一元二次方程解法最新研究成果,秒算任何方程

一元二次方程解法

一元二次方程定義:
ax2+bx+c=0(a,b,cR,a0)ax^2+bx+c=0 (a,b,c \in R,且 a \not= 0)

韋達定理

方程兩個根x1,x2x_1,x_2有以下性質:
x1+x2=bax_1+x_2=-\frac{b}{a}
x1x2=cax_1 x_2=\frac{c}{a}

通用解法

求根公式:
x1,2=b±b24ac2ax_{1,2}=\frac{-b\pm\sqrt{b^2-4ac}}{2a}

十字交叉法

將二元一次方程轉化爲:(xA)(xB)=0(x-A)(x-B)=0的形式,則兩個根爲:
x1=Ax_1=A
x2=Bx_2=B

例子

x27x+12=0x^2-7x+12=0
使用求根公式解:
x1,2=b±b24ac2a=7±724×1×122×1=7±12x_{1,2}=\frac{-b\pm\sqrt{b^2-4ac}}{2a}=\frac{7\pm\sqrt{7^2-4\times1\times12}}{2\times1}=\frac{7\pm1}{2}
\therefore x1=4x_1=4, x2=3x_2=3

使用十字交叉法:
兩根之和爲7,兩根之積爲12,可以拆成如下形式
(x-3)(x-4)=0
\therefore x1=4x_1=4, x2=3x_2=3

十字交叉法侷限性

十字交叉法是根據韋達定理來猜兩個根,如果根是分式或者無理數則不好猜。
比如解x26x+6=0x^2-6x+6=0就失效了。

新的解決方案

最近國外發表最新一元二次方差的求根方案,不用猜,直接可以使用十字交叉法解方程。

假設首項係數爲1,一元二次方程爲:x22Bx+C=0x^2-2Bx+C=0(注意這裏是2B,方便下面表示)。由於兩根滿足下式:
x1+x2=2Bx_1+x_2=2B
x1x2=Cx_1 x_2=C

那不妨設兩根分別爲 B+uB+uBuB-u,則兩根之積可以表示爲:
(B+u)(Bu)=B2u2(B+u)(B-u)=B^2-u^2

由於兩根之積爲 CC
所以:B2u2=CB^2-u^2=C
可以解得:u=±B2Cu=\pm \sqrt{B^2-C}

那麼兩根就顯而易見了:
x1=B+B2Cx_1=B+\sqrt{B^2-C}
x2=BB2Cx_2=B-\sqrt{B^2-C}

現在我們回過頭來解:x26x+6=0x^2-6x+6=0
設兩根分別爲3+u3u3+u和3-u,那麼(3+u)(3u)=9u2=7(3+u)(3-u)=9-u^2=7
解得u=±2u=\pm \sqrt2
則兩根分別爲:
x1=3+2x_1=3+\sqrt2
x2=32x_2=3-\sqrt2

這個方法是不是簡單的多。

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