公式法是解一元二次方程的一种通用方法,适用于所有形式的一元二次方程。其步骤如下:
确定系数:
首先,需要确定一元二次方程中的系数 $a$、$b$ 和 $c$。这些系数将直接影响到求解的结果。
计算判别式:
判别式 $\Delta = b^2 - 4ac$ 是公式法中的关键部分,它决定了方程的解的性质:
如果 $\Delta > 0$,方程有两个不同的实数解。
如果 $\Delta = 0$,方程有一个重根。
如果 $\Delta < 0$,方程没有实数解,而有一对共轭复数解。
代入求根公式:
一旦确定了判别式的值,下一步就是代入求根公式:
$$
x = \frac{-b \pm \sqrt{\Delta}}{2a}
$$
其中,$\sqrt{\Delta}$ 表示 $\Delta$ 的平方根。如果 $\Delta$ 是负数,则需要使用复数的基本运算法则。
求解方程:
根据判别式的结果,我们可以代入求根公式,计算出方程的解。注意,这里需要分两种情况讨论:
当 $\Delta \geq 0$ 时,直接代入公式求解。
当 $\Delta < 0$ 时,解将包含虚数部分,需要使用复数的基本运算法则(本文不讨论)。
公式法的优点是步骤明确,不需要猜测或试错,能够帮助我们快速准确地找到方程的解。此外,公式法不需要复杂的代数操作,如配方法或因式分解,只需要将系数代入公式中,就可以得到方程的解。
示例
以方程 $2x^2 + 5x - 3 = 0$ 为例,使用公式法求解:
1. 确定系数:$a = 2$,$b = 5$,$c = -3$。
2. 计算判别式:$\Delta = b^2 - 4ac = 5^2 - 4 \times 2 \times (-3) = 25 + 24 = 49$。
3. 代入求根公式:
$$
x = \frac{-5 \pm \sqrt{49}}{2 \times 2} = \frac{-5 \pm 7}{4}
$$
4. 求解方程:
$x_1 = \frac{-5 + 7}{4} = \frac{2}{4} = 0.5$
$x_2 = \frac{-5 - 7}{4} = \frac{-12}{4} = -3$
因此,方程 $2x^2 + 5x - 3 = 0$ 的解为 $x = 0.5$ 和 $x = -3$。