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公式証明済み

二次方程式の解の公式

内容

a≠0a\neq 0 のとき、方程式 ax2+bx+c=0ax^2+bx+c=0 の解は x=−b±b2−4ac2ax=\dfrac{-b\pm\sqrt{b^2-4ac}}{2a} である。

なぜ正しいのか?

平方完成を行うと、任意の二次式は完全平方と余りの定数の和になるので、方程式を解くことは (x+something)2=number(x+\text{something})^2 = \text{number} を解くことと同じになる。公式はその余りの定数 —判別式 b2−4acb^2-4ac— を記録しているだけで、その平方根が放物線が x 軸と交わる二つの点を与える(判別式が負なら実数の中には交点がないことを示す)。

証明の概略

両辺を aa で割って平方完成する: x2+bax+ca=(x+b2a)2−b2−4ac4a2=0x^2+\tfrac{b}{a}x+\tfrac{c}{a}=\left(x+\tfrac{b}{2a}\right)^2-\tfrac{b^2-4ac}{4a^2}=0。平方の項を分離し両辺の平方根をとると x+b2a=±b2−4ac2ax+\tfrac{b}{2a}=\pm\tfrac{\sqrt{b^2-4ac}}{2a} となり、公式が得られる。

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参考文献

  1. David M. Burton (2011). The History of Mathematics: An Introduction