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Excel假设分析(What-If Analysis)约 4 分钟

Quadratic Equation 用 Excel 解二次方程

重点内容


适用版本

桌面版通用(Excel 365 / 2021 / 2019 等)。


三种解法怎么选

方法适合场景备注
求根公式手算想要精确的代数解判别式正负号容易算错
Goal Seek想让 Excel 自动帮你试出解一次只能找到一个根,要换起始值找另一个
XY 散点图找交点想直观看出根大概落在哪里坐标轴范围要设对,不然看不到交点

基础计算

以 y = 3x² − 12x + 9.5 为例:

  • 当 x = 1 时,y = 0.5
  • 当 x = 2 时,y = −2.5

可以在 Excel 里用公式 =3*A2^2-12*A2+9.5 这样算,A2 放 x 的值。


用求根公式手算

方程:3x² − 12x − 15 = 0

  • a = 3,b = −12,c = −15
  • 判别式 D = b² − 4ac = 324
  • 求根公式:x = (−b ± √D) / 2a
  • 算出两个解:x = 5 或 x = −1

用 Goal Seek 求解

  1. 先在某个单元格(例如 B2)用公式算出 y 值(对应某个 x)
  2. Data(数据)→ What-If Analysis›Goal Seek
  3. Set cell 选 B2
  4. To value 输入 24.5(想要的 y 值目标,本例用来对照)
  5. By changing cell 选 A2(x 所在的单元格)
  6. 点击 OK,Excel 会自动调整 A2 的值,直到 B2 算出的 y 恰好等于设定的目标值
📷 画面提示

Goal Seek 对话框,Set cell/To value/By changing cell 已填好

📌 若要专门解 "= 0" 这种求根问题,把 To value 设为 0 即可。


用图表可视化求解

  1. 在一列列出一系列 x 值,对应算出各自的 y 值
  2. 选中这些数据,插入 XY 散点图(Scatter)
  3. 在图上加一条水平线代表目标 y 值(例如 y = 24.5)
  4. 曲线和这条水平线的交点,就是对应的 x 解
📷 画面提示

抛物线曲线和水平线相交,两个交点对应方程的两个根


实操示例

综合以上三种方法验证:方程 3x² − 12x − 15 = 0 的两个解是 x = 5 和 x = −1,无论用求根公式手算、Goal Seek 试算,还是画图找交点,得到的结果应该一致。用 Goal Seek 时要注意,不同的起始猜测值可能收敛到不同的那一个根。


学完你会

常见错误

  • 用 Goal Seek 找根时只试了一个起始值,只找到其中一个解,误以为方程只有一个根——二次方程通常有两个解,需要换不同起始值分别试
  • 求根公式里判别式算错正负号,导致后续两个根都算错
  • 画图找交点时坐标轴范围没设好,导致图上根本看不到交点在哪里

Sources

Blog / Website:

  1. Quadratic Equation
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