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輸入計算

求解 a·x² + b·x + c = 0。係數 a 不可為 0。

數學公式

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結果

根的性質
two distinct real roots
x₁ 2.00000
x₂ 1.00000
Discriminant (b² − 4ac) 1

這個計算機能做什麼

本工具運用經典的一元二次公式,求解任何寫成標準式 \(a\cdot x^{2} + b\cdot x + c = 0\) 的方程式。只要輸入三個係數,便會回傳兩個根、判別式的值,以及一句白話說明:根究竟是實數還是複數。它也能處理負係數,並以大家熟悉的 \(p \pm q\cdot i\) 形式呈現共軛複數根。

開口向上的拋物線在標記為x1和x2的兩點處與x軸相交
二次方程式的實根就是其拋物線與x軸的交點。

使用方法

把 \(x^{2}\) 的係數填入 a、x 的係數填入 b、常數項填入 c。係數 a 不可為 0——若 a 為 0,方程式就變成一次式而非二次式,此時計算機會改為求解 \(b\cdot x + c = 0\)。按下計算,即可看到 x₁、x₂ 與判別式。

公式解析

一元二次公式為 $$x = \frac{-b \pm \sqrt{b^{2} - 4ac}}{2a}$$ 根號內的式子 \(D = b^{2} - 4ac\) 稱為判別式。它的正負號就能完全決定根的性質:當 \(D > 0\) 時,有兩個相異實根;當 \(D = 0\) 時,恰有一個重複兩次的實根;當 \(D < 0\) 時,有兩個共軛複數根,實部為 \(-b/(2a)\),虛部為 \(\sqrt{-D}/(2a)\)。

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三條拋物線分別展示兩個實根、一個重根和無實根
判別式決定根的性質:兩個實根、一個重根或複數根。

實例演算

求解 \(x^{2} - 3x + 2 = 0\),即 \(a = 1\)、\(b = -3\)、\(c = 2\)。判別式為 $$D = (-3)^{2} - 4\cdot 1\cdot 2 = 9 - 8 = 1$$ 為正數,因此存在兩個實根。\(\sqrt{1} = 1\),得到 \(x_{1} = (3 + 1)/2 = 2\)、\(x_{2} = (3 - 1)/2 = 1\)。此方程式可因式分解為 \((x - 2)(x - 1) = 0\),驗證結果無誤。

常見問題

如果判別式是負數怎麼辦?代表方程式沒有實數解;計算機會以 \(p \pm q\cdot i\) 的形式回傳兩個共軛複數根。

為什麼 a 不能為 0?因為分母 \(2a\) 會變成 0,方程式也不再是二次式。此時計算機會改為求解一次方程式的情況:\(x = -c/b\)。

重根代表什麼意思?當 \(D = 0\) 時,拋物線只在一點與 x 軸相切,因此兩個根完全相同:\(x = -b/(2a)\)。

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