高三上🧮 代數
方程式的複數根與根與係數
Complex Roots and Vieta's Formulas
公式
α + β = −b/a | αβ = c/a
實係數方程式的虛根成共軛對出現。不解方程式也能知道根的和與積。
白話解釋
**根與係數關係**(韋達定理)讓我們不必解方程式就知道根的和與積。
二次式 ax² + bx + c = 0:**兩根和 = −b/a、兩根積 = c/a**。 三次式 ax³ + bx² + cx + d = 0:三根和 = −b/a、兩兩乘積之和 = c/a、三根之積 = −d/a。 規律是**正負號交替**,分母都是首項係數。
這在求「兩根平方和」這類問題時特別好用:α² + β² = (α+β)² − 2αβ,直接用係數代進去,完全不必解方程式。
**實係數方程式的虛根必成共軛對**。如果 2 + 3i 是根,那 2 − 3i 一定也是根。原因是取共軛不會改變實係數方程式的形式。
這推論出一個常考的事實:**實係數奇次方程式至少有一個實根**。因為虛根成對出現,奇數個根不可能全部配對,一定剩下至少一個實根。所以任何三次方程式都必定有實根。
由**代數基本定理**,n 次方程式在複數範圍恰有 n 個根(重根計次),這讓「根的個數」這件事終於有了乾淨的答案。
什麼時候用
求根的對稱式、構造方程式、判斷根的性質。
最容易錯的地方
- 根與係數的正負號記錯(兩根和是 −b/a 不是 b/a)。
- 忘記虛根成共軛對,只寫一個。
- 三次以上時公式的符號規律弄反。
例題 · 3 題
先自己算,再看解答——這樣才有效。
- 1
x² − 5x + 6 = 0 的兩根和是多少?
- 2
承上,兩根積是多少?
- 3
實係數二次方程式有一根 2 + 3i,另一根是 2 − ?i