内容正文:
17.4一元二次方程的根与系数的关系(韦达定理)
知识点详解
一、根与系数的关系(韦达定理)
1.定理内容
如果一元二次方程ax+bx+c=0(a≠0)的两个根为x1、x2,那么:
a米x=C
a
·语言描述:一元二次方程的两根之和等于一次项系数除以二次项系数的相反数:两根之积
等于常数项除以二次项系数。
2.定理的推导
2a,=-b-
从求根公式出发:X,=b+☑】
2a
1(其中△=b2-4ac)。
,两根之和:X+X,=b+☑+一b-西=二2b三-b
2a
2a
2a a
,两根之积:X,X,=-b+☑.-b酒-记
2a
2a
3.特别地
一一二次项系数为1的情况
当二次项系数a=1时,方程化为x2+px+q=0的形式,此时根与系数的关系更为简洁:
X1+X2=-p,X1‘X2=q
其中p是一次项系数,q是常数项。
二、应用前提条件
使用韦达定理时,必须注意以下两个前提:
1.方程必须是一元二次方程:即二次项系数a≠0。
2.方程必须有实数根:即根的判别式△=b2-4ac≥0。因为如果方程无实数根,讨论根与
系数的关系就失去了意义。
在解题时,若题目涉及字母系数且未明确说明根的情况,应优先考虑判别式的限制。
三、常见应用题型
1.已知一根,求另一根及参数值
这是最直接的应用。设已知一根为X,另一根为x:利用xx=。可求出
C
X,再利用X+X,=-b可求出参数。
a
2.求与两根有关的代数式的值
常见的对称式(即交换x1和X2后值不变的式子)都可以用x1+x2和x1X2表示:
常见代数式用x1+X2和x1X2表示
x+x=G
1+1=x+x2
X1 X2 X1X2
1+1=id
Xi X2
x+x=乙
X2+XI-il
X1 X2
(x1+1)(x2+1)=x1x2+(x1+x2)+1
3.己知两根的关系,求参数的值
给出两根之间的某种关系(如x1=2x2,x+x2=5等),结合韦达定理和判别式,可以列
出方程组求出参数。
4.构造新的一元二次方程
已知两个数Q、B,以它们为根的一元二次方程(二次项系数为1)为
x2-(a+B)x+c3=0
如果二次项系数不为1,可乘以适当的常数。
四、典型例题精析
例1:已知一根求另一根及参数
己知方程2X+x-6=0的一个根是2,求它的另一个根及k的值。
解:
设另一个根为X2。根据根与系数关系:
2%=23x=月
2
2*%=冬-2-3分资-k=-1
所以另一个根为多k=-1。
例2:求代数式的值
设x1、X2是方程2x2-4x-1=0的两个根,求下列各式的值:
(1)+(2)x+(3)8
X1 X2
解:
首先由韦达定理得X+%=-=2,名=号-号
1+1=X+X=2=-4
(1)x2x1x2-1
2
(2)x1+x=(
(3)
例3:已知两根关系求参数
己知关于×的方程x2-(k+1)x+k2+1=0的两个实数根的平方和为5,求k的值。
解:
1.设两根为X1、X2,则:
X1+X2=k+1,X1X2=k2+1
2.由题意:x+x=5
i
代入得:
k2+2k+1-2k2-2=5
-k2+2k-1=5
-k2+2k-6=0
k2-2k+6=0
3.解此方程:△=d,无实数解。
4.检验原方程有实数根的条件:
原方程判别式△=
需要△≥0,即-3k2+2k-3≥0,此不等式无实数解(开口向下,判别式小于0)。
5.综上所述,不存在满足条件的k。
例4:构造新方程
求作一个一元二次方程,使它的两根分别是2+3和2-3。
解:设所求方程为x^2+px+q=0。
x1+x2=(2+3)+(2-3)=4-p=-4
x1x2=(2+3)(2-3)=4-3=1→g=1
所以所求方程为x^2-4x+1=0。
五、易错点警示
1.忽略使用前提:
·忘记△≥0的检验:在求参数范围时,求出参数后必须验证判别式是否非负,否则可能
产生增解。
·忽略a≠0:含参数方程若未明确是一元二次方程,需考虑=0的情况。
2.符号错误:
·两根和公式X+X=一
b
,容易忘记负号。
·代入系数时,b、c的符号要带进计算。
3.公式变形错误:
·如x+x=d,常误写成就
·,常漏掉系数4。
4.构造方程时符号混乱:
·以Q、β为根的方程为x2-(a+B)x+cB=0,注意和是减号,积是加号。
一、单选题
1,1
1.设×,是方程x2-2x-1=0的两个实数根,则xx2的值为()
A.2
B.1
C.-1
D.-2
2.设,b发
2+x-2025=0
是方程
的两个实数根,则口+2a+b
的值为()
A.2025
B.2026
C.2023
D.2024
3.已知m,n是方程r-x-2=0
2024-m2+3m+2n
的两个根,则
的值为()
A.2022
B.2023
C.2024
D.2025
4。若关于x的一元二次方程-mr-n=0的两个实数根都是正数,则点m,
在平面直角
坐标系中位于()
A.第一象限
B.第二象限
C.第三象限
D.第四象限
5已知-元二次方程+2+c=0的两很分数是=-。怎=3
,,则一元二次方程
2x2-cx+2b=0
的根为()
1
A.2-2
82
C.
。合2
6.已知一元二次方程-3x-5=0的两根为,,则+6-5的值为()
A.2
B.-2
C.8
D.-8
7、若关于的一元二次方程的两个根为=26=3,
则这个方程是()
A.
x2+5x+6=0
8.
x2+5x-6=0
c.r-5x+6=0
D.-5x-6=0
a
8.已知一元二次方程ax2+bx+c=0,当b=0时方程的两根分别是2nH和n-4,则Vc
的值为()
1
A.3
B.3
C.3
9.已知=引是关于”的一元二次方程
2+2x+a=0
的一个实数根,则方程的另一个根是
()
A.-3
B.-2
C.1
D.2
二、填空题
10.若长方形的长和宽分别是方程-5x+6=0。
的两根,则长方形的周长是,面积
是一
+1
11.已知m+3m-5=0'㎡+3n-5=0:且m≠n则
n m
12.设×,力是方程2-3x-3=0的两个实数根,则无+5的值为
a,b
13.已知是方程
x2-3x-8=0
的两个实数根,则代数式a-4ab+b
的值为一
14.设a,B是方程r-2025x-3=0的两个根,则a-2025a-川B-2025B+2=
三、解答题
15.已知关于x的一元二次方程mr+2(m+1x+m-1=0有两个不相等的实数根。
(1)求m的取值范围;
2若该方程的两个实数根分别为×、七,且+=-1,求m的值。
16.已知关于的一元二次方程-4r+c+3=0
两个不相等的实数根.
(1)若该方程的一个实数根为-1,求另一个实数根m及C的值.
1,1
=C
(2)若该方程的两个不相等的实数根为a和B,且aB,求c的值.
17.设,是一元二次方程2r-3x+1=0的两个根,利用根与系数的关系,求下列各式
的值:
+写
2)-x2
18.已知关于x的一元二次方程-(2k+x+2+k=0
(1)求证:该一元二次方程总有两个不相等的实数根:
2)若该方程的两个根,是一个矩形的两边长,矩形对角线长为5,试求k的值。
19.已知关于的一元二次方程-2x-3m=0
若此方程的根为X与,当m=l时,求++的值:
(2)求证:对于任意实数m,方程总有两个不相等的实数根:
20.如果关于'的方程-2m+1y+m=2
的两根之和与两根之积互为相反数.求”的
值.
21,已知关于”-元二次方程-2x+k+1=0有两个不相等的实数根。
(1)求k的取值范围:
2若,西是原方程的两个根,且2+=(°,求k的值。
17.4 一元二次方程的根与系数的关系(韦达定理)
知识点详解
一、 根与系数的关系(韦达定理)
1. 定理内容
如果一元二次方程那么:
· 语言描述:一元二次方程的两根之和等于一次项系数除以二次项系数的相反数;两根之积等于常数项除以二次项系数。
2. 定理的推导
从求根公式出发:。
· 两根之和:
· 两根之积:
3. 特别地——二次项系数为1的情况
当二次项系数 a = 1 时,方程化为 的形式,此时根与系数的关系更为简洁:
其中 p 是一次项系数,q 是常数项。
二、 应用前提条件
使用韦达定理时,必须注意以下两个前提:
1. 方程必须是一元二次方程:即二次项系数。
2. 方程必须有实数根:即根的判别式。因为如果方程无实数根,讨论根与系数的关系就失去了意义。
在解题时,若题目涉及字母系数且未明确说明根的情况,应优先考虑判别式的限制。
三、 常见应用题型
1. 已知一根,求另一根及参数值
这是最直接的应用。设已知一根为可求出 可求出参数。
2. 求与两根有关的代数式的值
常见的对称式(即交换后值不变的式子)都可以用表示:
常见代数式 用表示
3. 已知两根的关系,求参数的值
给出两根之间的某种关系(如等),结合韦达定理和判别式,可以列出方程组求出参数。
4. 构造新的一元二次方程
已知两个数,以它们为根的一元二次方程(二次项系数为1)为
如果二次项系数不为1,可乘以适当的常数。
四、 典型例题精析
例1:已知一根求另一根及参数
已知方程的一个根是 2,求它的另一个根及 k 的值。
解:
设另一个根为 。根据根与系数关系:
所以另一个根为。
例2:求代数式的值
设的两个根,求下列各式的值:
(1)(2) (3)
解:
首先由韦达定理得
(1)
(2)
(3)
例3:已知两根关系求参数
已知关于 x 的方程的两个实数根的平方和为 5,求 k 的值。
解:
1. 设两根为 ,则:
2. 由题意:
代入得:
3. 解此方程:,无实数解。
4. 检验原方程有实数根的条件:
原方程判别式
需要 ,此不等式无实数解(开口向下,判别式小于0)。
5. 综上所述,不存在满足条件的 k。
例4:构造新方程
求作一个一元二次方程,使它的两根分别是。
解:设所求方程为 x^2 + px + q = 0。
所以所求方程为 x^2 - 4x + 1 = 0。
五、 易错点警示
1. 忽略使用前提:
· 忘记 的检验:在求参数范围时,求出参数后必须验证判别式是否非负,否则可能产生增解。
· 忽略:含参数方程若未明确是一元二次方程,需考虑 a=0 的情况。
2. 符号错误:
· 两根和公式,容易忘记负号。
· 代入系数时,b、c 的符号要带进计算。
3. 公式变形错误:
· 如 ,常误写成
· ,常漏掉系数4。
4. 构造方程时符号混乱:
· 以为根的方程为,注意和是减号,积是加号。
一、单选题
1.设,是方程的两个实数根,则的值为( )
A.2 B.1 C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了一元二次方程根与系数的关系,以及分式的化简求值.
利用一元二次方程根与系数的关系,先求出两根之和与两根之积,再把分式进行通分化简,最后代入求值即可.
【详解】,是方程的两个实数根,
,,
.
故选D.
2.设,是方程的两个实数根,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了一元二次方程的根与系数的关系,利用一元二次方程根的定义和根与系数的关系,将表达式变形后整体代入求值.
【详解】是方程的实数根,
,即,
又,是方程的两个实数根,
由根与系数关系得:,
,
故选.
3.已知m,n是方程的两个根,则的值为( )
A.2022 B.2023 C.2024 D.2025
【答案】C
【分析】本题主要考查了一元二次方程的根,已知式子的值求代数式的值,由m是方程的根,可得,代入原式化简为,再根据方程根与系数的关系,即可求值.
【详解】解:∵m是方程的一个根,
∴,
即,
∴
又∵ m, n是方程的两个根,
∴,
∴ 原式,
故选C.
4.若关于的一元二次方程的两个实数根都是正数,则点在平面直角坐标系中位于( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
【答案】D
【分析】本题考查了一元二次方程的根与系数的关系,判断点所在的象限,根据一元二次方程根的情况求参数等知识点,解题关键是掌握上述知识点并能熟练运用求解.
先利用一元二次方程根与系数的关系判断出m和n的符号,从而确定点所在象限.
【详解】解:设方程的两个实数根为,,且,,
则,,,
所以,,
所以的横坐标为正,纵坐标为负,该点位于第四象限,
故选:D.
5.已知一元二次方程的两根分别是,,则一元二次方程的根为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】此题考查了一元二次方程根与系数的关系,解一元二次方程,解题的关键是掌握以上知识点.
首先根据根与系数的关系得到,,求出,,然后代入利用因式分解法求解即可.
【详解】解:∵一元二次方程的两根分别是,,
∴,
∴,
∴一元二次方程为,
∴
解得,.
故选:D.
6.已知一元二次方程的两根为,则的值为( )
A.2 B. C.8 D.
【答案】C
【分析】该题考查了一元二次方程根与系数的关系,先求出,再代入计算即可.
【详解】解:∵一元二次方程的两根为,
,
,
故选:C.
7.若关于的一元二次方程的两个根为,则这个方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题考查一元二次方程的根与系数的关系,掌握相关知识是解决问题的关键.根据一元二次方程的根与系数的关系判断即可.
【详解】解:关于的一元二次方程的两个根为,
则对于一元二次方程,
,
即,
∴关于的一元二次方程为.
故选:C.
8.已知一元二次方程,当时方程的两根分别是和,则的值为( )
A.3 B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查一元二次方程根与系数的关系,算术平方根,熟记关于x的一元二次方程的两根分别为、,则,是解决问题的关键.当时方程的两根分别是和,可得,求出的值,再求的值,即可求解.
【详解】解:∵当时方程的两根分别是和,
∴,
解得:,
∴,,
∴,
∴.
故选:B.
9.已知是关于的一元二次方程的一个实数根,则方程的另一个根是( )
A. B. C.1 D.2
【答案】A
【分析】本题考查了根与系数的关系:若是一元二次方程的两根,则.设该方程的另一个根为,则根据根与系数的关系得,然后解一次方程即可.
【详解】解:设该方程的另一个根为,
根据根与系数的关系,得,
解得.
故选:.
二、填空题
10.若长方形的长和宽分别是方程的两根,则长方形的周长是______,面积是______.
【答案】 10 6
【分析】本题考查一元二次方程根与系数的关系和长方形的性质,解题的关键是掌握一元二次方程根与系数的关系.
设长方形的长和宽分别为方程的两根,根据根与系数的关系,求出两根之和与两根之积,即可得到周长和面积.
【详解】解:设长方形的长为p,宽为q,则p和q是方程的两个根.
由根与系数的关系,得,.
故周长为,面积为.
故答案为:10,6.
11.已知,,且,则______.
【答案】
【分析】本题考查根与系数的关系,由题意可知,m 和 n 是方程的两个根,根据根与系数的关系求出和的值,再代入所求表达式计算即可.
【详解】解:∵,,且,
∴ m 和 n是方程的两个根.
∴,.
∴ .
故答案为:.
12.设,是方程的两个实数根,则的值为________.
【答案】
【分析】本题考查了一元二次方程根与系数的关系,因式分解,掌握先对代数式因式分解,再利用韦达定理代入计算是解题的关键.
利用根与系数的关系求出两根之和与两根之积,再代入因式分解后的表达式计算.
【详解】解:∵ , 是方程 的两个实数根,
∴ ,,
∴ .
故答案为:.
13.已知是方程的两个实数根,则代数式的值为____.
【答案】
【分析】本题考查了一元二次方程根与系数的关系,完全平方公式变形求值.
根据根与系数的关系,得到,,然后将所求代数式变形为,进而计算即可.
【详解】解:∵是方程的两个实数根,
∴,,
∴
.
故答案为:.
14.设,是方程的两个根,则________.
【答案】10
【分析】利用方程根的定义,将根代入方程得到关于和的等式,再对所求代数式进行整体代换,最后结合韦达定理完成计算.
【详解】解:∵是方程的根,
∴,
因此.
同理,也是方程的根,
∴.
因此.
于是,.
故答案为:.
【点睛】本题考查了一元二次方程根的定义和整体代入思想,解题关键是利用根的定义对代数式进行降次与代换,避免直接求解方程根的复杂计算.
三、解答题
15.已知关于的一元二次方程有两个不相等的实数根.
(1)求的取值范围;
(2)若该方程的两个实数根分别为、,且,求的值.
【答案】(1)且
(2)
【分析】本题考查根与系数的关系及根的判别式,一元二次方程的根与有如下关系:当时,方程有两个不相等的实数根;当时,方程有两个相等的实数根;当时,方程无实数根.一元二次方程的两个根,,满足,.
(1)根据方程有两个根可得,再结合即可解决问题;
(2)利用根与系数的关系即可解决问题.
【详解】(1)解:∵关于的一元二次方程有两个不相等的实数根,
∴,
解得:.
又∵,
∴的取值范围是且.
(2)解:∵该方程有两个实数根分别为、,
∴,,
又∵,
∴,
∴,
解得:,
经检验是原方程的解,但,不符合题意舍去,
∴.
16.已知关于的一元二次方程有两个不相等的实数根.
(1)若该方程的一个实数根为,求另一个实数根及的值.
(2)若该方程的两个不相等的实数根为和,且,求的值.
【答案】(1),
(2)的值为
【分析】本题考查了一元二次方程根与系数的关系,判别式的应用,掌握韦达定理的内容,以及用判别式检验根的存在性是解题的关键.
(1)利用韦达定理,由两根之和求另一根,再由两根之积求的值.
(2)利用韦达定理表示两根和与积,代入的表达式,列方程求,再用判别式检验根的情况.
【详解】(1)解:根据题意,得,,
,.
当时,,符合题意.
(2)解:∵方程的两个不相等的实数根为和,
,,
,解得,.经检验,,都为原分式方程的根.
当时,;
当时,(不符合题意,舍去).
综上,的值为.
17.设,是一元二次方程的两个根,利用根与系数的关系,求下列各式的值:
(1).
(2).
【答案】(1)
(2)
【分析】本题主要考查了根与系数的关系,熟知一元二次方程根与系数的关系是解题的关键.
(1)利用根与系数的关系,可得出,,将其代入中,即可求出结论;
(2)利用根与系数的关系,可得出,,将其代入中,即可求出结论.
【详解】(1)解:由题意,得,.
原式
.
(2)解:由题意,得,.
原式
.
18.已知关于x的一元二次方程.
(1)求证:该一元二次方程总有两个不相等的实数根;
(2)若该方程的两个根,是一个矩形的两边长,矩形对角线长为5,试求k的值.
【答案】(1)见解析
(2)3
【分析】本题主要考查了一元二次方程根的判别式、根与系数的关系及矩形的性质,熟练掌握判别式的计算和根与系数的关系是解题的关键.
(1)先写出一元二次方程的系数,再计算判别式,判断其符号.
(2)先利用根与系数的关系得到和,再结合矩形对角线与边长的勾股定理关系,建立关于的方程,最后求解并检验.
【详解】(1)证明:∵方程为
∴,
,
,
∵,
∴该一元二次方程总有两个不相等的实数根;
(2)解:∵是方程的两个根,
∴,
∵矩形对角线长为,
∴,
∵,
∴,
解得或,
∵矩形边长为正数,即,
∴,,
∴,
∴.
19.已知关于的一元二次方程.
(1)若此方程的根为与,当时,求的值;
(2)求证:对于任意实数,方程总有两个不相等的实数根;
【答案】(1)
(2)
证明见解析
【分析】本题考查了方程的根与系数的关系,根的判别式,
(1)根据根与系数的关系求出与,然后代入求解即可;
(2)根据一元二次方程根的判别式进行计算,得出,即可得证.
【详解】(1)解:当时,原方程为,
∵此方程的根为与,
∴,,
∴.
(2)证明:方程 的判别式 ,
变形得:,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ 对于任意实数 ,方程总有两个不相等的实数根.
20.如果关于的方程的两根之和与两根之积互为相反数.求的值.
【答案】
【分析】本题考查一元二次方程根与系数的关系及判别式的应用.先将方程化为标准形式,再根据两根之和与两根之积互为相反数列出方程求解,最后利用判别式检验,即可求解.
【详解】解:方程化为
设两根为,,则,
由题意,
∴
解得或
又判别式
∴
因此
21.已知关于一元二次方程有两个不相等的实数根.
(1)求的取值范围;
(2)若是原方程的两个根,且,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查一元二次方程根的判别式、根与系数的关系,熟练掌握根的判别式和根与系数的关系是解答的关键.
(1)根据一元二次方程根的判别式与根的关系:当时,方程有两个不相等的实数根,列不等式求解即可;
(2)根据根与系数的关系得到,,进而列方程求得k值,结合k的取值范围求解即可.
【详解】(1)解:;
.
,
方程有两个不相等的实数根
,
解得:;
(2)解:由根与系数的关系得:,
,
,即,
解得:,
的值为.
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