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數學公式

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  1. Discriminant

    Discriminant: 一元二次方程式求解器

    D > 0: two distinct real roots; D = 0: one repeated real root; D < 0: two complex conjugate roots.

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結果

Roots of ax² + bx + c = 0
x₁ = 1, x₂ = -2.5
Two distinct real roots
Discriminant (D = b² − 4ac) 49
Root x₁ (real part) 1
Root x₁ (imaginary part) 0
Root x₂ (real part) -2.5
Root x₂ (imaginary part) 0

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 abc 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 \(\sqrt{-D} / (2\text{a})\)。

三條拋物線分別表示兩個根、一個根和無實根
判別式的符號決定拋物線與 x 軸相交兩次、一次還是不相交。
根號下標註判別式的二次方程式求根公式
二次方程式求根公式,根號下為判別式 b² − 4ac。

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。

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