卡在這題?用 AI 解開它
Algebra · real student question

把 2x + x^2 - 1 寫成標準式,並解 2x + x^2 - 1 = 0。

Question

把

2x+x2−12x+x^{2}-1

寫成標準式,並解 2x+x2−1=02x+x^{2}-1=0。

Step-by-step solution

  1. 重新排成標準式。 標準式把各項按次數由高到低排列,所有二次方程式的解法都預設這種寫法:

    2x+x2−1=x2+2x−12x+x^{2}-1=x^{2}+2x-1

    於是 a=1a=1、b=2b=2、c=−1c=-1。重排不會改變式子的值——加法有交換律——但可以避免把 22 誤看成首項係數。

  2. 檢查能否整數分解,然後放棄這條路。 需要兩個整數,乘積為 −1-1、和為 22;−1-1 唯一的整數因數對是 (1,−1)(1,-1),和是 00。所以整數分解不存在,兩根是無理數。

  3. 配方法——在 bb 是偶數時比公式解更快。 b=2b=2 的一半是 11,所以

    x2+2x−1=(x+1)2−1−1=(x+1)2−2x^{2}+2x-1=(x+1)^{2}-1-1=(x+1)^{2}-2

    令它等於零就得到 (x+1)2=2(x+1)^{2}=2,這種形式一眼就能解。

  4. 兩邊開平方,正負都保留。

    x+1=±2⟹x=−1±2x+1=\pm\sqrt{2}\qquad\Longrightarrow\qquad x=-1\pm\sqrt{2}

  5. 用公式解交叉檢查。

    x=−2±4+42=−2±222=−1±2 ✓x=\frac{-2\pm\sqrt{4+4}}{2}=\frac{-2\pm2\sqrt{2}}{2}=-1\pm\sqrt{2}\ \checkmark

    (用了 8=22\sqrt{8}=2\sqrt2,那個 22 才能約掉。)根與係數關係也吻合:兩根之和為 −2=−b/a-2=-b/a ✓、乘積為 1−2=−1=c/a1-2=-1=c/a ✓。數值上 x≈0.4142x\approx0.4142 與 x≈−2.4142x\approx-2.4142,殘差都小於 10−1210^{-12} ✓。

Answer

x=−1+2或x=−1−2x=-1+\sqrt{2}\quad\text{或}\quad x=-1-\sqrt{2}

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