一元二次方程求根公式（一元二次方程求根公式是谁发明的）
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一元二次方程求根公式（一元二次方程求根公式是谁发明的）
众所周知，一元二次方程本属于初中的数学知识，其解法有配方法，因式分解法，公式法等。各类方法中，配方法有其硬核的讨论，公式法有其复杂的造型，还有飘逸的因式分解法，其神秘的气质令初中生又爱又恨！一元二次方程的解法已然成为数学基础的基础，如此基础的的方法竟然在21世纪又诞生了新解法，势必会赚足了眼球！
“一元二次方程新解法”的发明人叫罗伯森，是卡内基梅隆大学华裔数学教授、美国奥数教练，并且罗伯森教授表示：“如果这种方法直到今天都没有被人类发现的话，我会感到非常惊讶，因为这个课题已经有4000年的历史了，而且有数十亿人都遇到过这个公式和它的证明。”
事实上，在古代，全世界的数学家对一元二次方程都有研究，虽然也没有一模一样的方法出现，但是究其内涵，有些古代的解法与罗教授的解法可谓是大同小异。原因也不难想，古代的数学家们没有韦达，更没有代数的符号记法，而现如今罗教授的解法确实有“踩肩膀”的嫌疑。那么这个方法到底含金量多高，我们不做量化的评断，不妨为大家带来一场一元二次方程的解法PK，我们一起来欣赏一下古易供求网今数学大神的精彩表演。
2019年的新解法
有请第一位选手登场，掌声欢迎罗教授！为了更加形象直观，我们通过一个例子来说明该方法。
对于一元二次方程：X－8X＋12=0，先假设该方程的根是R和S，
那么必会有：X－8X＋12=（X－R）（X－S），
将右侧展开得：X－8X＋12=X－(R+S)X+RS，
左右对应相等，得：R+S=8；RS=12，
关键的部分来了，由于刚刚得到它们的和是8，则R和S的平均数是4，故方程的根可设为4+K，4-K，又因为RS=12，则（4+K）（4-K）=12，则16-K=12，则K=2（-2也是一样的结果），从而得到方程的两个根，4+2=6和4-2=2。方程解完！对于二次项系数不是1的情况，就先把二次项系数化为1，然后再进行以上操作。
当这个解法公之于众之后，各地纷纷发来声音，有人说这个解法简直太好了，再也不用死记硬背那个变态的公式了，再也不用苦苦的寻找那个配方的小尾巴了。当然也有来自中国学生的声音：这不就是十字相乘法嘛，解个方程哪要这么多步，我们需要的不是如何解方程，而需要如何短时间，正确的解方程！还有人认为，这就是韦达定理的小应用而已，并且韦达定理的表现形式要更为一般化。
无论如何，我们不得不佩服罗教授思维的新颖性，可谓“旧知识”和“新逻辑”的巧妙结合！
古阿拉伯的解法
提到古阿拉伯数学，不得不提一个重量级人物--阿尔花剌子模。“代数”一词本源于公元825年的一本用阿拉伯语写的书名，其作者就是花剌子模。没错，他就是我们今天登场的第二位选手。实话实说，当第一次看到罗教授的解法的时候，本人第一时间想到的就是阿尔花剌子模，这个阿拉伯人对方程的理解简直是登峰造极！
阿尔花剌子模在书中提出一个问题：“一个平方和十个这个平方的根等于三十九个迪拉姆，它是多少？”是不是看起来太绕了？由于当时代数符号根本没有发明，古代数学的方程只能靠文字去描述，我来帮大家解释一下，设这个数是X，那么“平方”就是X，“平方的根”就是将X在开方，故“平方的根”是指“X”，“十个这个平方的根”就是10X，问题转化为求方程：X+10X=39的解。（不得不佩服数学符号对数学的意义，如此简短的符号和冗长的文字形成了鲜明的对比！）
花剌子模给出的解法是：（注意：下文中的“根”，不指现如今方程的根，而指平方根）
①将根的个数减半。本题中，是将10减半，故得到5；
②用5乘自己，再加39，得到64；
③取64的根，即将64开方，得到8；
④再从中减去根的个数的一半，即再用8去减5，得到3，方程解完。
有些小朋友发现了问题，因为一元二次方程的根有2个，这都丢解了啊！莫要慌张，大数学家怎么能犯这么低易供求网级的错误呢，由于当时的人们普遍不接受负数，自然没有考虑负的情况。如果可以出现负数，那么在③的时候，将64开方，直接得到8，然后再都去减5，自然得到了两个根，3和﹣13。今天借用历史传统，我们这里仍然不谈负数的情况，指考虑平方根的正根情况。
下面对花剌子模的解法套上今天算式：
我们也可以看出，花剌子模所研究的方程就是二次项系数为1的二次方程，即x+bx+c=0，把上述方程的解法套上系数为字母的情况：
如果考虑到正负两个平方根，再考虑到二次项系数不为1的情况，这就是现代版的求根公式！
当第一次看到花剌子模方程解法的时候，本人是非常的不淡定，这种解法怎么能够想到呢？简直太需要脑洞了，不仅我这么想，相信与他同时代的人也都有此疑问，所以花剌子模并没有止步于此，他觉得应该为大家做出一个合理解释，于是他想到了一个证明方法，并且考虑到其他同仁的知识水平，这个方法必须大家都能接受，事实上，他找到了，这个方法就是几何法，没有什么比图形更容易让人理解了！
方法如下：
①构造一个边长为X的正方形，和一个长和宽分别是X和10的长方形，那么它们的面积之和便是X+10X；
为了解X+10X=39这个方程，就是当图形面积是39的时候，边长X是多少？
②将矩形一分为二，也就是分成2个5X，然后将其中的一个5X平移到下方。此时的面积仍为39；
③将右下角缺失的正方形补全，容易知道虚线的小正方形边长为5，面积为25；
④此时大正方形的面积为39+25=64，那么大正方形的边长即为8，再将8减去5自然求得X=3。解毕！
可以看出在花剌子模的计算方法中，每一步都和他的几何证明严格对应，让人心服口服！花剌子模后，许多数学家也都在研究二次方程，从9世纪到16世纪，凡是关于代数的书几乎都是以“X+10X=39”这个为开始去讨论方程，如果二次方程界要拜祖师爷的话，那么花剌子模必定是第一人选！
中国古代的二次方程
我国历史上有很多杰出的数学家，比如祖冲之，秦九韶等大家都耳熟能详的名字，我们古代的数学重点在于“算”，可以说算学是异常的发达，经常令西方数学家瞠目结舌。既然要算，那么对于“二次方程”必然有所涉猎！对于中国的二次方程的解法，我们大致介绍两个时间节点的贡献，第一，《九章算术》，第二，《勾股圆方图》。
①《九章算术》卷九，中有一题：“今有邑方不知大小，各中开门，出北门二十步有木，出南门一十四步折而西行一千七百七十五步见木，问邑方几何？答曰：二百五十步。”
翻译：如图，DEFG是一座正方形小城，北门H位于DG的中点，南门K位于EF的中点，出北门20步到A处有一树木，出南门14步到C，再向西行1775步到B处，正好看到A处的树木，求小城的边长．
原文也给出了解法：“以出北门步数（20）乘西行步数（1775）倍之为实，并出南门步数（14）为从法，开方除之，即邑方。”上文中的“实”指的是常数项，“从法”为一次项系数。从而可得二次方程：X+(20+14)X-2201775 = 0。至于这个方程是如何解出的，文中只有“开方除之”就把这个方程解决了，留给后人无限的遐想！当然这也非常符合《九章算术》的一贯作风，给个问题，配个答案，剩下的自己去想！后来刘徽在给《九章算术》作注的时候，也只是对为什么要如此列方程做出了合理的解释，至于如何解方程，依然是没有提及。
②公元3世纪的数学家赵爽在注《周髀算经》的时候，不仅给出了勾股定理的完美几何证明，同时也给出了二次方程的解法！其中的一段论文说：“其倍弦为广袤合，令勾、股见者自乘为其实。四实以减之，开其余所得为差，以差减合，半其余为广，减之于弦，即所求也。”
这里对抽象的文言不做过多解释易供求网，如果方程可以写成：X-bX+c=0的形式，则方程的根为X=（b-√b-4c）/2。可以看出，这几乎就是二次方程的求根公式，是二次项系数为1的时候。更厉害的，“其倍弦为广袤合”指的是两根的和为b，“令勾、股见者自乘为其实”指的是两根之积为c。说的就是根与系数的关系，完全是简配版的“韦达定理”，要知道这个结论可比韦达要早1300多年，所以也有人称赵爽为“中国的韦达”。
求根公式的发现
世界各地对二次方程的研究均有所涉及，那么我们所熟悉的二次方程求根公式是何时才问世的呢？说出来可能会吓您一跳，直到1768年，大数学家欧拉在《代数学入门》中给出了现在中学课本中的求根公式，这也是这个公式的首次问世。
虽然各路大神对二次方程都有独到的见解，但始终难有一个万能的公式去“一统江湖”，甚至在16世纪50年代，韦达已经提出了“韦达定理”，完美诠释了根与系数的关系一元二次方程求根公式一元二次方程求根公式，18世纪初，牛顿提出了二次方程的根与其判别式之间的关系。求根公式为什么却迟迟没有问世？
其实摆在数学界面前的有两座大山，一个负数，一个是虚数。几千年来，人们普遍不接受这两个“怪物”的存在，在计算中尽可能的去回避它们。比如负数，生活中真的看不见，摸不着，自然就不需要它们的存在。又比如虚数，那看起来更缥缈了，什么数的平方是-1？自然是没有的，本来负数就够牵强了，何况还要对它进行开方运算！问题就卡在了这里，如果接受了负数，就必须让负数拥有“合理的”开方运算，否则数学体系将不完备。人们一直在回避它们，然而它们又像幽灵一样，在计算中总是让人避之不及。
直到19世纪中期，数学家对代数方法的研究越来越完善，代数方程的研究演变成代数系统的研究，人们终于接受了负数和虚数，那么求根公式就应运而生！
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