Kalkulator równania kwadratowego: delta, pierwiastki, wierzchołek i wykres paraboli w jednym miejscu
Kalkulator równania kwadratowego rozwiązuje dowolne równanie postaci ax² + bx + c = 0. Wpisz trzy współczynniki — a, b i c — a od razu dostaniesz deltę (wyróżnik), oba pierwiastki (rzeczywiste albo zespolone), wierzchołek paraboli i jej oś symetrii, sumę i iloczyn pierwiastków, postać kanoniczną i iloczynową równania oraz interaktywny wykres paraboli z zaznaczonym wierzchołkiem i pierwiastkami.
Większość kalkulatorów online rozbija ten temat na osobne narzędzia: jedno liczy samą deltę, drugie pierwiastki, trzecie wierzchołek, czwarte rysuje parabolę. Tutaj wystarczą te same trzy współczynniki i jedna strona — komplet informacji potrzebnych do zadania domowego, sprawdzianu albo szybkiego sprawdzenia w praktyce inżynierskiej, policzony za jednym razem.
Jak korzystać z kalkulatora równania kwadratowego
- Wpisz współczynnik a — liczbę stojącą przy x². Może być dodatnia lub ujemna, byle nie zero.
- Wpisz współczynnik b — liczbę stojącą przy x. Zostaw 0, jeśli w Twoim równaniu nie ma wyrazu liniowego.
- Wpisz współczynnik c — wyraz wolny. Zostaw 0, jeśli równanie go nie ma.
- Odczytaj wynik: deltę, pierwiastki x₁ i x₂ (rzeczywiste, podwójny albo zespolone), współrzędne wierzchołka, sumę i iloczyn pierwiastków oraz wykres.
Jeśli wpiszesz a = 0, kalkulator od razu to zgłasza, zamiast zgadywać — ax² + bx + c = 0 przestaje być równaniem kwadratowym w chwili, gdy a wynosi zero (więcej o tym niżej).
Jak działa kalkulator
Jak obliczyć deltę (wyróżnik) równania kwadratowego
Delta (wyróżnik) równania kwadratowego to Δ = b² − 4ac. Sam jej znak mówi, ile rozwiązań rzeczywistych ma równanie, zanim policzysz cokolwiek dalej:
| Delta | Co to oznacza |
|---|---|
| Δ > 0 | dwa różne pierwiastki rzeczywiste |
| Δ = 0 | jeden pierwiastek rzeczywisty, podwójny |
| Δ < 0 | brak pierwiastków rzeczywistych — są za to dwa pierwiastki zespolone sprzężone |
Dla x² − 5x + 6 = 0 (a=1, b=−5, c=6): Δ = (−5)² − 4·1·6 = 25 − 24 = 1. Ponieważ Δ > 0, równanie ma dwa różne pierwiastki rzeczywiste.
Wzór na pierwiastki i co się dzieje przy różnych deltach
Wzór ogólny na pierwiastki to x = (−b ± √Δ) / (2a). To, co dalej, zależy od znaku delty:
- Δ > 0: x₁ = (−b − √Δ)/(2a) oraz x₂ = (−b + √Δ)/(2a) — dwie różne liczby rzeczywiste. Dla x² − 5x + 6 = 0: √Δ = √1 = 1, więc x₁ = (5 − 1)/2 = 2, x₂ = (5 + 1)/2 = 3.
- Δ = 0: jeden wzór, x = −b/(2a), bez pierwiastkowania z niczego. Dla x² − 4x + 4 = 0: Δ = 16 − 16 = 0, więc x = 4/2 = 2 (pierwiastek podwójny — parabola tylko styka się z osią X dokładnie w tym punkcie, który jest jednocześnie jej wierzchołkiem).
- Δ < 0: żadna liczba rzeczywista podniesiona do kwadratu nie da liczby ujemnej, więc rozwiązania to pierwiastki zespolone, zapisywane jako a ± bi. Część rzeczywista to −b/(2a), część urojona to √(−Δ)/(2a). Dla x² + 2x + 5 = 0: Δ = 4 − 20 = −16, więc x = −1 ± i·√16/2 = −1 + 2i oraz −1 − 2i.
Co gdy delta jest ujemna — parabola po prostu nie przecina osi X ani jej nie dotyka; matematycznie równanie nadal ma dwa rozwiązania, tyle że w liczbach zespolonych, nie rzeczywistych. Wewnętrznie kalkulator liczy pierwiastki dla przypadku Δ > 0 wzorem numerycznie stabilnym (unika utraty precyzji, do której dochodzi przy naiwnym wzorze, gdy b² i 4ac są zbliżonej wielkości), więc wynik pozostaje dokładny nawet dla skrajnych współczynników.
Wierzchołek paraboli i oś symetrii
Każdemu równaniu kwadratowemu ax² + bx + c = 0 odpowiada parabola y = ax² + bx + c, a każda parabola ma jeden punkt szczytowy — wierzchołek. Jego współrzędne to xw = −b/(2a) oraz yw = c − b²/(4a). Pionowa prosta x = xw to oś symetrii paraboli — po obu jej stronach parabola jest swoim lustrzanym odbiciem.
Dla x² − 5x + 6 = 0: xw = −(−5)/(2·1) = 2,5, yw = 6 − 25/4 = −0,25. Wierzchołek to (2,5; −0,25), a oś symetrii to prosta x = 2,5 — dokładnie w połowie drogi między pierwiastkami 2 i 3.
Gdy a > 0, parabola jest otwarta w górę, a wierzchołek to jej minimum. Gdy a < 0, ramiona są skierowane w dół, a wierzchołek to maksimum. Niezależnie od znaku a, pierwiastki (gdy istnieją) zawsze leżą w równej odległości od osi symetrii, po jednej po każdej stronie.
Miejsca zerowe funkcji kwadratowej
Miejsca zerowe funkcji kwadratowej to punkty, w których jej wykres przecina oś X — czyli po prostu pierwiastki rzeczywiste równania ax² + bx + c = 0. Istnieją tylko wtedy, gdy Δ ≥ 0: przy Δ > 0 są dwa miejsca zerowe, przy Δ = 0 jedno (parabola styka się z osią X w wierzchołku), a przy Δ < 0 nie ma żadnego — parabola w ogóle nie dotyka osi X.
Wzory Viète’a: suma i iloczyn pierwiastków
Wzory Viète’a wiążą pierwiastki wprost ze współczynnikami, bez konieczności rozwiązywania równania od nowa: x₁ + x₂ = −b/a oraz x₁ · x₂ = c/a. Działają nawet wtedy, gdy pierwiastki są zespolone — części urojone znoszą się w sumie, a iloczyn zawsze wychodzi liczbą rzeczywistą, więc obie wielkości są przydatną kontrolą poprawności wyniku.
Dla x² − 5x + 6 = 0: x₁ + x₂ = 2 + 3 = 5, i rzeczywiście −b/a = 5. x₁ · x₂ = 2 · 3 = 6, i rzeczywiście c/a = 6. Dla przykładu z pierwiastkami zespolonymi, x² + 2x + 5 = 0: (−1+2i) + (−1−2i) = −2 = −b/a, a (−1+2i)(−1−2i) = 1 + 4 = 5 = c/a.
Postać kanoniczna i postać iloczynowa
Postać kanoniczna zapisuje równanie jako y = a(x − xw)² + yw, gdzie (xw, yw) to wierzchołek — dzięki niej minimum lub maksimum funkcji widać od razu, bez dodatkowych obliczeń. Dla x² − 5x + 6 = 0 postać kanoniczna to y = 1·(x − 2,5)² − 0,25.
Postać iloczynowa, y = a(x − x₁)(x − x₂), istnieje tylko wtedy, gdy Δ ≥ 0, bo wymaga rzeczywistych pierwiastków. Dla x² − 5x + 6 = 0 to y = (x − 2)(x − 3). Przy Δ = 0 zamienia się w czynnik podwójny, np. y = (x − 2)² dla x² − 4x + 4 = 0; przy Δ < 0 postaci iloczynowej nad liczbami rzeczywistymi nie ma, więc kalkulator jej nie pokazuje.
Co gdy współczynnik a = 0?
Z definicji równanie kwadratowe wymaga, żeby a było różne od zera — to ten współczynnik odpowiada za wyraz x². Gdy wpiszesz a = 0, równanie sprowadza się do bx + c = 0, czyli linii prostej, a nie paraboli. Kalkulator zgłasza to zamiast liczyć deltę czy pierwiastki, a jeśli b też nie jest zerem, podpowiada rozwiązanie liniowe x = −c/b. Dla 3x − 6 = 0 (a=0, b=3, c=−6) ta podpowiedź to x = −(−6)/3 = 2.
Przykłady krok po kroku
Przykład 1: dwa różne pierwiastki rzeczywiste — x² − 5x + 6 = 0
Tu a=1, b=−5, c=6.
- Δ = (−5)² − 4·1·6 = 25 − 24 = 1. Δ > 0, więc spodziewamy się dwóch pierwiastków rzeczywistych.
- √Δ = 1, więc x₁ = (5 − 1)/2 = 2, x₂ = (5 + 1)/2 = 3.
- Wierzchołek: xw = 2,5, yw = 6 − 6,25 = −0,25. Oś symetrii: x = 2,5.
- Kontrola wzorami Viète’a: suma = 2 + 3 = 5 = −b/a ✓; iloczyn = 2 · 3 = 6 = c/a ✓.
- Postać iloczynowa: y = (x − 2)(x − 3). Postać kanoniczna: y = (x − 2,5)² − 0,25.
Przykład 2: pierwiastek podwójny — x² − 4x + 4 = 0
Tu a=1, b=−4, c=4.
- Δ = (−4)² − 4·1·4 = 16 − 16 = 0 → jeden pierwiastek rzeczywisty, podwójny.
- x = 4/2 = 2 (dla x₁ i x₂).
- Wierzchołek: xw = 2, yw = 4 − 4 = 0 — wierzchołek leży dokładnie na osi X, bo w tym przypadku pierwiastek podwójny i wierzchołek to ten sam punkt.
- Postać iloczynowa: y = (x − 2)².
Przykład 3: pierwiastki zespolone — x² + 2x + 5 = 0
Tu a=1, b=2, c=5.
- Δ = 2² − 4·1·5 = 4 − 20 = −16. Ujemna, więc brak pierwiastków rzeczywistych.
- Część rzeczywista: −b/(2a) = −1. Część urojona: √16/2 = 2. Pierwiastki: x = −1 + 2i oraz x = −1 − 2i.
- Wierzchołek: xw = −1, yw = 5 − 1 = 4. Ponieważ a > 0, a wierzchołek leży powyżej osi X (yw = 4 > 0), cała parabola pozostaje nad osią X — spójne z brakiem pierwiastków rzeczywistych.
- Postać iloczynowa nad liczbami rzeczywistymi nie istnieje; wykres nadal rysuje pełną parabolę, tylko bez markerów pierwiastków.
Przykład 4: pierwiastki niewymierne — x² − 2 = 0
Tu a=1, b=0, c=−2.
- Δ = 0 − 4·1·(−2) = 8. √8 = 2√2 ≈ 2,8284.
- x₁ = −√2 ≈ −1,4142, x₂ = √2 ≈ 1,4142 — żaden pierwiastek nie jest liczbą całkowitą, więc kalkulator pokazuje zaokrągloną wartość dziesiętną.
- Wierzchołek: xw = 0, yw = −2 — ponieważ b = 0, wierzchołek leży dokładnie na osi Y, a parabola jest symetryczna względem niej.