這個計算器的功能
本工具可求解任何寫成標準式 ax² + bx + c = 0 的一元二次方程式,其中 a、b、c 為實數係數,且 \(a \ne 0\)。它會同時給出兩個根(實根或複數根)、判別式,以及一段淺白的文字,說明這些根的性質。
使用方式
分別輸入三個係數:a 是 x² 的係數,b 是 x 的係數,c 則是常數項。若 a 為 0,方程式就不再是二次式,因此計算器會提示你輸入非零值。你可以從下拉選單選擇要顯示的有效位數;這只會影響輸出結果的四捨五入,並不會改變實際的運算過程。
公式說明
方程式的根來自一元二次方程式公式
$$x = \frac{-\text{b} \pm \sqrt{\text{b}^{2} - 4\,\text{a}\,\text{c}}}{2\,\text{a}}$$其中判別式為
$$D = \text{b}^{2} - 4\,\text{a}\,\text{c}$$當 \(D > 0\) 時,有兩個相異的實根;當 \(D = 0\) 時,\(\pm\) 這一項消失,得到一個重根 \(x = -\text{b} / (2\text{a})\);當 \(D < 0\) 時,根號內為負數,會產生一對共軛複數根,其實部為 \(-\text{b} / (2\text{a})\),虛部為 \(\sqrt{-D} / (2\text{a})\)。
計算範例
以 \(a = 2\)、\(b = 3\)、\(c = -5\) 為例:
$$D = 3^{2} - 4\cdot 2\cdot (-5) = 9 + 40 = 49$$由於 \(D > 0\),\(\sqrt{49} = 7\),所以 \(x_{1} = (-3 + 7) / 4 = 1\),\(x_{2} = (-3 - 7) / 4 = -2.5\)。因此兩個根分別為 1 與 \(-2.5\)。
常見問題
判別式是負數時會怎樣?你會得到一對形如 \(p \pm qi\) 的共軛複數根;本計算器會分別列出實部 \(p\) 與虛部 \(q\)。
為什麼 a 不能為 0?若 \(a = 0\),x² 這一項就會消失,方程式變成一次方程式(bx + c = 0),此時一元二次方程式公式中除以 2a 的運算便沒有意義。
有效位數的設定會改變答案嗎?不會。它只控制顯示幾位數字;所有運算都以完整的雙精度進行,最後才為了顯示而四捨五入。