内容正文:
第二十五章 一元二次方程
人教版九年级(初中)数学上册
授课老师:XXX
25.2 降次------解一元二次方程
25.2.4 一元二次方程的根与系数的关系
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学习目标
1. 通过计算具体一元二次方程的根与系数的和、积,归纳猜想根与系数的关系,再通过代数推导验证猜想,理解韦达定理的推导过程与成立条件,发展数学抽象和逻辑推理能力.
2. 掌握韦达定理并运用解决“已知一根求另一根及参数”“已知根的和与积构造方程”等问题,提升方程应用能力和数学建模意识.
3. 通过探究根与系数的关系,体验“观察—猜想—验证—应用”的数学研究方法,养成严谨的思维习惯和主动探究的学习态度.
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课程导入
1. 一元二次方程的一般形式?
2. 一元二次方程的求根公式是什么?
ax²+bx+c = 0(a≠0)
x = (b2 -4ac≥0)
3. 如何利用判别式 b2 -4ac 来判断一元二次方程根的情况?
对一元二次方程ax²+bx+c = 0(a≠0):
b2 -4ac >0时,方程有两个不相等的实数根.
b2 -4ac = 0时,方程有两个相等的实数根.
b2 -4ac <0时,方程无实数根.
方程的两根x1和x2与系数a,b,c还有其他关系吗?
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课程导入
同学们,韦达在几百年前就发现了一个关于一元二次方程的“秘密” .你们是否好奇,一个方程的 “根” ,和构成方程的那些“系数”之间,藏着怎样的联系呢?
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新知探究
思考
整体上看,两个根分别是“m+n”和“m-n”的形式,而且式子“n”中含有根号.
这种形式的式子相加可以消去“n”,相乘可以去掉“n”中的根号,从而使形式简洁.
观察求根公式 x = ,它有什么特点?由此考虑一元二次方程的两个根与系数的关系,你能获得什么启发?
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新知探究
x1 = , x2 =
因为
所以
x1+ x2 = + = = - .
x1x2 = · = = = .
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新知探究
一元二次方程ax²+bx+c=0 (a≠0)的两个根x1和x2与其系数a,b,c有如下关系:
x1+ x2 = - ,x1x2 = .
【注意】能用根与系数的关系的前提条件为b2 -4ac ≥ 0.
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新知探究
上述关系还可以用如下方法得出.
我们知道,如果一元二次方程ax2+bx+c=0的左边可以分解因式为
a(x-x1)(x-x2),那么方程ax2+bx+c=0的两个根为x1和x2.
反过来,如果一元二次方程ax2+bx+c=0的两个根为x1和x2 ,
那么 ax2+bx+c= a(x-x1)(x -x2),
即 ax2+bx+c =ax2 - a(x1+x2)x+ax1x2.
由此可得 -a(x1+x2)=b, ax1x2 =c.
因此 x1+x2= -, x1x2= .
这个关系通常被称为韦达定理.
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新知探究
法国著名数学家,被后人誉为近代代数之父.
在韦达之前,代数仅靠文字表述,没有统一符号.韦达首次系统使用字母符号代表数字,开创符号代数,推动数学发展迈入全新阶段.
他潜心研究方程理论,发现一元 n 次方程根与系数之间普遍存在内在联系. 初中我们学习的一元二次方程根与系数的关系,就是其中特例,后世将这一规律称为韦达定理.
弗朗索瓦・韦达
1540—1603
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新知探究
例5 根据一元二次方程的根与系数的关系,求下列方程两个根x1,x2的和与积:
(1) x2-6x-15=0; (2) 3x2+7x-9=0; (3) 5x-1=4x2.
解:(1) x1 + x2 = -(-6)=6, x1x2 = -15.
(2) x1 + x2 = -, x1x2 = =-3.
(3)方程化为4x2 -5x+1=0,所以x1 + x2 = - = , x1x2 = .
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新知探究
常见的求值:
(1) (x1+1)(x2+1) = x1x2+x1+x2+1
(2) + =
(3) x1 2+ x2 2 = (x1+x2)2 - 2 x1x2
(4) + = =
(5) (x1 - x2)2= (x1+x2)2 - 4 x1x2
(6) | x1 - x2 |= =
步骤:
1.根据方程的系数求出两根之和与两根之积;
2.把代数式化成只含两根之和与两根之积的形式;
3.代入数值进行计算.
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新知探究
例 设x1、x2为方程x2 - 4x+1=0的两个根,则:
(1) x1+x2 = .
(2) x1 · x2 = .
(3) x12 + x22 = .
(4) (x1 +1)(x2 +1) = .
求与方程的根有关的代数式的值时,一般先将所求的代数式化成含两根之和,两根之积的形式,再整体代入.
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随堂演练
1.已知a、b满足a2 - 6a+2=0,b2 - 6b+2=0,则 + = ( )
A. -6 B. 2 C. 16 D. 16或2
2.若α , β是方程x2+2x - 2005=0的两个实数根,则α2+3α +β的
值为( )
A.2005 B.2003 C. -2005 D.4010
D
B
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随堂演练
3.如果-1是方程2x2-x+m=0的一个根,则另一个根是___,m =____.
4.已知一元二次方程x2+px+q=0的两根分别为-2 和 1 ,则:p = , q= .
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随堂演练
5. 不解方程,求下列方程两个根x1,x2的和与积:
(1) x2-3x=15; (2) 3x2 +2=1-4x;
(3) 5x2 - 1=4x2-x; (4) 2x2 - x+2=3x+1.
解:(1)方程变形为 x2-3x - 15 =0,
根据根与系数的关系,得x1+x2= -(-3)=3, x1 · x2 =-15.
(2)方程变形为3x2 + 4x + 1 =0,
根据根与系数的关系,得x1+x2= -, x1 · x2 = .
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随堂演练
5. 不解方程,求下列方程两个根x1,x2的和与积:
(1) x2-3x=15; (2) 3x2 +2=1-4x;
(3) 5x2 - 1=4x2-x; (4) 2x2 - x+2=3x+1.
解:(3)方程变形为x2 +x - 1=0,
根据根与系数的关系,得x1+x2= -1, x1 · x2 =-1.
(4)方程变形为2x2 - 4x+1=0,
根据根与系数的关系,得x1+x2= - = 2, x1 · x2 = .
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随堂演练
6.已知x1,x2是方程 x2 -2(k - 1)x + k2 =0 的两个实数根,且x12 +x22 =4,求k的值.
解:由方程有两个实数根,得Δ= 4(k - 1)2 - 4k2 ≥ 0 即 -8k + 4 ≥ 0.
由根与系数的关系得 x1 + x2 = 2(k -1) , x1 x2 =k 2.
∴ x12 + x22 = (x1 + x2)2 - 2x1x2 = 4(k -1)2 -2k2 = 2k2 -8k + 4.
由 x12 + x22 = 4,得 2k2 - 8k + 4 = 4,
解得 k1= 0 , k2 = 4 .
经检验, k2 = 4 不合题意,舍去.
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随堂演练
7.已知关于x的一元二次方程x2-x-1=0的两根分别为x1,x2,试求下列代数式的值:(1) + ; (2) x12+x22 .
解:在方程x2-x-1=0中,a =1,b =-1,c =-1,
∴ x1+x2 = - =1, x1x2 = = -1,
(1) + = = = -1.
(2) x12+x22 =(x1+x2 )2 -2 x1x2 =12-2×(-1)=1+2=3.
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随堂演练
8. 已知关于 x 的一元二次方程 x2+5x-p2=0 的两个实数根为 x1,x2,当 x1+x2=x1x2 时,求 p 的值.
解:在方程x2+5x-p2=0中,a=1,b=5,c=-p2.
∴ x1+x2 =- =-5, x1x2 = = -p2 ,
∵ x1+x2=x1x2
∴ -5= - p2
解得p= ± .
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课程小结
根与系数的关系
(韦达定理)
内 容
应 用
如果一元二次方程ax2+bx+c=0的两个根为
x1和x2 ,那么 x1+x2= -, x1x2= .
(1) (x1+1)(x2+1) = x1x2+x1+x2+1
(2) + =
(3) x1 2+ x2 2 = (x1+x2)2 - 2 x1x2
(4) + = =
(5) (x1 - x2)2= (x1+x2)2 - 4 x1x2
(6) | x1 - x2 |= =
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第二十五章 一元二次方程
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25.2.4 一元二次方程的根与系数的关系
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