題目
若一元二次方程式 4x² − ax + b = 0 的兩根為
(3 ± √6) ⁄ 2,其中 a、b 為兩數,則 a + b 之值為何?
- (A) −9
- (B) 3
- (C) 9
- (D) 15 ← 正確答案
正確答案:(D)兩根和 = 3 = a/4 → a = 12;兩根積 = 3/4 = b/4 → b = 3;a+b = 15
錯在哪裡
原圖上的計算是「9 − 4×4×b = 6」→「9 − 16b = 6」→「16b = 3」。
這一行代表:把 a 當成 3、把根號裡的 6 當成判別式。
兩件事都對不上。
問題出在「沒有把公式解的分母對齊」。
公式解長這樣:
x = ( −B ± √(B²−4AC) ) ⁄ 2A ,本題 A = 4 → 分母是 2×4 = 8
但題目給的兩根分母是 2,不是 8。
(3 ± √6) ⁄ 2 = (12 ± 4√6) ⁄ 8 ← 要先擴分成分母 8 才能比對
沒有做這一步,就會直接把「3」當成 a、把「6」當成判別式,於是整條算式都歪掉。
但更關鍵的是:這一題根本不需要用公式解。
題目已經把兩根都給你了,這正是「根與係數關係」最好用的場合。
兩根和 = −B/A 兩根積 = C/A
而且兩根是「共軛」的形式(3+√6 與 3−√6),相加會消掉根號、相乘是平方差,兩步都很好算。
正確解法
Step 1 先把兩根的「和」與「積」算出來(根號會自己消失)
兩根:α = (3+√6)/2 ,β = (3−√6)/2
α + β = ( (3+√6) + (3−√6) ) ⁄ 2 = 6/2 = 3
α × β = (3+√6)(3−√6) ⁄ 4 = (3² − (√6)²) ⁄ 4 = (9 − 6)/4 = 3/4
相加時根號一定消掉、相乘時用平方差公式——這是共軛根的固定套路。
Step 2 套根與係數關係(先把方程式對到標準式)
標準式 Ax² + Bx + C = 0 → 4x² + (−a)x + b = 0
所以 A = 4、B = −a、C = b
| 公式 | 代入 | 結果 |
| 兩根和 | −B/A | −(−a)/4 = a/4 = 3 | a = 12 |
| 兩根積 | C/A | b/4 = 3/4 | b = 3 |
a + b = 12 + 3 = 15 → 選 (D)
注意 B = −a(因為題目寫的是 −ax),這個負號最容易掉。
Step 3 驗算:把 a、b 代回去看看根對不對
4x² − 12x + 3 = 0
x = ( 12 ± √(144 − 4·4·3) ) ⁄ 8 = ( 12 ± √96 ) ⁄ 8
= ( 12 ± 4√6 ) ⁄ 8 = (3 ± √6) ⁄ 2 ✓
√96 = √(16×6) = 4√6,再約分 4 → 分子分母同除以 4。
驗算只花三十秒,而且能同時檢查「有沒有把根號化到最簡」。
Step 4 如果真的想用公式解硬做,正確的比對方式是這樣
題目給的根 = (3 ± √6)/2 先擴分成分母 2A = 8 → (12 ± 4√6)/8
對比 x = ( a ± √(a²−16b) ) ⁄ 8
→ a = 12,且 √(a²−16b) = 4√6
兩邊平方:a² − 16b = 96 → 144 − 16b = 96 → 16b = 48 → b = 3
答案一樣,但步驟多了一倍,而且「擴分」那一步很容易忘。
兩根都給你的時候,一律先用根與係數。
要記住的觀念
- 看到「兩根是…」,先想根與係數,不要先想公式解。
Ax² + Bx + C = 0 → 兩根和 = −B/A ,兩根積 = C/A
題目給根、求係數 → 用根與係數(兩行)。
題目給係數、求根 → 用公式解或因式分解。
- 共軛根 (p ± √q)/r 有兩個必用性質:
相加根號消失、相乘是平方差 p² − q。
這兩步都不會出現根號,所以算出來的係數一定是有理數。
- 對標準式時,負號要跟著寫進去。
4x² − ax + b = 0 的 B 是「−a」不是「a」。
建議動作:在題目上把 B = ___、C = ___ 直接寫出來,再套公式。
- 用公式解比對時,分母一定要先變成 2A。
本題的 2A = 8,題目卻給分母 2 → 必須先把分子分母同乘 4。
忘了擴分,就會把 3 當成 a、把 6 當成判別式(這次就是這樣錯的)。
- 算完一定回代驗算。
把 a、b 代回原式解一次,只要三十秒,
而且能抓出「根號沒化到最簡」「約分約錯」這兩種最常見的錯。
類題自我檢測
若一元二次方程式 3x² + mx + n = 0 的兩根為 (−2 ± √10) ⁄ 3,
則 m − n 之值為何?
看解答
m − n = 6。
兩根和 = (−2+√10)/3 + (−2−√10)/3 = −4/3;兩根積 = ((−2)² − 10)/9 = (4−10)/9 = −6/9 = −2/3。
根與係數:A=3、B=m、C=n。
兩根和 = −m/3 = −4/3 → m = 4;兩根積 = n/3 = −2/3 → n = −2。
m − n = 4 − (−2) = 6。
驗算:3x² + 4x − 2 = 0 → x = (−4 ± √(16+24))/6 = (−4 ± √40)/6 = (−4 ± 2√10)/6 = (−2 ± √10)/3 ✓
作法完全一樣:先算兩根和與積 → 套 −B/A 與 C/A → 回代驗算。
我的原始作答
圖上的三行算式(9 − 4×4×b = 6 → 9 − 16b = 6 → 16b = 3)顯示
當時是往「公式解比對」的方向走的,而且把 a 當成 3、把根號內的 6 當成判別式。
問題不在計算,而在「一開始就選了比較難走的路」。
建議固定動作(看到題目先問一句話):
「題目給的是根,還是係數?」
給根 → 立刻寫「兩根和 = _、兩根積 = _」
給係數 → 才用公式解或因式分解
這一題兩根都給了,寫兩行就結束,完全不必碰判別式。
複習標記
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還沒標記