内容正文:
初中数学竞赛一元二次方程根的分布提优讲义
当一元二次方程有实数根时,两个根满足特定的条件,从方程对应的函数图像上可以通过系数满足相应的条件反映出来,或者是通过根与系数的关系,加以等价转化。
一、基本知识
一元二次方程对应的函数为
(1)
两根都小于0,需满足条件:。
(2)
两根都大于0,需满足条件:。
(3)
一根为正,另一根为负,需满足条件:。
(4)
两根都小于,需满足条件:。
(5)
两根都大于,需满足条件:。
(6)
一根大于,一根小于,需满足条件:。
二、基本结论
(1)
两根满足,需满足条件。
(2)
两根有且仅有一根满足,需满足的条件:。
(3)
一根满足,另一根满足,其中,需满足的条件:
(4)
两根,其中需满足的条件:
当时,
当时,
三、经典例题
例题1 已知二次方程有一正根和一负根,求实数的取值范围。
【解】 由二次方程有一正根和一负根,只需即,解得,所以实数的取值范围是。
例题2 已知方程有两个不等正实根,求实数的取值范围。
【解】 由
或或即为所求的范围。
例题3 已知二次函数与轴有两个交点,一个大于,一个小于,求实数的取值范围。
【解】 由即即为所求的范围。
例题4 已知二次方程只有一个正根且这个根小于,求实数的取值范围。
【解】 二次方程在区间上只有一个正根,则
所以实数的取值范围是。
四、专题训练
1、
设关于的方程有两个不相等的实数根,且,求实数的取值范围。
2、
设关于的方程有两个不相等的实数根,且,求实数的取值范围。
3、
设关于的方程的所有根都是比1小的正实数,求实数的取值范围。
4、
求函数的图像与轴交点的横坐标之和。
5、
方程的两根满足,求的值。
6、
若关于的二次方程至少有一个负根,求的取值范围。
7、
是否存在这样的实数,使得二次方程有两个实数根,且两根都在与之间?如果有,试确定的取值范围;如果没有,试说明理由。
8、
关于的方程有一根满足,另一根,求实数的取值范围。
9、
关于的方程有一根小于,一根大于,求实数的取值范围。
10、
方程有一根不大于,另一根不小于.
(1)求的取值范围; (2)求方程两根平方和的最大值与最小值。
11、证明:关于的方程的两根中,一个小于,另一个大于。
12、已知关于的方程的两个根均大于,求实数的取值范围。
13、已知方程有且只有一个根在区间内,求实数的取值范围。
五、参考答案
1、
解:由于,所以方程
设函数由于只需
即
实数的取值范围是
2、
解:方程有两个不相等的实数根,且
设函数则:
故实数R的取值范围是或
3、
解:
当,方程的根为,符合题意;
当,方程的根为,不符合题意;
时,,方程的判别式
又原方程的两根均大于且小于,只需
综上可知,实数m的取值范围或。
4、
解:设是方程的实根,则也是方程的实根。
即函数的图像与轴交点的横坐标之和为.
5、
解:设的两根为,则
得即
得 即
所以,则或,
把分别带入得
把分别带入得或
经检验不合题意,所以或
6、
解:方程的判别式,解得
即时,方程有实数根.
我们首先考虑其反面,即方程的两根均非负时,设函数,只需
可知时,方程的两根均非负。
所以,时,方程至少有一个负根。
7、
解若存在这样的实数k,使得二次方程有两个实数根,
且两根都在与之间,设则
此不等式组无解,故不存在这样的实数k.
8、解:设由题意可得:
所以当关于的方程
有一根满足,另一根
9、
解:设由题意可得解得
所以当时,关于的方程有一个根小于有一个根大于
10、
解:(1)方程的判别式
方程恒有两个不相等的实数根,设,则
(2)方程两根平方和
设由于m的取值范围是
知时,时,
故方程两根平方和的最大值为101,最小值为.
11、证明:方程变形为
设,则
因为方程的二次项系数为,常数项,所以方程的两根一个为正数,一个为负数。
所以方程的一个根小于,另一个根大于
12、 解:
化简得
即
所以当 时,方程的两根均大于。
13、解:①由即,解得;
② 由即得出或,
当时,根,即满足题意;
当时,根,故不满足题意。
综上分析,得出或
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