رفتن به محتوا
  • باز کردن حل‌کننده
  • از معلم هوشمند بپرسید
  • یافتن درس AP
  • ساخت آزمونک
  • باز کردن ماشین‌حساب
  • ماشین‌حساب نموداری
  • همه ماشین‌حساب‌ها
  • خواندن راهنماهای ریاضی
↑ ↓Enter برای باز کردن · Esc برای بستن

ماشین‌حساب معادلهٔ درجهٔ دوم

a، b و c را وارد کنید تا ریشه‌های دقیق، دلتا، رأس و شکل تجزیه‌شده را بگیرید.

نمونه‌ها

دربارهٔ ماشین‌حساب معادلهٔ درجهٔ دوم

معادلهٔ درجهٔ دوم به شکل ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0 با a≠0a \neq 0 است. نمودار آن یک سهمی است و جواب‌هایش نقطه‌های برخورد سهمی با محور x هستند.

دلتا، Δ=b2−4ac\Delta = b^2 - 4ac، به شما می‌گوید چه نوع ریشه‌هایی انتظار داشته باشید: اگر مثبت باشد دو ریشهٔ حقیقی، اگر صفر باشد یک ریشهٔ تکراری، و اگر منفی باشد دو ریشهٔ مختلط مزدوج. ماشین‌حساب ریشه‌های گنگ را به شکل دقیقشان نگه می‌دارد، پس 2x2+4x−3=02x^2 + 4x - 3 = 0 نتیجهٔ x=−2±102x = \frac{-2 \pm \sqrt{10}}{2} را می‌دهد.

معادلهٔ درجهٔ دوم چیست؟

معادلهٔ درجهٔ دوم یک معادلهٔ چندجمله‌ای از درجهٔ دو است: بالاترین توان مجهول در آن x2x^2 است. شکل استاندارد آن ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0 است که در آن aa، bb و cc عدد هستند و aa صفر نیست. ضریب aa پهنای سهمی و رو به بالا یا پایین بودن دهانهٔ آن را تعیین می‌کند، bb آن را به پهلو جابه‌جا می‌کند و cc جایی است که سهمی محور y را قطع می‌کند.

چون نمودار y=ax2+bx+cy = ax^2 + bx + c یک سهمی است، ممکن است محور x را دو بار قطع کند، یک بار در رأسش بر آن مماس شود یا هرگز به آن نرسد. این سه حالت با دو جواب حقیقی، یک جواب تکراری و نبودِ جواب حقیقی متناظرند، و دلتا پیش از حساب کردن هر ریشه‌ای تعیین می‌کند کدام حالت برقرار است.

چگونه از ماشین‌حساب معادلهٔ درجهٔ دوم استفاده کنیم

  1. معادلهٔ خود را طوری بازنویسی کنید که یک طرف آن 0 باشد.
  2. ضریب‌های a، b و c را وارد کنید. کسرها و عددهای اعشاری پذیرفته می‌شوند.
  3. دکمهٔ «حل کن» را بزنید تا دلتا، دو ریشه، شکل تجزیه‌شده و رأس را ببینید.

فرمول‌ها

فرمول کلی

x=−b±b2−4ac2ax = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}

دلتا (مُمیّز)

Δ=b2−4ac\Delta = b^2 - 4ac

رأس

(−b2a, c−b24a)\left(-\frac{b}{2a},\ c - \frac{b^2}{4a}\right)

روابط ویت

x1+x2=−ba,x1x2=cax_1 + x_2 = -\frac{b}{a},\qquad x_1 x_2 = \frac{c}{a}

مثال حل‌شده: x² − 3x − 10 = 0

مثال حل‌شده معادلهٔ x2−3x−10=0x^2 - 3x - 10 = 0 را حل می‌کند، پس a=1a = 1، b=−3b = -3 و c=−10c = -10. دلتا برابر (−3)2−4⋅1⋅(−10)=49(-3)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-10) = 49 است که مربع کامل و مثبت است، پس دو ریشهٔ گویا وجود دارد. فرمول 3±72\frac{3 \pm 7}{2} را می‌دهد، یعنی x=−2x = -2 و x=5x = 5. ماشین‌حساب رأس را هم در (32,−494)\left(\frac32, -\frac{49}{4}\right) و شکل تجزیه‌شده را (x+2)(x−5)(x + 2)(x - 5) پیدا می‌کند و با روابط ویت تأیید می‌کند که مجموع ریشه‌ها 3 و حاصل‌ضربشان −10 است.

راه‌حل زیر را همان موتوری تولید می‌کند که ماشین‌حساب بالا با آن کار می‌کند.

پاسخ نهایی

x1=−2,x2=5x_1 = -2,\quad x_2 = 5

مسئلهٔ شما را چگونه فهمیدیم

یک معادلهٔ درجهٔ دوم در شکل استاندارد را با فرمول کلی حل کنید.

x2−3x−10=0x^2 - 3x - 10 = 0

راه‌حل گام‌به‌گام

  1. ضریب‌های ax² + bx + c = 0 را مشخص کنید

    x2−3x−10=0⇒a=1, b=−3, c=−10x^2 - 3x - 10 = 0 \quad\Rightarrow\quad a = 1,\ b = -3,\ c = -10
  2. دلتا (مُمیّز) را حساب کنید

    Δ=b2−4ac=(−3)2−4⋅1⋅(−10)=49\Delta = b^2 - 4ac = (-3)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-10) = 49
  3. Δ > 0، پس دو ریشهٔ حقیقی متمایز وجود دارد

  4. فرمول کلی را به کار ببرید

    x=−b±Δ2a=3±492=3±72x = \frac{-b \pm \sqrt{\Delta}}{2a} = \frac{3 \pm \sqrt{49}}{2} = \frac{3 \pm 7}{2}
  5. هر ریشه را ساده کنید

    x1=3−72=−2,x2=3+72=5x_1 = \frac{3 - 7}{2} = -2,\quad x_2 = \frac{3 + 7}{2} = 5
  6. رأس سهمی را پیدا کنید

    دهانهٔ سهمی رو به بالاست، پس رأس نقطهٔ کمینه است.

    h=−b2a=32,k=c−b24a=−494h = -\frac{b}{2a} = \frac{3}{2},\quad k = c - \frac{b^2}{4a} = -\frac{49}{4}
  7. شکل تجزیه‌شده

    x2−3x−10=(x+2)(x−5)x^2 - 3x - 10 = (x + 2)(x - 5)

فرمول‌های به‌کاررفته

  • فرمول کلی معادلهٔ درجهٔ دوم

    x=−b±b2−4ac2ax = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
  • دلتا (مُمیّز)

    Δ=b2−4ac\Delta = b^2 - 4ac
  • رأس

    (−b2a, c−b24a)\left(-\frac{b}{2a},\ c - \frac{b^2}{4a}\right)

دلتا مثبت است، پس سهمی محور طول‌ها را در دو نقطه قطع می‌کند.

بررسی‌ها

  • جایگذاری x = -2: 1·(-2)² + (-3)·(-2) + (-10) = 0
  • جایگذاری x = 5: 1·5² + (-3)·5 + (-10) = 0
  • روابط ویت: مجموع ریشه‌ها = 3 = −b/a = 3؛ حاصل‌ضرب = -10 = c/a = -10

توضیح کامل

سه حالت دلتا

وقتی Δ>0\Delta > 0، جذر آن عددی حقیقی است و ±\pm دو ریشهٔ متفاوت می‌سازد. اگر Δ\Delta مربع کامل هم باشد، مانند 49 در مثال، ریشه‌ها گویا هستند و عبارت درجهٔ دوم روی عددهای صحیح تجزیه می‌شود؛ وگرنه ریشه‌ها رادیکال دارند، مانند 2x2+4x−3=02x^2 + 4x - 3 = 0 که ریشه‌هایش −2±102\frac{-2 \pm \sqrt{10}}{2} هستند. وقتی Δ=0\Delta = 0 دو ریشه بر هم منطبق می‌شوند: معادلهٔ x2−6x+9=0x^2 - 6x + 9 = 0 ریشهٔ مضاعف x=3x = 3 دارد و سهمی فقط بر محور مماس است. وقتی Δ<0\Delta < 0 ریشهٔ حقیقی وجود ندارد و ماشین‌حساب زوج مختلط را می‌دهد، مانند −1±2i-1 \pm 2i برای x2+2x+5=0x^2 + 2x + 5 = 0.

فرمول از کجا می‌آید

فرمول کلی همان چیزی است که با مربع کامل کردن در معادلهٔ کلی به دست می‌آید. تقسیم بر aa و جابه‌جا کردن cc نتیجهٔ x2+bax=−cax^2 + \frac{b}{a}x = -\frac{c}{a} را می‌دهد؛ افزودن (b2a)2\left(\frac{b}{2a}\right)^2 به هر دو طرف، طرف چپ را مربع کامل می‌کند: (x+b2a)2=b2−4ac4a2\left(x + \frac{b}{2a}\right)^2 = \frac{b^2 - 4ac}{4a^2}. جذر گرفتن و کم کردن b2a\frac{b}{2a} فرمول را می‌سازد. این استخراج رأس را هم توضیح می‌دهد: سهمی نسبت به x=−b2ax = -\frac{b}{2a} متقارن است که درست وسط دو ریشه قرار دارد.

خواندن رأس و نمودار

رأس نقطهٔ بازگشت سهمی است. طول آن −b2a-\frac{b}{2a} است و جایگذاری آن در معادله عرض را می‌دهد، که وقتی a>0a > 0 مقدار کمینه و وقتی a<0a < 0 مقدار بیشینه است. در مثال، رأس در (32,−494)\left(\frac32, -\frac{49}{4}\right) است، پس عبارت x2−3x−10x^2 - 3x - 10 هرگز از −12.25-12.25 کمتر نمی‌شود. همین است که معادله‌های درجهٔ دوم را در مسئله‌های بهینه‌سازی مفید می‌کند، مانند پیدا کردن بالاترین نقطه‌ای که یک توپ پرتاب‌شده به آن می‌رسد یا قیمتی که بیشترین درآمد را می‌دهد.

شکل رأسی a(x−h)2+ka(x - h)^2 + k همین اطلاعات را مستقیماً نشان می‌دهد، که در آن (h,k)(h, k) رأس است.

اشتباه‌های رایج

  • استفاده از −b2-b^2 به جای b2b^2 وقتی bb منفی است: (−3)2=9(-3)^2 = 9.
  • تقسیم فقط −b-b بر 2a2a به جای کل صورت.
  • وارد کردن ضریب‌ها پیش از بردن همهٔ جمله‌ها به یک طرف.
  • فراموش کردن ± و بسنده کردن به یک ریشه.
  • نوشتن ریشه‌های مختلط وقتی فقط جواب حقیقی خواسته شده، یا برعکس؛ ببینید پرسش چه می‌خواهد.

نکته‌ها

  • اگر bb زوج باشد، فرمول به x=−b/2±(b/2)2−acax = \frac{-b/2 \pm \sqrt{(b/2)^2 - ac}}{a} ساده می‌شود.
  • ریشه‌هایتان را با روابط ویت بررسی کنید: مجموعشان باید −ba-\frac{b}{a} باشد.
  • اگر Δ\Delta مربع کامل باشد، عبارت درجهٔ دوم روی عددهای صحیح تجزیه می‌شود.
  • اول هر سه ضریب را بر عامل مشترکشان تقسیم کنید؛ ریشه‌ها تغییر نمی‌کنند و محاسبه سبک‌تر می‌شود.
  • رأس درست وسط دو ریشه است و این یک بررسی سریع برای هر دو فراهم می‌کند.

پرسش‌های متداول

فرمول کلی معادلهٔ درجهٔ دوم چیست؟

برای ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0 جواب‌ها x=−b±b2−4ac2ax = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} هستند. این فرمول برای هر معادلهٔ درجهٔ دومی کار می‌کند، از جمله آن‌هایی که تجزیه نمی‌شوند.

دلتا چه چیزی به من می‌گوید؟

اگر b2−4ac>0b^2 - 4ac > 0 دو ریشهٔ حقیقی متفاوت وجود دارد، اگر برابر 0 باشد یک ریشهٔ مضاعف، و اگر منفی باشد دو ریشهٔ مختلط.

آیا ماشین‌حساب ریشه‌های مختلط می‌دهد؟

بله. وقتی دلتا منفی باشد ریشه‌ها به شکل p±qip \pm qi نوشته می‌شوند؛ برای x2+2x+5=0x^2 + 2x + 5 = 0 این ریشه‌ها −1±2i-1 \pm 2i هستند.

اگر a = 0 باشد چه؟

در این صورت معادله خطی است نه درجهٔ دوم. به جای آن از حل‌کنندهٔ معادله یا ماشین‌حساب پیدا کردن x استفاده کنید.

رأس سهمی را چگونه پیدا کنم؟

رأس در x=−b2ax = -\frac{b}{2a} است؛ این مقدار را جایگذاری کنید تا عرض به دست آید. ماشین‌حساب هر دو را نشان می‌دهد.

چرا ریشه‌ها به صورت رادیکال باقی می‌مانند و نه عدد اعشاری؟

ریشه‌های گنگِ دقیق دقت کامل را حفظ می‌کنند و ساختار پاسخ را نشان می‌دهند. برای راحتی، یک تقریب اعشاری هم کنار آن‌ها نشان داده می‌شود.

ریشهٔ مضاعف یعنی چه؟

یعنی دلتا صفر است و دو ریشه یک عدد هستند. سهمی در رأسش بر محور x مماس است بدون اینکه آن را قطع کند، مانند x2−6x+9=0x^2 - 6x + 9 = 0 که ریشهٔ مضاعف x=3x = 3 دارد.

چه وقت به جای فرمول تجزیه کنم؟

وقتی دلتا مربع کامل و عددها کوچک‌اند تجزیه کنید، چون در این حالت ریشه‌ها گویا هستند. فرمول همیشه کار می‌کند، پس وقتی تجزیه آشکار نیست از آن استفاده کنید.

چرا در معادلهٔ درجهٔ دوم a نمی‌تواند صفر باشد؟

اگر a=0a = 0 جملهٔ x2x^2 حذف می‌شود و معادله خطی می‌شود، bx+c=0bx + c = 0، که حداکثر یک جواب دارد. فرمول کلی هم بر صفر تقسیم می‌کرد، به همین دلیل ماشین‌حساب مقدار ناصفری برای aa می‌خواهد.

معادلهٔ درجهٔ دوم خود را حل کنید

ضریب‌های a، b و c را در بالا وارد کنید تا دلتا، دو ریشه، رأس و شکل تجزیه‌شده را همراه با همهٔ گام‌ها بگیرید.

ماشین‌حساب‌های ریاضی بیشتر