【二次函数求根公式只有一个根条件】在数学中,二次函数是形如 $ y = ax^2 + bx + c $ 的函数,其中 $ a \neq 0 $。求解二次方程的根通常使用求根公式:
$$
x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
$$
根据判别式 $ D = b^2 - 4ac $ 的值,可以判断二次方程的根的个数:
- 当 $ D > 0 $,方程有两个不同的实数根;
- 当 $ D = 0 $,方程有一个实数根(即两个相同的实数根);
- 当 $ D < 0 $,方程无实数根,只有两个共轭复数根。
因此,当判别式 $ D = 0 $ 时,二次函数的求根公式只有一个根,也称为“重根”或“相等根”。
一、
在二次函数中,若其对应的方程 $ ax^2 + bx + c = 0 $ 只有一个根,则说明该方程有且仅有一个实数解。这种情况发生在判别式为零的情况下,即:
$$
b^2 - 4ac = 0
$$
此时,根的表达式变为:
$$
x = \frac{-b}{2a}
$$
这表示方程的两个根相同,因此我们说这个二次函数图像与 x 轴相切,只有一个交点。
这种情况下,二次函数的图像是一个抛物线,顶点恰好位于 x 轴上,没有其他交点。
二、表格展示
| 条件 | 判别式 $ D = b^2 - 4ac $ | 根的数量 | 根的性质 | 图像特征 |
| 有两个不同实数根 | $ D > 0 $ | 2 个 | 不同 | 与 x 轴有两个交点 |
| 有一个实数根(重根) | $ D = 0 $ | 1 个 | 相同 | 与 x 轴相切,仅一个交点 |
| 无实数根 | $ D < 0 $ | 0 个 | 共轭复数 | 与 x 轴无交点 |
三、实际应用举例
例如,对于方程 $ x^2 - 2x + 1 = 0 $,我们可以计算其判别式:
$$
D = (-2)^2 - 4(1)(1) = 4 - 4 = 0
$$
因此,该方程只有一个根:
$$
x = \frac{2}{2} = 1
$$
这说明该二次函数的图像在 $ x = 1 $ 处与 x 轴相切。
四、结论
二次函数求根公式只有一个根的条件是 判别式等于零,即 $ b^2 - 4ac = 0 $。在这种情况下,方程的两个根相同,函数图像与 x 轴相切,只有一个交点。这是二次函数中一种特殊的根的情况,具有重要的几何和代数意义。
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