2100:【23CSPJ普及组】一元二次方程(uqe)

分析了一元二次方程的解法,包括实数解的存在性、有理数表示规则,并给出了C++代码示例。

【题目描述】

众所周知,对一元二次方程 ax2+bx+c=0,(a≠0)��2+��+�=0,(�≠0),可以用以下方式求实数解:

∙∙ 计算 Δ=b2−4acΔ=�2−4��,则:

1. 若 Δ<0Δ<0,则该一元二次方程无实数解。

2. 否则 Δ≥0Δ≥0,此时该一元二次方程有两个实数解 x1,2=−b±Δ√2a�1,2=−�±Δ2�。

例如:

∙x2+x+1=0∙�2+�+1=0 无实数解,因为 Δ=12−4×1×1=−3<0Δ=12−4×1×1=−3<0。

∙x2−2x+1=0∙�2−2�+1=0 有两相等实数解 x1,2=1�1,2=1。

∙x2−3x+2=0∙�2−3�+2=0 有两互异实数解 x1=1,x2=2�1=1,�2=2。

在题面描述中 a� 和 b� 的最大公因数使用 gcd(a,b)gcd(�,�) 表示。例如 1212 和 1818 的最大公因数是 66,即 gcd(12,18)=6gcd(12,18)=6。

现在给定一个一元二次方程的系数 a,b,c�,�,�,其中 a,b,c�,�,� 均为整数且 a≠0�≠0。你需要判断一元二次方程 ax2+bx+c=0��2+��+�=0 是否有实数解,并按要求的格式输出。

在本题中输出有理数 v� 时须遵循以下规则:

∙∙ 由有理数的定义,存在唯一的两个整数 p� 和 q�,满足 q>0�>0,gcd(p,q)=1gcd(�,�)=1 且 v=pq�=��。

∙∙ 若 q=1�=1,则输出 {p},否则输出 {p}/{q},其中 {n} 代表整数 n� 的值;

∙∙ 例如:

∙∙ 当 v=−0.5�=−0.5 时,p� 和 q� 的值分别为 −1−1 和 22,则应输出 -1/2;

∙∙ 当 v=0�=0 时,p� 和 q� 的值分别为 00 和 11,则应输出 0。

参考内容中未提及CSP - J 2023竞赛中一元二次方程题目的解题思路相关信息,不过可以推测一般对于一元二次方程题目的常见解题思路。 对于一元二次方程 \(ax^{2}+bx + c = 0\)(\(a\neq0\)),其求根公式为 \(x=\frac{-b\pm\sqrt{b^{2}-4ac}}{2a}\) ,解题时可先判断判别式 \(\Delta=b^{2}-4ac\) 的值: - 当 \(\Delta>0\) 时,方程有两个不同的实数根 \(x_1=\frac{-b + \sqrt{b^{2}-4ac}}{2a}\) 和 \(x_2=\frac{-b - \sqrt{b^{2}-4ac}}{2a}\)。 - 当 \(\Delta = 0\) 时,方程有两个相同的实数根 \(x=-\frac{b}{2a}\)。 - 当 \(\Delta<0\) 时,方程没有实数根,但在复数范围内有两个共轭复数根 \(x=\frac{-b\pm i\sqrt{4ac - b^{2}}}{2a}\)。 在竞赛题目中,可能会结合其他条件,例如根的性质(如整数根、正根等)、方程系数的限制(如系数为整数等),需要灵活运用方程的性质和相关定理。例如,如果要求方程的整数根,可先根据判别式判断是否有实数根,再分析 \(\sqrt{b^{2}-4ac}\) 是否为完全平方数等。 ```python import math def solve_quadratic(a, b, c): # 计算判别式 delta = b**2 - 4*a*c if delta > 0: # 有两个不同的实数根 root1 = (-b + math.sqrt(delta)) / (2 * a) root2 = (-b - math.sqrt(delta)) / (2 * a) return root1, root2 elif delta == 0: # 有两个相同的实数根 root = -b / (2 * a) return root else: # 没有实数根 return None # 示例 a = 1 b = -3 c = 2 result = solve_quadratic(a, b, c) print(result) ```
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