x的平方减2x减3等于0的解


问题:x² – 2x – 3 = 0 的解

这看似简单的二次方程,却蕴藏着数学的魅力。我们来抽丝剥茧,用多种方法将其彻底解开。

1. 因式分解法:最直接的巧劲

观察方程,我们尝试将其分解成两个一次因式的乘积。寻找两个数,它们的乘积为 -3,和为 -2。这两个数显而易见是 -3 和 1。

因此,x² – 2x – 3 = (x – 3)(x + 1) = 0

这意味着,(x – 3) = 0 或者 (x + 1) = 0

由此,我们直接得到两个解:

  • x = 3
  • x = -1

因式分解法简单快捷,但依赖于我们对数字的敏感度。

2. 公式法:通用解药

公式法是解二次方程的万能钥匙,适用于任何形式的 ax² + bx + c = 0 方程。

公式为:x = (-b ± √(b² – 4ac)) / 2a

对于我们的方程 x² – 2x – 3 = 0,a = 1,b = -2,c = -3。将其代入公式:

x = (2 ± √((-2)² – 4 * 1 * -3)) / (2 * 1)
x = (2 ± √(4 + 12)) / 2
x = (2 ± √16) / 2
x = (2 ± 4) / 2

因此,有两个解:

  • x = (2 + 4) / 2 = 6 / 2 = 3
  • x = (2 – 4) / 2 = -2 / 2 = -1

公式法虽然步骤稍多,但胜在适用性广,不易出错。

3. 配方法:揭示方程的本质

配方法通过将二次方程转化为完全平方的形式来求解。

首先,将方程 x² – 2x – 3 = 0 变形为:

x² – 2x = 3

接下来,为了将左边配成完全平方,我们需要加上 (b/2)²,其中 b 是 x 的系数,即 -2。 (-2/2)² = 1

在等式两边同时加上 1:

x² – 2x + 1 = 3 + 1
(x – 1)² = 4

现在,对方程两边开平方:

x – 1 = ±√4
x – 1 = ±2

因此,有两个解:

  • x = 1 + 2 = 3
  • x = 1 – 2 = -1

配方法能够让我们更深刻地理解二次方程的结构,同时也是推导公式法的基础。

4. 图解法:直观的几何视角

我们可以将方程 x² – 2x – 3 = 0 看作函数 y = x² – 2x – 3。这个函数的图像是一个抛物线。方程的解就是抛物线与 x 轴的交点。

我们可以大致画出该抛物线的图像(开口向上,顶点坐标为 (1,-4))。通过观察图像,我们可以发现抛物线与 x 轴的交点大约在 x = 3 和 x = -1 的位置。

图解法可以帮助我们更直观地理解方程的解,但精度有限,通常用于验证结果。

总结:殊途同归

通过以上四种方法,我们都得到了相同的解:x = 3 和 x = -1。 每种方法都有其特点和适用性,选择哪种方法取决于个人偏好和具体情况。 重要的是理解每种方法的原理,并灵活运用。 解决了这个简单的二次方程,我们也就敲开了更高深数学问题的大门。


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