内容正文:
2023-2024学年高一数学同步精品课堂(沪教版2020必修第二册)
第 9章 复数
9.3实系数一元二次方程
学习目标
1.理解判别式的作用,掌握复数范围内一元二次方程的解法.(重点)
2.掌握复数范围内一元二次方程根与系数的关系.(难点)
3.复数范围内二次三项式因式分解(难点)
在初中课程中已学过了实系数一元二次方程,它具有标准形式
我们已经知道可用判别式来判定这个方程实根的存在性.具体地说,在实数范围内考虑:
(1)当Δ>0时,该方程有两个不相等的实根
(2)当Δ=0时,该方程有两个相等的实根(二重根)
(3)当Δ<0时,该方程没有实根
问题导入
我们现在再来讨论实系数一元二次方程的求根问题,但将根的取值范围从实数拓广到复数.也就是说,我们不仅要讨论实根,还要讨论虚根.我们要解决的问题实际上有两个:
(A)当Δ≥0时,除了已经找到的实根外,方程在复数范围还有其他的根吗?
(B)当Δ<0时,方程在复数范围有根吗?怎样求出它的根?
回答这两个问题,关键是对Δ(它是一个实数)在复数范围的平方根问题有个准确的把握。
例1 在复数范围求25与-25的平方根.
解 因为25>0,它在复数范围的平方根与实数范围的平方根是一样的,都是±5;因为-25<0,它没有实平方根,而在复数范围其平方根是
1 实数的平方根
它们是两个共轭的纯虚数.
新知探究
课本例题
我们在复数范围内考虑当时, 实系数一元二次方程的解法:
即
由于,故有
所以实系数一元二次方程 在复数范围内的两个解为
显然, 这两个解是一对共轭复数.
方程可变形为
2 实系数一元二次方程
例2 在复数范围内解方程:
解 该方程的判别式Δ= -4×2×5=-24<0,
所以此方程有一对共轭虚根
练习 1 在复数范围内解方程
解 因为,所以
.
课本例题
巩固练习
根与系数的关系(韦达定理)
例3 如果p、q 都是实数,而关于x的方程有一个根,求p、q的值.
解 方程有一个虚根-2+3i,则它的另一个根必为其共轭复数-2-3i.由根与系数的关系,
有
从而
课本例题
练习 2 已知实系数一元二次方程 的一个解是, 求 的值
解
解得
巩固练习
概念形成
在复数范围内将实系数一元二次方程的解的情况列表讨论
实系数一元二次方程的解
有两个不等实数根
有两个相等等实数根
有两个共轭复数根
复数范围内二次三项式因式分解
因式分解步骤:
1.求解一元二次方程的两个根
2.可因式分解为
例4 在复数范围将 分解因式.
解 例2中已经求出方程的两个根
所以
课本例题
练习 3 在复数范围内分解因式
解 先求复数范围内实系数一元二次方程的两个根
.
因为,所以
巩固练习
1.已知k是一个实常数,而关于x的一元二次方程 有两个虚根.求k的取值范围.
2.在复数范围内解方程:
3.若 是方程的两个根,求的值.
课本练习
1.若 i是关于x的实系数方程x2+bx+c=0的一个复数根,则( ____ )
A.b=2,c=3 B.b=2,c=-1
C.b=-2,c=-1 D.b=-2,c=3
【解析】解:由题意1+ i是关于x的实系数方程x2+bx+c=0
∴1+2 i-2+b+ bi+c=0,即
D
∴ ,解得b=-2,c=3
故选:D.
随堂检测
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2.若1+ i是关于x的实系数方程x2+bx+c=0的一个复数根,则( ____ )
A.b=2,c=3
B.b=-2,c=3
C.b=-2,c=-1
D.b=2,c=-1
【解析】解:由题意1+ i是关于x的实系数方程x2+bx+c=0
∴1+2 i-2+b+ bi+c=0
∴ ,解得b=-2,c=3
故选:B.
B
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3.在复数范围内,方程x2-2x+2=0的两个根是 _____ .
【解析】解:根据题意,:Δ=(-2)2-4×1×2=-4
所以原方程的根为:x= =1±i (i是虚数单位)
整理,得x1=1+i,x2=1-i
故答案为:1±i
1±i
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4.若3+i是关于x的实系数方程x2+bx+c=0的一个复数根,则c= ____ .
【解析】解:3+i是关于x的实系数方程x2+bx+c=0的一个复数根,
则3-i是关于x的实系数方程x2+bx+c=0的另一个复数根,
故c=(3+i)(3-i)=10.
故答案为:10.
10
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5.若2i-3(i为虚数单位)是