x² – 2x – 1 = 0 怎么解?别急,咱们用几种不同的方式,把这个问题安排得明明白白!
方法一:万能公式法(判别式 + 求根公式)
这是个通用的方法,只要是二次方程,它都能搞定。
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确认系数: 首先,我们要识别出方程 x² – 2x – 1 = 0 中的系数。 a = 1, b = -2, c = -1。
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计算判别式: 判别式(Δ)的公式是 Δ = b² – 4ac。 代入数值,Δ = (-2)² – 4 * 1 * (-1) = 4 + 4 = 8。
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判断解的情况: 因为 Δ > 0,所以这个方程有两个不相等的实数根。
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使用求根公式: 求根公式是 x = (-b ± √Δ) / (2a)。 代入数值,
x = ( -(-2) ± √8 ) / (2 * 1)
x = ( 2 ± 2√2 ) / 2
x = 1 ± √2
所以,方程的两个解是 x₁ = 1 + √2 和 x₂ = 1 – √2。
方法二:配方法(化繁为简,揭示本质)
配方法的核心思想是将二次三项式变成一个完全平方的形式,然后再求解。
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移项: 将常数项移到等号的右边: x² – 2x = 1
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配方: 为了将左边配成完全平方,我们需要加上 (b/2)²,也就是 (-2/2)² = 1。 注意,等式两边都要加上 1: x² – 2x + 1 = 1 + 1
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化简: 现在左边是一个完全平方: (x – 1)² = 2
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开平方: 两边同时开平方: x – 1 = ±√2
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求解: 移项,得到解: x = 1 ± √2
所以,和公式法一样,我们得到 x₁ = 1 + √2 和 x₂ = 1 – √2。
方法三:图像法(直观感受,另辟蹊径)
我们可以将方程 x² – 2x – 1 = 0 看作函数 y = x² – 2x – 1 的图像与 x 轴的交点。
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绘制图像: 画出函数 y = x² – 2x – 1 的图像。这是一个开口向上的抛物线。 我们可以通过配方得到顶点坐标: y = (x – 1)² – 2,所以顶点是 (1, -2)。
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观察交点: 图像与 x 轴有两个交点,这两个交点的横坐标就是方程的解。
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估算/验证: 虽然通过图像很难精确读取数值,但我们可以看到交点大约在 x = 2.4 和 x = -0.4 附近。 这与我们之前计算的 1 + √2 ≈ 2.414 和 1 – √2 ≈ -0.414 非常接近。
总结:
三种方法殊途同归,都能解出方程 x² – 2x – 1 = 0。
- 公式法: 简单粗暴,效率高,适用于任何二次方程。
- 配方法: 揭示了方程的本质,有助于理解二次方程的结构,但稍微繁琐。
- 图像法: 直观易懂,能帮助我们从几何角度理解方程的解,但精度有限。
选择哪种方法取决于个人喜好和具体情况。 如果你追求效率,公式法是首选;如果你想深入理解,配方法是个不错的选择;如果你喜欢可视化,图像法可以给你带来不同的视角。