内容正文:
25.2降次----解一元二次方程
25.2.4 一元二次方程根与系数的关系
第二十五章
一 元 二 次 方 程
人教版(新教材)·九年级上册
学 习 目 标
1
2
3
理解一元二次方程根与系数关系的推导过程,熟记韦达定理公式;掌握定理成立的前提条件();能不解方程,利用根系关系求两根和、两根积、含两根的代数式的值,能简单检验方程根的正确性、求解简单参数问题.
经历“计算观察—猜想归纳—严谨证明—应用拓展”的探究过程,提升从特殊到一般的归纳推理能力、代数逻辑证明能力,体会数形结合、整体代入的数学思想.
在自主探究与合作交流中感受数学规律的简洁性与统一性,培养严谨的数学思维习惯;通过定理的推导与应用,增强学习代数知识的兴趣,提升自主探究、合作解题的自信心.
知识回顾
01. 一元二次方程的一般形式是什么?
答:一般形式为(其中 a ≠ 0,a、b、c 为常数)。
02. 我们学过哪些解一元二次方程的方法?
答:常用的解法有直接开平方法、配方法、公式法以及因式分解法,每种方法都有其适用的场景。
03. 一元二次方程的求根公式是什么?
答:求根公式为,是解一元二次方程最通用的方法。
知识回顾
问题:如何判断一元二次方程根的情况?
我们可以利用一元二次方程根的判别式来判断,
即 Δ = b² - 4ac
Δ > 0
方程有两个不相等的实数根,抛物线与x轴有两个交点。
Δ = 0
方程有两个相等的实数根,抛物线与x轴有一个交点。
Δ < 0
方程没有实数根,抛物线与x轴没有交点。
新知导入
任务挑战:请同学们快速解下列方程,求出两根 x₁, x₂,并计算两根之和 x₁+x₂ 与两根之积 x₁·x₂ 的值,看看能发现什么有趣的规律?
方程 ①:x² - 5x + 6 = 0
解:因式分解得:
(x-2)(x-3)=0,
∴x₁=2,x₂=3
两根之和:
x₁+x₂ = 2 + 3 =5
两根之积:
x₁·x₂ = 2 × 3 =6
方程 ②:x² + 3x - 4 = 0
解:因式分解得
(x+4)(x-1)=0,
∴x₁=-4,x₂=1
两根之和:
x₁+x₂ = -4 + 1 =-3
两根之积:
x₁·x₂ = (-4) × 1 =-4
方程 ③:2x² - 3x - 2 = 0
解:因式分解得 :
(2x+1)(x-2)=0,
故x₁=2,x₂=
两根之和:
x₁+x₂ = 2 - =
两根之积:
x₁·x₂ = 2 × (-) = -1
方程 (ax²+bx+c=0) 两根 x₁, x₂ 两根和 x₁+x₂ 两根积 x₁·x₂
x² - 5x + 6 = 0 2, 3 5 6
x² + 3x - 4 = 0 -4, 1 -3 -4
2x² - 3x - 2 = 0 2, -1
思考:观察每个方程的系数与两根之和、之积,你能找到它们之间的对应关系吗?
新知导入
当二次项系数为1时,
两根和等于一次项系数的相反数,两根积等于常数项;
当二次项系数不为1时,
对比系数 b 与 a, c 与 a,两根和等于、两根积等于.
猜想
6
新知探究
探究点1
严谨推导,得出定理
活动
(1)猜想的规律是否适用于所有有实数根的一元二次方程?怎样进行推导.完成下列填空
对于一般形式一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0),当b2-4ac≥0时,
两根分别为:x1= ,x2= 。
两根之和:
x1+x2= = = = .
两根之积:
x1x2= = = = .
新知探究
探究点1
严谨推导,得出定理
归一归
一元二次方程根与系数的关系定理
核心前提:方程必须有实数根
即 根的判别式 Δ = b² - 4ac ≥ 0,
否则方程无实数根,定理不适用。
特殊形式 (当二次项系数 a=1 时)
方程简化为 x² + px + q = 0,
x₁ + x₂ = -p , x₁ · x₂ = q
一元二次方程 的两个根x1,x2和系数a,b,c有如下关系:
两根之和等于一次项系数与二次项系数的比的相反数,
两根之积等于常数项与二次项系数的比.
,
新知探究
探究点1
严谨推导,得出定理
归一归
一元二次方程根与系数的关系定理
弗朗索瓦·韦达 (François Viète)
法国杰出数学家,“代数学之父”。他第一个有意识地、系统地使用字母来表示已知数、未知数及其乘幂,推动了符号代数的发展。
一元二次方程根与系数的关系定理由发过数学家韦达发现的,这个定理又被成为韦达定理
新知探究
探究点2
理解定理,及时应用
练一练
1.判断下列说法是否正确.
(1)方程 x² + 2x + 3 = 0 的两根和为 -2,两根积为 3。
(2)方程 2x² - 4x - 1 = 0 的两根和为 2,两根积为 。
∵ Δ = 2² - 4×1×3 = -8 < 0,
∴方程没有实数根。
韦达定理描述的是实数根之间的关系,因此在此处不适用。
结论:错误 (×)
—— 无实根,定理不适用
∵Δ = (-4)² - 4×2×(-1) = 24 > 0,
方程有两个不相等的实数根。
代入韦达定理公式,
x₁+x₂ = = = 2,x₁·x₂ = = 。
结论:正确 (√)
—— 计算结果与定理一致
新知探究
探究点2
理解定理,及时应用
2.根据一元二次方程的根与系数的关系,求下列方程两个根的和与积:
一元二次方程 a b c x1+x2 x1x2
x2–6x–15=0 1 –6 –15 6 –15
3x2+7x–9=0 3 7 –9 –
4x2–5x+1=0 4 – 5 1
练一练
11
新知探究
探究点3
灵活运用 拓展提升
做一做
1.代数式变形求值
已知是方程的两根,不解方程,求下列代数式的值:(1) (2)
解:∵是方程的两根
∴由一元二次方程根与系数关系定理得:
,
∴(1) (x1+x2)2 – 2x1x2 =4-2×2=0
(2)=
新知探究
探究点3
灵活运用 拓展提升
议一议
与一元二次方程有关的代数式的常见变形:
x12 + x22
= (x1+x2)2 – 2x1x2
(x1 – x2)2
= (x1+x2)2 – 4x1x2
+
=
+
=
|x1–x2|
=
=
x1x22 + x12x2
= x1x2(x1+x2)
新知探究
探究点3
灵活运用 拓展提升
做一做
2.参数解决综合问题
已知方程的两根之和为1,求m的值及两根之积。
解:根据根系关系得:-(m-2)=1,解得m=1;
把 m=1代入原方程得:
=0
验证:∵,
∴方程有实数根;
∴x1x2= -2
典例分析
例1.已知关于x的方程有两实数根.
(1)求k的取值范围;
(2)设方程两实数根分别为:,,且,求实数k的值.
(1)解:∵关于x的方程有两实数根,
∴
解得:;
解得:,
(经检验都是原方程的解),
∵故.
(2)解:∵方程两实数根分别为:,,
∴,,
∵
∴
∴
典例分析
例2.若关于x的一元二次方程有一个根是,求b的值及方程的另一个根.
解:设方程的另一个根为,
根据题意,得,
解得,
∴,方程的另一个根为.
典例分析
例3.已知,是关于的一元二次方程的两个不相等的实数根,
(1)求的值 (2)求的值 (3)求的值
(1)解:
∵,是关于的一元二次方程
的两个不相等的实数根,
∴;
(2)解:
∵,是关于的一元二次方程
的两个不相等的实数根,
∴;
(3)解:
∵,
∴
.
新知巩固
教材第16页
(1)x2–3x=15;
(2)3x2+2=1–4x;
3.不解方程,求下列方程两个根 x1,x2 的和与积:
解:(1)方程化为 x2–3x–15=0,
∴ x1+x2 = – (–3) = 3,
x1x2 = – 15.
(2)方程化为 3x2+4x+1=0,
∴x1+x2 = – ,
x1x2 = .
(3)5x2–1=4x2–x;
(4)2x2–x+2=3x+1.
解:(3)方程化为 x2+x–1=0,
∴ x1+x2 = –1,
x1x2 = – 1.
(4)方程化为 2x2–4x+1=0,
∴ x1+x2 = – = 2,
x1x2 = .
拓展提升
1.已知关于的一元二次方程.
(1)若方程有实数根,求实数的取值范围;
(2)若方程两实数根分别为,,且满足,求实数的值.
(1)解:关于的一元二次方程有实数根,
,
解得:,
即的取值范围是;
拓展提升
1.已知关于的一元二次方程.
(1)若方程有实数根,求实数的取值范围;
(2)若方程两实数根分别为,,且满足,求实数的值.
(2),,
,
,
,即,
解得或.
;.故的值为2.
真题感知
1.(2025•湖北)一元二次方程x2﹣4x+3=0的两个实数根为x1,x2,下列结论正确的是( )
A.x1+x2=﹣4 B.x1+x2=3 C.x1x2=4 D.x1x2=3
D
解:根据一元二次方程根与系数的关系,x2﹣4x+3=0,
a=1,b=﹣4,c=3,
∴x1+x24,x1•x23,
真题感知
2.(2025•绥化)已知m,n是关于x的一元二次方程x2﹣2025x+1=0的两个根,则(m+1)(n+1)= .
解:∵m,n是关于x的一元二次方程x2﹣2025x+1=0的两个根,由根于系数关系定理得:
∴m+n=2025, mn=1,
∴(m+1)(n+1)
=mm+(m+n)+1
=1+2025+1
=2027,
2027
真题感知
3.(2025•眉山)已知方程x2﹣2x﹣5=0的两根分别为x1,x2,则(x1+1)(x2+1)的值为 .
解:由题意,∵方程x2﹣2x﹣5=0的两根分别为x1,x2,
∴x1+x2=2,x1x2=﹣5.
∴(x1+1)(x2+1)
=x1x2+(x1+x2)+1
=﹣5+2+1=﹣2.
﹣2
真题感知
4.(2025•广安)已知方程x2﹣5x﹣24=0的两根分别为a和b,则代数式a2﹣4a+b的值为 .
解:∵方程x2﹣5x﹣24=0中的两根分别为a、b,
∴a+b=5,a2﹣5a﹣24=0.
∴a2﹣5a=24,
∴a2﹣4a+b=a2﹣5a+a+b,
=24+5,
=29
29
真题感知
5.(2025•泸州)若一元二次方程2x2﹣6x﹣1=0的两根为α,β,则2α2﹣3α+3β的值为 .
解:将x=α代入原方程得:2α2﹣6α﹣1=0,
∴2α2﹣6α=1.
∵一元二次方程2x2﹣6x﹣1=0的两根为α,β,
∴α+β=3,
∴2α2﹣3α+3β=(2α2﹣6α)+3(α+β)=1+3×3=10.
10
真题感知
6.(2025•南充)设x1,x2是关于x的方程(x﹣1)(x﹣2)=m2的两根.
(1)当x1=﹣1时,求x2及m的值.
(2)求证:(x1﹣1)(x2﹣1)≤0.
(1)解:
把x1=﹣1代入方程(x﹣1)(x﹣2)=m2,
得 m2=6,
∴.
∴(x﹣1)(x﹣2)=6,
即x2﹣3x﹣4=0.
∴(x﹣4)(x+1)=0.
∴x1=﹣1,x2=4.
∴.
真题感知
6.(2025•南充)设x1,x2是关于x的方程(x﹣1)(x﹣2)=m2的两根.
(1)当x1=﹣1时,求x2及m的值.
(2)求证:(x1﹣1)(x2﹣1)≤0.
(2)方程(x﹣1)(x﹣2)=m2可化为x2﹣3x+2﹣m2=0.
∵Δ=9﹣4(2﹣m2)=4m2+1>0,
∴方程有两个不相等的实数根.
∵方程(x﹣1)(x﹣2)=m2即x2﹣3x+2﹣m2=0的两根为x1、x2,
∴x1+x2=3,x1•x2=2﹣m2.
∴(x1﹣1)(x2﹣1)
= x1•x2-( x1+x2 )+1
=2﹣m2﹣3+1
=﹣m2.
∵m2≥0,
∴﹣m2≤0,即(x1﹣1)(x2﹣1)≤0.
知识与技能
(1)核心定理:对于,
当 时,方程两个实数根为 ,
则 , ;
(2)特殊形式:方程 ,则两根和为-p,两根积为q;
(3)核心应用:不解方程求根系代数式的值、求方程参数、检验方程根的正确性.
课堂小结
思想方法
课堂小结
(1)特殊到一般:从具体方程猜想规律,再推导一般公式,是代数探究的核心方法;
(2)整体代入:将复杂代数式变形为两根和、两根积的整体形式代入计算,简化运算;
(3)转化思想:将陌生的代数式求值问题转化为熟悉的根系关系基础问题.
易 错 提 醒
课堂小结
(1)忽略前提条件:必须先判断 ,方程无实数根时,韦达定理不成立,严禁盲目套用公式;
(2)符号错误:两根和公式是 ,容易遗漏负号,需重点关注一次项系数符号;
(3)系数混淆:必须将方程化为一般形式后再找a、b、c,避免非一般形式下系数取值错误;
(4)变形失误:代数式变形(完全平方、通分)时容易漏项、符号出错,变形后需及时检查.
课后练习
习题 25.2
教材p17页
7.求下列方程两个根 x1,x2 的和与积:
(1)x2–3x+2=10;
(2)5x2+x–5=0;
解:(1)方程化为 x2–3x–8=0,
∴ x1+x2 = – (–3) = 3,
x1x2 = – 8.
(2)x1+x2 = – ,
x1x2 = –1.
(3)x2+x=5x+6;
(4)7x2–5=x+8.
(3)方程化为 x2–4x–6=0,
∴x1+x2 = – (–4) = 4,
x1x2 = – 6.
(4)方程化为 7x2–x–13=0,
∴x1+x2= ,x1x2 = – .
课后练习
习题 25.2
教材p18页
11.已知方程 2x2–6x+3=0 的两个根为 x1,x2,求下列式子的值:
(1) + ; (2)x12+x22.
解:依题意有:x1+x2=3, x1x2= .
(1) + = = 2 .
(2) x12+x22 = (x1+x2)2–2x1x2=32 –2× = 6.
课后练习
习题 25.2
教材p18页
12. (1)因为 x3–8x2+19x–12=(x–1)(x–3)(x–4),所以 1,3,4 是一元三次方程 x3–8x2+19x–12=0 的三个根,计算1+3+4,1×3+3×4+4×1,1×3×4 的值,它们与一元三次方程 x3–8x2+19x–12=0 的系数有什么关系?
解:1+3+4=8,是该方程中二次项系数的绝对值;
1×3+3×4+4×1=19,是该方程中一次项系数的值;
1×3×4=12,是该方程中常数项的绝对值.
(2)如果一元三次方程 ax3+bx2+cx+d=0 有三个实数根 x1,x2,x3,那么 ax3+bx2+cx+d 可以化为 a(x–x1)(x–x2)(x–x3).由此你能发现根 x1,x2,x3 与一元三次方程的系数之间的关系吗?
解:∵ a(x–x1)(x–x2)(x–x3)
=ax3–a(x1+x2+x3)x2+a(x1x2+x2x3+x1x3)x–ax1x2x3
=ax3+bx2+cx+d,
∴x1+x2+x3= – ,
x1x2+x2x3+x1x3= ,
x1x2x3= – .
课后练习
习题 25.2
教材p18页
谢谢聆听
$