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x +3 x +2=0 為一元二次式方程式

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Academic year: 2022

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(1)

1. 一元二次方程式的定義:

(1) 一元二次方程式:

當一個方程式只有一個未知數,而此未知數的最高次數為 2 時,

我們把它叫做一元二次方程式。

例如:f( x )= x  +3 x +2 為一元二次式,(一元二次多項式) f( x )= x  +3 x +2=0 為一元二次式方程式。

【範例】 : x  +2 x +1=0,-3  x  +11 x =6,2  x  =5 x ,這些都是一元二次方程式。

【補充】 : x  +2 x -3=0………一元三次方程式,  x  +  y  +2 x - y+9=0……二元二次方程式。

(2) 一元二次方程式的標準式: 

a x  +b x +c=0,其中 a≠0。 (3) 解(根):

若 x = x  代入一元二次方程式 a  x  +b x +c=0,滿足  ax + bx  + c =0, 則稱 x = x  為此一元二次方程式的根。

【範例】 :對於一元二次方程式 x -2 x -8=0,

將 x =4 代入原方程式 得 4 -2×4-8=0,故 x =4 為此方程式的根。

將 x =-2 代入原方程式(-2) -2×(-2)-8=0,故 x =4 為此方程式的根。

在此 x =4 或 x =-2 都為此方程式  x  -2 x -8=0 之解或根。 (4) 一元二次方程式的次數與根的個數之關係:

一元一次多項式有一個根;一元二次多項式有兩個根;一元三次多項式有三個根;

一般而言,一元 n 次多項式會有 n 個根。也就是說,多項式的根的個數會與多項式 的次數相同。

【範例】 : x +2=0 為一元一次方程式,有一個解或稱有一個根。

【範例】 :x -3 x +2=0 為一元二次方程式,將其分解成兩個一次式的乘積,

( x -2)( x -1)=0,則其解為 x =1 或 x =2,

∴  x -3 x +2=0 有兩個解或稱有兩個根。

【範例】 : x  -6 x  +11 x -6=0 為一元三次方程式,將其分解成三個一次式的乘積,

( x -1)( x -2)( x -3)=0,則其解為 x =1,2,3。

(2)

E80201 

(5) 解一元二次方程式的法則:

設法將一元二次式改寫為兩個一元一次式的乘積。

【範例】 :如果將 x + x -6=0 改寫為( x -2)( x +3)=0,

則( x -2)=0 或( x +3)=0 , ∴  x =2 或  x =-3。

2. 一元二次方程式的解題步驟:

a. 移項:先把式中各項移到等號左邊,使等號右邊為 0,並且合併同類項 化成標準式: ax  + bx+ c =0 ( a >0)。

b. 將多項式分解:等號左邊的二次式分解成兩個一次因式的乘積。

例如: a ( x - a )( x -b )=0。

c. 再令兩個一次因式分別等於 0,即可解得 x = a 及 x =b 。

【範例】 :求出方程式  x +x=6 的解。

解 : ∴  x +x-6=0

∴ (x-2)(x+3)=0 ,則  x-2=0 或  x+3=0

∴  x=2 或 -3。

【範例】 :求出方程式 2x +5x=3 x  - x -2 的解。 解 : ∴ 5 x  +4x=3  x  - x -2

Û 5 x  +4x-3  x  + x +2=0 Û 2 x  +5 x +2=0

∴(x+2)(2 x +1)=0,則  x+2=0 或 2x+1=0。

∴  x=-2 或 -  2  1 。

【範例】 :求出方程式 15x -x-2=0 的解。

解 : ∴(5x-2)(3x+1)=0 ,則 5x-2=0 或 3x+1=0

∴  x= 

2  或 -  3  1 。

3.在上面的步驟中,可能發生的情況:

(1) 若 c =0,標準式 ax  + bx+ c =0 改寫為 x ( ax +b)=0: 

ax  + bx=0 Þ  x ( ax +b)=0

∴ 解為  x =0 或 x =- 

【範例】 :解方程式:2 x  -5 x =0。

解 :2 x  -5 x =0 Þ  x (2 x -5)= 0

∴ 解為  x =0 或 x =  2  5 。

(3)

【範例】 :解方程式: 4x +6 x =0。

解 :4 x  +6 x =0 Þ 2 x (2 x +3)= 0

∴ 解為  x =0 或 x =- 

2  3 。

【範例】 :解方程式:-3x +6 x =0。

解 :-3 x  +6 x =0 Þ -3 x ( x -2)=0

∴ 解為  x =0 或 x =2。

【範例】 :解方程式:5x +20 x =0。

解 :5 x  +20 x =0 Þ 5 x ( x +4)=0

∴ 解為  x =0 或 x =-4。

(2) 若b=0,標準式 ax  + bx+ c =0 改寫為 ax  + c =0:  ax  + c =0 Þ  ax  = c Þ  x  =- 

如果- a 

c >0,則解為 x = ±  - 。 c

如果- a 

c <0,則 x 為無實數解。

【範例】 :解方程式:4 x  -9=0。

解 :4 x  -9=0 Þ 4  x  =9 Þ  x  =  4  9 

∴  x = ±  4  9 = ± 

2  3 

【範例】 :解方程式:9 x  -4=0。

解 :9 x  -4=0 Þ 9  x  =4 Þ  x  =  9  4 

∴  x = ±  9  4 = ± 

3  2 

【範例】:解方程式:(2 x -3) -16=0。

解 :(2 x -3) -16=0 Þ (2 x -3) =16 Þ 2 x -3= ± 4

∴ 當 2 x -3=4 Þ 2 x =7 Þ  x =  2  7 

當 2 x -3=-4 Þ 2 x =-1 Þ  x =- 

2  1 

答: x =  2  7 或- 

2  1

(4)

E80201 

【範例】:解方程式:(3 x -1) -25=0。

解 :(3 x -1) -25 Þ (3 x -1) =25 Þ 3 x -1= ± 5

∴ 當 3 x -1=5 Þ 3 x =6 Þ  x =2 當 3 x -1=-5 Þ 3 x =-4 Þ  x =- 

3  4 

答: x =2 或- 

3  4 

【範例】:解方程式: x  +4=0。 解 :  x  +4=0 Þ  x  =-4

∵ x  的值一定為正,∴此題無實數解。

(3) 若b≠0、 c ≠0,則 ax  + bx+ c =0:

可以用以前學過的十字交乘法,先將方程式因式分解之後求解。

【範例】 : x  +5 x +6=0 Þ ( x +2)( x +3)=0 , ∴  x =-2,-3。 

x  + x -6=0 Þ ( x -2)( x +3)=0 , ∴  x =2,-3。 

x  - x -6=0 Þ ( x +2)( x -3)=0 , ∴  x =-2,3。 

x  -5 x +6=0 Þ ( x -2)( x -3)=0 , ∴  x =2,3。

【範例】 :解方程式: x  +6 x +8=0。 解 : 

x  +6 x +8=0 Þ ( x +2) ( x +4)=0

∴  x =-2 或-4。

【範例】 :解方程式: x  -x-12=0。 解 : 

x  -x-12=0 Þ (x+3) (x-4)=0

∴  x=-3 或 4。 

+2 +4  2x  + 4x =  6x 

+3 

-4  3x -4=-x

(5)

【範例】 :解方程式: x  +3x-10=0。 解 : 

x  +3x-10=0 Þ (x-2) (x+5)=0

∴  x=2 或-5。

【範例】 :解方程式:x -9x+20=0。

解 : 

-9x+20=0 Þ (x-4)(x-5)=0

∴  x=4 或 5。

【範例】 :解方程式:2x +7x+6=0。

解 :

2x +7x+6=0 Þ (2x+3)(x+2)=0

∴  x= 

- 3 或-2。

【範例】 :解方程式:3x +5x-12=0。

解 :

3x +5x-12=0 Þ (x+3)(3x-4)=0

∴  x=-3 或  3  4 。 

-2  + 5  2+  5=  3

-5 

-4x-5=-9

-4 

2x 

+2 

3x + 4x = 7x  +3 

3 -4  9x- 4=  5

+ 3

(6)

E80201 

【範例】 :解方程式:5x -6x-8=0。

解 :

5x -6x-8=0 Þ (x-2)(5x+4)=0

∴  x=2 或- 

5  4 。

【範例】 :解方程式:6x -11x+4=0。

解 :

6x -11x+4=0 Þ (2x-1)(3x-4)=0

∴  x= 

2  1 或 

3  4 。  5

-2 

4x-10x=-6 + 4 

2x

3x  -4 

-3x

8x  =-11x 

-1

(7)

【例題一】 【練習一】

解下列各方程式的解。

(1) 6x -4x=0 (2) 9x =4x  (3)  x +4x=0 

解:(1) 6x -4x=0 Þ 2x(3x-2)=0

∴  x=0 或  3  2 

(2) 9x =4x Þ 9x -4x=0 Þ  x(9x-4)=0

∴  x=0 或  9  4 

(3)  x +4x=0 Þ  x(x+4)=0

∴  x=0 或-4 

解下列各方程式的解。

(1) 16x -8x=0 (2) 10x =-6x  (3) 2x +8x=0 

解:(1) 16x -8x=0 Þ 8x(2x-1)=0

∴  x=0 或  2  1 

(2) 10x =-6x Þ 10x +6x=0 Þ 2x(5x+3)=0

∴  x=0 或  5  - 3

(3) 2x +8x=0 Þ 2x(x+4)=0

∴  x=0 或-4 

【例題二】 【練習二】

解下列各方程式的解。

(1) 25x -4=0 (2) 3x =27 (3)  x -9=0 

解:(1) 25x -4=0 Þ

( ) 

x 2 = 0  Þ

(

5

)(

-

=

∴  5  - 2

或 

2

(2) 3x =27 Þ 3x -27=0

Þ  x -9=0 Þ

(

3

)(

-

=

∴  x = - 3 或  x = 3 (3)  x -9=0Þ

(

x + 3

)(

- 3 

= 0 

∴  x = - 3 或  x = 3

解下列各方程式的解。

(1) 4x -9=0 (2)  x =16 (3) 2x -8=0 

解:(1) 4x -9=0 Þ  ( 2 x 2 = 0  Þ

(

2 x + 

)(

- 3 

= 0 

∴  2  - 3

或 

3

(2)  x =16Þ  x -16=0 Þ

(

x + 4

)(

- 4 

= 0 

∴  x = - 4 或  x = 4 (3) 2x -8=0 Þ  x -4=0

Þ

(

2

)(

-

=

∴  x = - 2 或  x= 2

(8)

E80201 

【例題三】 【練習三】

解下列各方程式的解。

(1) 5 x(2x+5)-4(2x+5)=0 (2) 3 x(x-3)-4(x-3)=0 解:(1) 5 x(2x+5)-4(2x+5)=0

Þ (2x+5) (5x-4)=0

∴  2  - 5

或 

4

(2) 3 x(x-3)-4(x-3)=0 Þ (x-3) (3x-4)=0

∴  x = 3 或 

4

解下列各方程式的解。

(1) (x-5) =4(x-5) (2) (x+1)+4x(x+1)=0 解:(1) (x-5) =4(x-5)

Þ (x-5) -4(x-5)=0 Þ (x-5) (x-5-4)=0 Þ (x-5) (x-9)=0

∴  x = 5 或  x = 9 (2) (x+1)+4x(x+1)=0

Þ (x+1) (x+1+4x)=0 Þ (x+1) (5x+1)=0

∴  x = - 1 或 

5  - 1

【例題四】 【練習四】

解下列各方程式的解。

(1)  x +3x-4=0 (2)  2x -3x=5 (3)  6x +7x-3=0 (4)  12x -23x=24 解:(1)  x +3x-4=0

Þ (x-1) (x+4)=0

∴  x = 1 或  x = - 4 (2)    2x -3x=5

Þ 2x -3x-5=0 Þ (2x-5) (x+1)=0

∴  2 

5

或  x = - 1

(3) 6x +7x-3=0Þ(3x-1) (2x+3)=0

∴  3 

1

或 

2  - 3

(4)  12x -23x=24

Þ 12x -23x-24=0 Þ (3x-8) (4x+3)=0

∴  3 

8

或 

4  - 3

解下列各方程式的解。

(1) 3x +18x+27=0 (2)  2x -5x=-2 (3)  15x -x-2=0 (4)  3x -9x-14=0 解:(1) 3x +18x+27=0

Þx +6x+9=0 Þ (x+3) (x+3)=0

∴  x = - 3 或  x = - 3 (重根)  (2)    2x -5x=-2

Þ 2x -5x+2=0 Þ (x-2) (2x-1)=0

∴  x = 2 或 

1 (3)    15x -x-2=0

Þ (3x+1) (5x-2)=0

∴  3  - 1

或 

2 (4)  3x -19x-14=0

Þ (x-7)(3x+2)=0 

∴  x = 7 或 

3  - 2

x

(9)

【例題五】 【練習五】

解下列各方程式:

(1) 3 x -4x-1=-9 x-3。

(2)(x+5)(x+3)=8。

(3) 1

2 x + 7

6 x-1=0。

解:(1) 3 x -4x-1=-9 x-3 Þ 3x +5x+2=0 Þ (x+1) (3x+2)=0

∴  x = - 1 或 

3  - 2

(2)(x+5)(x+3)=8

Þ  x +8x+15-8=0 Þ  x +8x+7=0 Þ (x+1) (x+7)=0

∴  x = - 1 或  x = - 7 (3) 1

2 x + 7

6 x-1=0 Þ 3x +7x-6=0 Þ (x+3) (3x-2)=0

∴  x = - 3 或 

2

解下列各方程式:

(1) 2x =5x。

(2)(x-3)(x-4)=20。

(3)  x + 1 2 x= 

1 (1- 1 2 x)。

解:(1) 2x =5xÞ 2x -5x=0 Þ  x (2x-5)=0

∴  x = 0 或 

5 (2)(x-3)(x-4)=20 Þ  x -7x+12-20=0

Þ  x -7x-8=0 Þ (x+1) (x-8)=0

∴  x = - 1 或  x = 8 (3)  x + 1

2 x= 

1 (1- 1 2 x) Þ 6x +3x=2-x Þ 6x +4x-2=0 Þ 3x +2x-1=0 Þ (x+1) (3x-1)=0

∴  x = - 1 或 

1

【例題六】 【練習六】

解下列各一元二次方程式:

(1) (12x-5) -(11x-4) =0 。 (2) (x-1) +x +(x+1) =110。

(3) 7(x-1) +10(x-1)( x+4)-8(x+4) =0。

解:

(1) (12x-5) -(11x-4) =0

Þ [(12x-5)+(11x-4)][(12x-5)-(11x-4)]=0 Þ (23x-9)(x-1)=0 ∴ 

23 

9

或  x = 1 (2) (x-1) +x +(x+1) =110

Þ  x -2x+1+x +x +2x+1=110 Þ 3x +2=110 Þ 3x =108

Þ  x -36=0 Þ (x+6) (x-6)=0

∴  x = - 6 或  x = 6

(3) 7(x-1) +10(x-1)( x+4)-8(x+4) =0 Þ [(x-1)+2(x+4)][7(x-1)-4(x+4)]=0 Þ (3x+7)(3x-23)=0

解下列各一元二次方程式:

(1) (7x-3) -(5x-9) =0 。 (2)  x -(x-2) =(x-4) 

(3) 5(x+2) -7( x+2)(x-3)-6(x-3) =0 。 解:

(1) (7x-3) -(5x-9) =0

Þ [(7x-3)+(5x-9)][(7x-3)-(5x-9)]=0 Þ (12x-12)(2x+6)=0 ∴ x = 1 或  x = - 3 (2)  x -(x-2) =(x-4) 2

Þ  x -x +4x-4=x -8x+16 Þ  x -12x+20=0

Þ (x-2) (x-10)=0

∴  x = 2 或  x = 10

(3) 5(x+2) -7( x+2)(x-3)-6(x-3) =0 Þ [(x+2)-2(x-3)][5(x+2)+3(x-3)]=0 Þ (-x+8)(8x+1)=0

∴  x = 8 或  1 -

x

(10)

E80201

【例題七】 【練習七】

解下列各一元二次方程式:

(1) (2x -x) +4(x-2x )+3=0 。 (2) (x +3x-3)(x +3x-5)-35=0 。 (3) (2x +3x) -8(2x +3x)-9=0 。 解:(1) (2x -x) +4(x-2x )+3=0

Þ (2x -x) -4(2x -x)+3=0 Þ (2x -x-1)(2x -x-3)=0 Þ (x-1)(2x+1)(x+1)(2x-3)=0

∴  x = 1 、 

2  - 1

、  x = - 1 或  2 

3 (2) (x +3x-3)(x +3x-5)-35=0

Þ (x +3x) -8(x +3x)+15-35=0 Þ (x +3x) -8(x +3x)-20=0 Þ (x +3x-10)(x +3x+2)=0 Þ (x-2)(x+5)(x+1)(x+2)=0

∴  x = 2 、  x = - 5 、  x = - 1 或 x = - 2 (3) (2x +3x) -8(2x +3x)-9=0

Þ (2x +3x-9)(2x +3x+1)=0 Þ (2x-3)(x+3)(x+1)(2x+1)=0

∴  2 

3

、  x = - 3 、  x = 1 或 

2  - 1

解下列各一元二次方程式:

(1) (x+2) -3(x+2)+2=0 。 (2) (2x -3x) -8(2x -3x)-9=0 (3) (x +5x) -2(x +5x)-24=0 。 解:(1) (x+2) -3(x+2)+2=0

Þ (x+2-1)(x+2-2)=0 Þ (x+1) ×  x=0

∴  x = - 1 或 x = 0

(2) (2x -3x) -8(2x -3x)-9=0 Þ (2x -3x+1)(2x -3x-9)=0 Þ (x-1)(2x-1)(x-3)(2x+3)=0

∴  x = 1 、  2 

1

、  x = 3 或  2  - 3

(3) (x +5x) -2(x +5x)-24=0

Þ (x +5x-6)(x +5x+4)=0 Þ (x-1)(x+6)(x+1)(x+4)=0

∴  x = 1 、  x = - 6 、  x = - 1 或 x = - 4

【例題八】 【練習八】

(1) 解|x| +|x|-6=0  (2) (x-2) -3|x-2|-10=0  解:(1) 解|x| +|x|-6=0

Þ (|x|-2)(|x|+3)=0 Þ |x|=2 或|x|=-3(不合) 

∴  x=2 或-2 

(2) (x-2) -3|x-2|-10=0 Þ|x-2| -3|x-2|-10=0 Þ (|x-2|-5)(|x-2|+2)=0 Þ|x-2|=5 或|x-2|=­2(不合) 

∴  x-2=5 或-5  ∴  x=7 或-3 

(1) 解 x +|x|-12=0 

(2) 2(2x+1) -4|2x+1|-48=0  解:(1) 解|x| +|x|-12=0

Þ (|x|-3)(|x|+4)=0 Þ |x|=3 或|x|=-4(不合) 

∴  x=3 或-3 

(2) 2(2x+1) -4|2x+1|-48=0 Þ|2x+1| -2|2x+1|-24=0 Þ (|2x+1|-6)(|2x+1|+4)=0 Þ|2x+1|=6 或|2x+1|=­4(不合) 

∴  2x+1=6 或­6  ∴  x= 

2  5 或 

2  - 7

(11)

【例題九】 【練習九】

(1) 求以 3,5 為二根之一元二次方程式 。 (2) 設 x +px+q=0 之二根為 3,-2,

求 pq 之值。

解:(1) ∵ 3+5=8, 3×5=15

∴ 一元二次方程式為 x -8x+15 

=0 

(2) ∵ -p=3+(-2)=1, 

q=3×(-2)=-6

∴  p=-1  q=-6 

(1) 求以-3,-5 為二根之一元二次方程式。

(2) 設 x +bx+c=0 之二根為-3,5,

求以 bc 為二根為之一元二次方程式。

解:(1) ∵ (-3)+(-5)=-8,

(-3)×(-5) =15

∴ 一元二次方程式為 x +8x+15=0  (2) ∵ -b=(-3)+5=2, 

c=(-3)×5=-15

∴  b=-2  c=-15 

【例題十】 【練習十】

設 1 為 x +ax+2=0 之一根,且 a、b 是  +5x+c=0 之兩根,求 3a+2b+c 之值。

解:將 x=1 代入 x +ax+2=0  則 1+a+2=0  ∴  a=-3  又 -3+b=-5, -3×b=c 

∴  b=-2,-3×(-2)=c=6 

∴  3a+2b+c=-9-4+6=-7 

設 2 為 x -4x+p=0 之一根,且 p 為  q x +(p-2) x+2p=0 之一根,

求(1)  p、q 之值。 

(2)  以 p、q 為二根為之一元二次方程式。

解:(1)  將 x=2 代入 x -4x+p=0  則 4-8+p=0  ∴  p=4  又將 x=4,p=4 

代入 q x +(p-2) x+2p=0 

∴  16q+8+8=0,  q=-1 

∴  b=-2,-3×(-2)=c=6 

∴  3a+2b+c=-9-4+6=-7  (2)  ∵  4+(-1)=3,  4×(-1)=-4 

∴ 一元二次方程式為 x -3x-4=0

(12)

E80201

【例題十一】 【練習十一】

甲、乙兩生同解一個 x 項係數是 1 的二次 方程式,甲將一次項 x 的係數看錯,解得兩 根為 2 與 7,乙將常數項看錯,解得兩根為 1、-10,若此外無其他的錯誤,求正確的方 程式及兩根。

解: ∵ 2+7=9, 2×7=14

∴ 一元二次方程式為 x -9x+14=0  又∵ 1+(-10)=-9,1×(-10)=-10

∴ 一元二次方程式為 x +9x-10=0 

∵ 甲將一次項 x 的係數看錯,

乙將常數項看錯

∴ 正確的方程式為 x +9x+14=0 

∴  x=-2 或-7,即兩根為-2、-7 

甲、乙兩生同解一個 x 項係數是 1 的二次方 程式,甲將一次項 x 的係數看錯,解得兩根 為 3 與-6,乙將常數項看錯,解得兩根為 3、

4,若此外無其他的錯誤,求正確的方程式及 兩根。

解: ∵ 3+(-6)=-3, 3×(-6)=-18

∴ 一元二次方程式為 x +3x-18=0  又∵3+4=7,3×4=12

∴ 一元二次方程式為 x -7x+12=0 

∵ 甲將一次項 x 的係數看錯,

乙將常數項看錯

∴ 正確的方程式為 x -7x-18=0 

∴  x=-2 或 9,即兩根為-2、9 

【例題十二】 【練習十二】

設 x、y 均不為零,且 2 x -xy-3y =0,

求 x:y 的比值。

解: ∵ 2 x -xy-3y =0 Þ ( x+y)( 2x-3y)=0

∴  x=-y 或 x=  2  3 

∴  x:y 的比值=-1 或  2  3 

設 x、y 均不為零,且 4x -8xy-5y =0,

求 x:y 的比值。

解: ∵ 4x -8xy-5y =0 Þ (2x-y)( 2x-5y)=0

∴  x= 

或 x=  2  5 

∴  x:y 的比值= 

2  1 或 

2  5

參考文獻