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小专题(二) 一元二次方程根的判别式的应用
一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)是否有实数根,可由根的判别式Δ=b2-4ac的符号来判定,方法如下:①当Δ>0时,方程有两个不相等的实数根;②当Δ=0时,方程有两个相等的实数根;③当Δ<0时,方程没有实数根.这一结论反之也成立.一元二次方程根的判别式有着广泛的应用,使用一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)根的判别式解决问题的前提是这个方程是一元二次方程,即二次项的系数a≠0.
类型1 判断一元二次方程根的情况
1.不解方程,判断下列方程的根的情况.
(1)2x2+3x-4=0;
解:Δ=32-4×2×(-4)=41>0,
所以方程有两个不相等的实数根.
(2)3x2+2=2x;
解:方程化为一般式为3x2-2x+2=0,
Δ=(-2)2-4×3×2=0,
所以方程有两个相等的实数根.
(3)x2=x-1.
解:方程化为一般式为x+1=0,
Δ=<0,
所以方程无实数根.
2.[改编]已知关于x的一元二次方程mx2-(4m+2)x+3m+6=0.试讨论该方程的根的情况并说明理由.
解:Δ=[-(4m+2)]2-4m(3m+6)=4m2-8m+4=4(m-1)2≥0,∴关于x的一元二次方程mx2-(4m+2)x+3m+6=0有实数根.当m=1时,Δ=0,方程有两个相等的实数根;当m≠1时,Δ>0,方程有两个不相等的实数根.
3.小明同学发现了判断一类方程有无实数根的一种简易方法:
若一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的系数a,c异号(即两数为一正一负),那么这个方程一定有两个不相等的实数根.
他的发现正确吗?请你先举实例验证一下是否正确.若你认为他的发现是一般规律,请加以证明.
解:小明的发现正确.如x2+x-2=0,a=1,c=-2,解方程得x1=-2,x2=1.
理由:若a,c异号,则Δ=b2-4ac>0,故这个方程一定有两个不相等的实数根.
类型2 确定一元二次方程中字母系数的值或取值范围
4.已知关于x的一元二次方程(m-1)x2+(m-2)x-1=0(m为实数).
(1)若方程有两个不相等的实数根,求m的取值范围;
(2)若m是整数,且方程有两个不相等的整数根,求m的值.
解:(1)由题意得m-1≠0且Δ>0.
∵Δ=(m-2)2-4(m-1)×(-1)=m2,
∴m2>0,∴m≠0,
∴m的取值范围为m≠0且m≠1.
(2)(m-1)x2+(m-2)x-1=0,
解得x=,
∴x1=-1,x2=,
∵m≠0且m≠1,m为整数,且方程有两个不相等的整数根,
∴m=2.
5.已知关于x的方程x2-ax+1=0有两个相等的实数根,求代数式的值.
解:由已知条件可得a=2,
∴.
类型3 证明一元二次方程根的情况
6.[改编]已知关于x的一元二次方程x2-(2m-1)x-m-1=0.求证:不论m取任何实数,方程都有实数根.
证明:Δ=(2m-1)2-4(-m-1)=4m2+5.
∵m2≥0,∴Δ>0,∴不论m取任何实数,方程都有实数根.
7.已知关于x的一元二次方程mx2+(4m-2)x+4m-4=0(m为常数,且m≠0).
(1)求证:方程总有两个不相等的实数根;
(2)若m为整数,且方程的两个实数根都是整数,求m的值.
解:(1)∵Δ=(4m-2)2-4m(4m-4)=4>0,
∴方程总有两个不相等的实数根.
(2)x=,
即x1=-2+,x2=-2.
∵方程的两个实数根都是整数,
∴-2+为整数,∴整数m的值为±1,±2.
8.已知关于x的一元二次方程x2+(k-1)x-k2+k-2=0.
(1)求证:无论k取何值,方程总有两个实数根;
(2)若方程两个根均为负数,求实数k的取值范围.
解:(1)∵a=1,b=k-1,c=-k-2,
∴Δ=(k-1)2-4×1×=4k2-12k+9=(2k-3)2≥0,
∴不论k取何值,原方程总有两个实数根.
(2)由求根公式得x=,
∴x1=.
∵方程根均为负数,∴<k<2,
综上所述,实数k的取值范围是<k<2.
类型4 根的判别式和根与系数的关系相结合
9.已知关于x的一元二次方程x2-mx+m-3=0.
(1)求证:无论m取何值,该方程总有两个不相等的实数根;
(2)如果方程的两个实数根为x1,x2,且2x1x2+x1+x2=15,求m的值.
解:(1)Δ=m2-4(m-3)=m2-4m+12=(m-2)2+8.
∵(m-2)2+8>0,即Δ>0,
∴无论m取何值,该方程总有两个不相等的实数根.
(2)根据题意,得x1+x2=m,x1x2=m-3,
∴2x1x2+x1+x2=2(m-3)+m=15,解得m=7.
10.已知x1,x2是关于x的一元二次方程x2-2(m+1)x+m2+5=0的两个实数根.
(1)