平方之下,寻根问底:x² – 7x – 18 = 0
我们要解决的是一个标准的二次方程:x² - 7x - 18 = 0
。 解决它犹如剥洋葱,一层一层地探寻,直到触及核心的根。
一、战略总览:武器库准备
解二次方程,我们有三种主要武器:
- 因式分解法: 简单粗暴,如果能快速找到因式,一击毙命。
- 配方法: 万能钥匙,任何二次方程都能打开,但步骤稍显繁琐。
- 公式法: 最终兵器,直接套用公式,简单快捷,但需要记住公式。
让我们先试水,看看因式分解法是否奏效。
二、战术一:因式分解——庖丁解牛
因式分解的核心在于,将二次三项式分解成两个一次因式的乘积,即找到两个数,它们的积等于 -18,和等于 -7。
思考一下:
- -18 的因子组合有哪些? (1, -18), (-1, 18), (2, -9), (-2, 9), (3, -6), (-3, 6)
- 哪一对的和是 -7? Bingo! 2 和 -9。
因此,我们可以将方程改写为:
(x + 2)(x - 9) = 0
现在,问题简化了。 只有当两个因式中至少有一个为零时,整个表达式才为零。 所以:
x + 2 = 0 => x = -2
x - 9 = 0 => x = 9
因式分解法胜出! 解为 x = -2 或 x = 9。
三、战术二:配方法——精雕细琢
如果因式分解不那么容易,配方法就能派上用场。 其本质是把方程变形为完全平方的形式:(x + a)² = b
-
移项: 将常数项移到等式右边:
x² - 7x = 18
-
配方: 在等式两边同时加上一次项系数一半的平方。 一次项系数是 -7,一半是 -7/2,平方是 49/4。
x² - 7x + (49/4) = 18 + (49/4)
-
化简: 将左边写成完全平方的形式,右边进行通分计算:
(x - 7/2)² = (72/4) + (49/4) = 121/4
-
开方: 对等式两边开平方:
x - 7/2 = ±√(121/4) = ±11/2
-
解方程: 分别求解两种情况:
x - 7/2 = 11/2 => x = (11/2) + (7/2) = 18/2 = 9
x - 7/2 = -11/2 => x = (-11/2) + (7/2) = -4/2 = -2
配方法同样找到了答案:x = -2 或 x = 9。
四、战术三:公式法——一劳永逸
公式法是解决二次方程的终极武器。 对于一般形式的二次方程 ax² + bx + c = 0
,其解为:
x = [-b ± √(b² - 4ac)] / 2a
在本题中,a = 1, b = -7, c = -18
。 代入公式:
x = [7 ± √((-7)² - 4 * 1 * -18)] / (2 * 1)
x = [7 ± √(49 + 72)] / 2
x = [7 ± √121] / 2
x = [7 ± 11] / 2
所以:
x = (7 + 11) / 2 = 18 / 2 = 9
x = (7 - 11) / 2 = -4 / 2 = -2
公式法验证了之前的结论:x = -2 或 x = 9。
五、最终复盘:殊途同归
三种方法,三种思路,但都指向同一个答案:x = -2 和 x = 9。 这说明数学的严谨性和逻辑的魅力。 选择哪种方法,取决于个人的偏好和题目的特点。 对于这个特定的方程,因式分解法最为简便。 但掌握多种方法,才能在不同的战场上游刃有余。 更重要的是,我们领略了解决问题的不同角度和思路,这才是数学学习的真谛。