±2 → x=−1 或 −5。③公式法:x = (−b ± √(b²−4ac)) / (2a)。

判别式 Δ = b²−4ac:Δ>0 两不等实根;Δ=0 两相等实根;Δ<0 无实根。

路怎么想到的:先看能不能分解

心法:先试因式分解(快),不行再配方,最后万能公式法。应用题:设未知数 → 列方程 → 解 → 检验根是否符合实际(长度不能负、时间不能负)。

完整解法:三道例题

例1:解 x² − 5x + 6 = 0。

④ 用途与案例

电商:定价与利润

利润 = (定价−成本)×销量,销量随定价变化。设 x = 定价,则销量 = a−bx,利润 = (x−c)(a−bx) = −bx² + (a+bc)x − ac。这就是一元二次方程,顶点就是最大利润。

物理:弹道

从地面以 v 斜抛,高度 y = vt·sinθ − ½gt²——落地时 y=0,解这个方程就能算出飞行时间和水平射程。

审题:因式分解。
逐步:(x−2)(x−3) = 0 → x = 2 或 3。
例2:解 x² + 4x − 1 = 0。
审题:公式法。a=1,b=4,c=−1。
逐步:Δ = 16 + 4 = 20。x = (−4 ± √20)/2 = −2 ± √5。
例3:面积为 24 的长方形,长比宽多 2,求宽。
审题:设宽 x,长 x+2。
逐步:x(x+2)=24 → x²+2x−24=0 → (x+6)(x−4)=0 → x=4(x=−6 舍去)。宽 4,长 6。

展往哪儿长

初中:一元二次方程。高中:二次函数零点、韦达定理(根与系数关系 x₁+x₂=−b/a,x₁x₂=c/a)。大学:求根公式的推导、代数基本定理(n 次方程有 n 个根)。

证教材级补充:求根公式怎么推出来的

对 ax²+bx+c=0(a≠0),x = (−b ± √(b²−4ac))/(2a)。

推导:①两边除以 a:x² + (b/a)x + c/a = 0。②配方:x² + (b/a)x = −c/a。③两边加 (b/2a)²:x²+(b/a)x+(b/2a)² = (b/2a)² − c/a。④左边 = (x + b/2a)²,右边 = (b²−4ac)/(4a²)。⑤开平方:x + b/2a = ±√(b²−4ac)/(2a)。⑥移项得 x = (−b ± √(b²−4ac))/(2a)。

防坑警示

应用题解出负根不检验就答:长度、时间、人数不能负。x²−2x−24=0 解出 x=6 或 x=−4,负根要舍去。另外 Δ<0 时别说"无解",要说"无实数根"(高中会学复数根)。

练习

基础:解 x² − 7x + 10 = 0。

查看解答(x−2)(x−5)=0 → x=2 或 5。
做对了?很好,下一题/下一章走起。
错了或卡壳?回到本章「先算 Δ 再套求根公式」那一段,把例题再顺一遍。

进阶:解 2x² − 3x − 2 = 0。

查看解答Δ=9+16=25,x=(3±5)/4 → x=2 或 −1/2。
做对了?很好,下一题/下一章走起。
错了或卡壳?回到本章「先算 Δ 再套求根公式」那一段,把例题再顺一遍。
记
小结卡

① 先试因式分解,不行再配方或公式法。

② Δ=b²−4ac 决定根的个数。

③ 应用题负根要舍去。

费曼学习法:讲给别人听
合上书本,假装对面坐着一个初一的小孩,把这三件事说清楚——说不清楚的地方,就是你没真懂。
  1. 用自己的话讲:本章核心是「标准形 / 求根公式」,合上书用自己的话讲一遍,不许照抄。
  2. 举个反例 / 什么时候最容易错:"为什么不先套求根公式?"Δ<0 时根号里是负的,根本没实根,套了白套。
  3. 哪里还卡壳(标记你的薄弱点):哪一句你要翻书才说得顺?那个地方就是你的薄弱点,拿笔圈出来。