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中三二次方程練習

中三 · 20 條練習題,答完即時批改並附解題步驟。

二次方程是中三數學的分水嶺。之前的一元一次方程只有一個答案,解法幾乎是機械式的移項;由二次方程開始,同學要先判斷方程有沒有解、有幾多個解,再決定用哪一種方法去解,思考的層次明顯不同。往後高中的二次函數圖像、不等式、以至 M1 的微分應用,全部都建立在這一課之上,所以這一課如果只是「識做題」而未通概念,之後會一路辛苦。

三種解法,先學識揀

解二次方程主要有三種方法。第一是因式分解,把方程寫成 $(x-a)(x-b)=0$,再用「兩個數相乘等於零,其中一個必定是零」這個性質得出 $x=a$ 或 $x=b$。這是最快的方法,但只有當方程可以分解成整數因式時才用得著。第二是公式法,即 $x=\frac{-b\pm\sqrt{b^2-4ac}}{2a}$,任何二次方程都適用,代價是計算比較繁複,容易在符號上出錯。第三是配方法,把方程改寫成 $(x+p)^2=q$ 的形式,雖然在考試中較少直接用來解方程,但它是理解二次函數頂點與最大最小值的基礎,不應該跳過。

判別式告訴你有沒有解

判別式 $\Delta=b^2-4ac$ 是這一課最有用的工具。$\Delta>0$ 代表有兩個相異實根,$\Delta=0$ 代表有一個重根,$\Delta<0$ 代表沒有實根。很多題目根本不需要真正解出方程,只需要判斷根的性質,例如「求 $k$ 使方程有重根」,直接令 $\Delta=0$ 就可以。同學要習慣先看判別式,再決定要不要動手解。

根與係數的關係

如果 $\alpha$ 與 $\beta$ 是 $ax^2+bx+c=0$ 的兩個根,那麼兩根之和是 $-\frac{b}{a}$,兩根之積是 $\frac{c}{a}$。這條關係在處理 $\alpha^2+\beta^2$、$\frac{1}{\alpha}+\frac{1}{\beta}$ 這類題目時特別有用,因為完全不用把根解出來,只要把式子改寫成和與積的組合就可以。這是中三與高中之間相當常見的過渡題型。

下面的練習由基礎因式分解開始,逐步去到判別式與根與係數的應用。每一題答完都會即時批改,答錯亦會顯示完整解題步驟,可以即時對照自己的做法。

開始練習

  1. 1 基礎
    解 $x^2-5x+6=0$
  2. 2 基礎
    解 $x^2-9=0$
  3. 3 普通
    若 $x^2-7x+12=0$,較大的根是多少?

  4. 4 普通
    解 $x^2=49$,求正根。

  5. 5 普通
    方程 $x^2+2x-15=0$ 兩根之和是多少?

  6. 6 普通
    方程 $x^2+2x-15=0$ 兩根之積是多少?

  7. 7 普通
    $2x^2-4x=0$ 的解是
  8. 8 普通
    所有二次方程都有兩個實根。
  9. 9 進階
    $(x-2)(x+5)=0$ 的解是
  10. 10 進階
    $x^2-6x+9=0$ 有多少個相異實根?

  11. 11 進階
    方程 $x^2+x+1=0$ 的判別式是
  12. 12 進階
    用公式法解 $x^2-2x-1=0$,較大的根是 $1+\sqrt{k}$,求 $k$。

  13. 13 進階
    若 $x^2+kx+9=0$ 有重根,則 $k$ 等於
  14. 14 進階
    一個長方形的長比闊多 3 cm,面積為 40 cm²,求闊(cm)。

  15. 15 挑戰
    方程 $3x^2-12x+12=0$ 的根是
  16. 16 挑戰
    若 $\alpha$、$\beta$ 是 $x^2-5x+3=0$ 的兩根,求 $\alpha^2+\beta^2$。

  17. 17 挑戰
    若 $x^2-4x+c=0$ 沒有實根,則
  18. 18 挑戰
    若 $x^2-8x+k=0$ 有兩個相異實根,求 $k$ 的最大整數值。

  19. 19 尖子
    方程 $x^2-(m+1)x+m=0$ 的其中一根為 3,求 $m$。

  20. 20 尖子
    若 $\alpha$、$\beta$ 是 $x^2-6x+4=0$ 的兩根,求 $\frac{1}{\alpha}+\frac{1}{\beta}$。

報告會列出答錯的題目與相關概念,只有你自己看得到。

常見錯誤

錯誤一:兩邊同時除以 $x$

解 $2x^2-4x=0$ 時,不少同學會兩邊除以 $x$,得出 $2x-4=0$,答案只剩 $x=2$,把 $x=0$ 這個根丟失了。正確做法是提取公因式:$2x(x-2)=0$,得 $x=0$ 或 $x=2$。只要方程含有未知數的因式,就不可以直接約走。

錯誤二:判別式漏了負數情況

「$x^2+kx+9=0$ 有重根,求 $k$」的答案是 $k=\pm 6$,但很多人只寫 $k=6$。$k^2=36$ 有兩個解,開方時必須同時考慮正負。

錯誤三:應用題不檢查答案是否合理

長度、人數、時間這類量不會是負數。解出兩個根之後,一定要回到題目情境,捨棄不合理的那一個,並在答案中說明原因。

同一類題目一直錯?

重複錯同一步,通常不是不夠操練,而是前面某個概念未通。試堂時我們會先找出那一步。

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