📜  为什么我们在平方根中使用加号或减号?(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:35:59.644000             🧑  作者: Mango

为什么我们在平方根中使用加号或减号?

在平方根中,加号和减号用于表示正负根,即一个二次方程可能有两个根,一个是正根,一个是负根。而加号和减号就代表了这两个根的符号。

在数学中,对于一个非负实数 $x$,它的平方根表示为 $\sqrt{x}$。但是对于一个二次方程 $ax^2+bx+c=0$,它的两个根分别可以表示为:

$$ x = \frac{-b\pm\sqrt{b^2-4ac}}{2a} $$

其中的加号和减号就分别代表了正根和负根。具体来说,如果 $b^2-4ac>0$,那么方程有两个不同的实根,一个是正根,一个是负根,分别表示为:

$$ x_1 = \frac{-b+\sqrt{b^2-4ac}}{2a},\quad x_2 = \frac{-b-\sqrt{b^2-4ac}}{2a} $$

而如果 $b^2-4ac=0$,那么方程有一个重根,这个根的值既是正根也是负根,即:

$$ x_1 = x_2 = \frac{-b}{2a} $$

最后,如果 $b^2-4ac<0$,那么就没有实数根了,需要用到复数,这里不再赘述。

在程序设计中,我们也需要注意正负根的表示,以避免使用错误的根导致程序出错。例如,在 Python 中,可以使用 **0.5 表示平方根,而使用 + 和 - 分别表示正根和负根。具体来说,对于二次方程 $ax^2+bx+c=0$,可以使用以下代码计算它的两个根:

import math

def solve_quadratic(a, b, c):
    delta = b**2 - 4*a*c
    if delta > 0:
        x1 = (-b + math.sqrt(delta)) / (2*a)
        x2 = (-b - math.sqrt(delta)) / (2*a)
        return x1, x2
    elif delta == 0:
        x = -b / (2*a)
        return x, x
    else:
        real = -b / (2*a)
        imag = math.sqrt(-delta) / (2*a)
        return complex(real, imag), complex(real, -imag)

注意,这里使用了 math 模块的 sqrt 函数来计算平方根,如果 delta 是负数,就使用了 Python 内置的复数类型 complex 来表示。

总之,在使用平方根时,我们必须清楚地认识到加号和减号的含义,以正确地表示正负根。