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2.5 Discriminant - 教材全解

判别式 - 掌握二次函数判别式的定义、应用及与抛物线图像交点关系的分析

判别式的定义与应用

对于二次函数 $$ f(x) = ax^2 + bx + c $$($$ a \neq 0 $$),判别式(discriminant) 定义为表达式 $$ \Delta = b^2 - 4ac $$。它的核心作用是判断一元二次方程 $$ ax^2 + bx + c = 0 $$ 实数根的个数,同时反映二次函数图像(抛物线)与 $$ x $$ 轴的交点情况:

  • 当 $$ \Delta > 0 $$ 时:方程有两个不同的实数根,对应抛物线与 $$ x $$ 轴有两个不同的交点
  • 当 $$ \Delta = 0 $$ 时:方程有一个重根(两个相等的实数根),对应抛物线与 $$ x $$ 轴相切(只有一个交点)。
  • 当 $$ \Delta < 0 $$ 时:方程没有实数根,对应抛物线与 $$ x $$ 轴没有交点

判别式与抛物线开口方向的关系

结合抛物线开口方向(由 $$ a $$ 的符号决定),判别式能进一步明确图像形状:

  • 若 $$ a > 0 $$(开口向上):$$ \Delta > 0 $$ 时抛物线与 $$ x $$ 轴有两个交点;$$ \Delta = 0 $$ 时抛物线顶点在 $$ x $$ 轴上;$$ \Delta < 0 $$ 时抛物线全在 $$ x $$ 轴上方。
  • 若 $$ a < 0 $$(开口向下):$$ \Delta > 0 $$ 时抛物线与 $$ x $$ 轴有两个交点;$$ \Delta = 0 $$ 时抛物线顶点在 $$ x $$ 轴上;$$ \Delta < 0 $$ 时抛物线全在 $$ x $$ 轴下方。