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1、
第三講 一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系
現(xiàn)行初中數(shù)學(xué)教材主要要求學(xué)生掌握一元二次方程的概念、解法及應(yīng)用,而一元二次方程的根的判斷式及根與系數(shù)的關(guān)系,在高中教材中的二次函數(shù)、不等式及解析幾何等章節(jié)有著許多應(yīng)用.本節(jié)將對(duì)一元二次方程根的判別式、根與系數(shù)的關(guān)系進(jìn)行闡述.
一、一元二次方程的根的判斷式
一元二次方程,用配方法將其變形為:
(1) 當(dāng)時(shí),右端是正數(shù).因此,方程有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根:
(2) 當(dāng)時(shí),右端是零.因此,方程有兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根:
(3) 當(dāng)時(shí),右端是負(fù)數(shù).因此,方程沒(méi)有實(shí)數(shù)根.
由于可以用的取值情況來(lái)判定一元二次方程的根的情況.因此,把叫做一元二次方程的
2、根的判別式,表示為:
【例1】不解方程,判斷下列方程的實(shí)數(shù)根的個(gè)數(shù):
(1) (2) (3)
解:(1) ,∴ 原方程有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根.
(2) 原方程可化為:
,∴ 原方程有兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根.
(3) 原方程可化為:
,∴ 原方程沒(méi)有實(shí)數(shù)根.
說(shuō)明:在求判斷式時(shí),務(wù)必先把方程變形為一元二次方程的一般形式.
【例2】已知關(guān)于的一元二次方程,根據(jù)下列條件,分別求出的范圍:
(1) 方程有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根; (2) 方程有兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根
(3)方程有實(shí)數(shù)根; (4) 方程無(wú)實(shí)數(shù)根.
解:
(1) ; (2) ;
3、
(3) ; (4) .
【例3】已知實(shí)數(shù)、滿足,試求、的值.
解:可以把所給方程看作為關(guān)于的方程,整理得:
由于是實(shí)數(shù),所以上述方程有實(shí)數(shù)根,因此:
,
代入原方程得:.
綜上知:
二、一元二次方程的根與系數(shù)的關(guān)系
一元二次方程的兩個(gè)根為:
所以:,
定理:如果一元二次方程的兩個(gè)根為,那么:
說(shuō)明:一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系由十六世紀(jì)的法國(guó)數(shù)學(xué)家韋達(dá)發(fā)現(xiàn),所以通常把此定理稱(chēng)為”韋達(dá)定理”.上述定理成立的前提是.
【例4】若是方程的兩個(gè)根,試求下列各式的值:
(1) ; (2) ; (3) ; (4) .
分析:本題若直接用求
4、根公式求出方程的兩根,再代入求值,將會(huì)出現(xiàn)復(fù)雜的計(jì)算.這里,可以利用韋達(dá)定理來(lái)解答.
解:由題意,根據(jù)根與系數(shù)的關(guān)系得:
(1)
(2)
(3)
(4)
說(shuō)明:利用根與系數(shù)的關(guān)系求值,要熟練掌握以下等式變形:
,,,
,,
等等.韋達(dá)定理體現(xiàn)了整體思想.
【例5】已知關(guān)于的方程,根據(jù)下列條件,分別求出的值.
(1) 方程兩實(shí)根的積為5; (2) 方程的兩實(shí)根滿足.
分析:(1) 由韋達(dá)定理即可求之;(2) 有兩種可能,一是,二是,所以要分類(lèi)討論.
解:(1) ∵方程兩實(shí)根的積為5
∴
所以,當(dāng)時(shí),方程兩實(shí)根的積為5.
(2) 由得知:
①當(dāng)
5、時(shí),,所以方程有兩相等實(shí)數(shù)根,故;
②當(dāng)時(shí),,由于
,故不合題意,舍去.
綜上可得,時(shí),方程的兩實(shí)根滿足.
說(shuō)明:根據(jù)一元二次方程兩實(shí)根滿足的條件,求待定字母的值,務(wù)必要注意方程有兩實(shí)根的條件,即所求的字母應(yīng)滿足.
【例6】已知是一元二次方程的兩個(gè)實(shí)數(shù)根.
(1) 是否存在實(shí)數(shù),使成立?若存在,求出的值;若不存在,請(qǐng)您說(shuō)明理由.
(2) 求使的值為整數(shù)的實(shí)數(shù)的整數(shù)值.
解:(1) 假設(shè)存在實(shí)數(shù),使成立.
∵ 一元二次方程的兩個(gè)實(shí)數(shù)根
∴ ,
又是一元二次方程的兩個(gè)實(shí)數(shù)根
∴
∴
,但.
6、 ∴不存在實(shí)數(shù),使成立.
(2) ∵
∴ 要使其值是整數(shù),只需能被4整除,故,注意到,
要使的值為整數(shù)的實(shí)數(shù)的整數(shù)值為.
說(shuō)明:(1) 存在性問(wèn)題的題型,通常是先假設(shè)存在,然后推導(dǎo)其值,若能求出,則說(shuō)明存在,否則即不存在.
(2) 本題綜合性較強(qiáng),要學(xué)會(huì)對(duì)為整數(shù)的分析方法.
練 習(xí)
A 組
1.一元二次方程有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,則的取值范圍是( )
A. B. C. D.
2.若是方程的兩個(gè)根,則的值為( )
A. B. C. D.
3.已知菱形ABCD的邊長(zhǎng)為5,兩條對(duì)角線交于O點(diǎn),且
7、OA、OB的長(zhǎng)分別是關(guān)于的方程的根,則等于( )
A. B. C. D.
4.若是一元二次方程的根,則判別式和完全平方式的關(guān)系是( )
A. B. C. D.大小關(guān)系不能確定
5.若實(shí)數(shù),且滿足,則代數(shù)式的值為( )
A. B. C. D.
6.如果方程的兩根相等,則之間的關(guān)系是 ______
7.已知一個(gè)直角三角形的兩條直角邊的長(zhǎng)恰是方程的兩個(gè)根,則這個(gè)直角三角形的斜邊長(zhǎng)是 _______ .
8.若方程的兩根之差為1,則的值是 _____ .
9.設(shè)是方程的兩實(shí)根,是關(guān)于的方程的兩實(shí)根,則= _____ ,= _____ .
8、
10.已知實(shí)數(shù)滿足,則= _____ ,= _____ ,= _____ .
11.對(duì)于二次三項(xiàng)式,小明得出如下結(jié)論:無(wú)論取什么實(shí)數(shù),其值都不可能等于10.您是否同意他的看法?請(qǐng)您說(shuō)明理由.
12.若,關(guān)于的方程有兩個(gè)相等的的正實(shí)數(shù)根,求的值.
13.已知關(guān)于的一元二次方程.
(1) 求證:不論為任何實(shí)數(shù),方程總有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根;
(2) 若方程的兩根為,且滿足,求的值.
14.已知關(guān)于的方程的兩根是一個(gè)矩形兩邊的長(zhǎng).
(1) 取何值時(shí),方程存在兩個(gè)正實(shí)數(shù)根?
(2) 當(dāng)矩形的對(duì)角線長(zhǎng)是時(shí),求的值.
B 組
1.已知關(guān)于的方程有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根.
9、
(1) 求的取值范圍;
(2) 是否存在實(shí)數(shù),使方程的兩實(shí)根互為相反數(shù)?如果存在,求出的值;如果不存在,請(qǐng)您說(shuō)明理由.
2.已知關(guān)于的方程的兩個(gè)實(shí)數(shù)根的平方和等于11.求證:關(guān)于的方程有實(shí)數(shù)根.
3.若是關(guān)于的方程的兩個(gè)實(shí)數(shù)根,且都大于1.
(1) 求實(shí)數(shù)的取值范圍;
(2) 若,求的值.
第三講 一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系習(xí)題答案
A組
1. B 2. A 3.A 4.A 5.A
6.
7. 3 8. 9或 9.
10. 11.正確 12.4
13.
14.
B組
1. (2) 不存在
2. (1)當(dāng)時(shí),方程為,有實(shí)根;(2) 當(dāng)時(shí),也有實(shí)根.
3.(1) ; (2) .