\begin{equation} f(x)= a_2x^2 + a_1x^1 + a_0 \end{equation} Bestimmung der Nullstellen des Polynoms: \begin{equation*} f(x)= a_2x^2 + a_1x^1 + a_0 =0. \end{equation*} Teilen der Gleichung durch $a_2$ liefert \begin{equation*} f(x)= x^2 + \underbrace{\frac{a_1}{a_2}}_p x^1 + \underbrace{\frac{a_0}{a_2}}_q =0\qquad (*) \end{equation*} Setzt man $p=\frac{a_1}{a_2}$ und $q=\frac{a_0}{a_2}$ so ergibt sich die quadratische Gleichung \begin{equation} \label{pqGleichung} x^2 + p\cdot x^1 = - q. \end{equation} Da die Unbekannte sowohl quadratisch als $x^2$ wie auch linear als px vorhanden ist, ist x nicht unmittelbar durch Wurzelziehen zu bestimmen. Darum addieren wir auf beiden Seiten die sogenannte quadratische Ergänzung $(p/2)^2$ und erhalten \begin{equation*} x^2 + p\cdot x^1 + \left(\frac{p}2{}\right)^2 = + \left(\frac{p}2{}\right)^2 - q. \end{equation*} Mit Hilfe der binomischen Formel kann die rechte Seite umgeformt werden zu: \begin{equation*} + \left(\frac{p}2{}\right)^2 - q = \left(x + \frac{p}2{}\right)^2 . \end{equation*} Jetzt kann die Wurzel gezogen werden und es ergibt sich \begin{equation*} \left(x + \frac{p}2{}\right) = \pm\sqrt{ \left(\frac{p}2{}\right)^2 - q }. \end{equation*} Somit erhalten wir den
Satz [p-q-Formel] Quadratische Gleichungen der Form \(x^2+px+q=0 \) können anhand folgender Formel gelöst werden: \begin{equation} x_{1,2}=-\frac{p}{2} \pm \sqrt{\left(\frac{p}{2}\right)^{2}-q}. \end{equation}

Beispiel

Gegeben sei die Funktion $ 3x^{2}+60x+57=0$. Nachdem die Gleichung durch 3 geteilt wird, bleibt: $x^{2}+20x+19=0$. Mit der p-q-Formel erhalten wir folgende Lösung: \begin{eqnarray*} x_{1,2}& = &-\frac{20}{2} \pm \sqrt{\left(\frac{20}{2}\right)^{2}-19}\\ x_{1,2}& = &-10 \pm \sqrt{100-19}\\ x_{1}& = &-10+ \sqrt{81}=-10+9=-1\\ x_{2}& = &-10-\sqrt{81}=-10-9=-19. \end{eqnarray*}