内容正文:
九年级数学
(上册)北师版
第二章 一元二次方程
专题5 根的判别式和根与系数的关系的应用
C
C
k≤-1
A
10
1
3
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利用根的判别式判断含字母系数的方程的根的情况
常数a,b,c在数轴上的位置如图所示,则关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0根的情况是( )
A.有两个相等的实数根
B.无实数根
C.有两个不相等的实数根
D.无法确定
1题图
已知关于x的一元二次方程x2-mx+2m-4=0.
(1)判断方程的根的情况;
(2)若方程有一个实数根为负数,求正整数m的值.
解:(1)因为Δ=(-m)2-4×(2m-4)=m2-8m+16=(m-4)2.
因为(m-4)2≥0,所以方程总有两个实数根.
(2)方程x2-mx+2m-4=0可变形为
(x-2)(x-m+2)=0,解得x1=2,x2=m-2.
若方程有一个根为负数,则m-2<0,
所以m<2.
又因为m为正整数,所以m=1.
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利用根的判别式求字母的值或取值范围
(德阳中考)若关于x的一元二次方程-2x2+4x+k=0有两个相等的实数根,则k的值是( )
A.2 B.0 C.-2
D.-4
(东营中考)若关于x的方程(k2-1)x2+(k+1)x+ eq \f(1,4)=0无实根,则k的取值范围是_________.
已知a,b,c是△ABC的三边长,且关于a的方程x2+2(a-b)x-(a2+b2-c2)2=0有两个相等的实数根,判断△ABC的形状.
解:根据题意,得Δ=4(a-b)2+4(a2+b2-c2)2=0,
∴(a-b)2+(a2+b2-c2)2=0,
∴a-b=0且a2+b2-c2=0,
即a=b且a2+b2=c2,
∴△ABC为等腰直角三角形.
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利用根与系数的关系求字母的值
已知关于x的方程x2-(2m-1)x+m2=0的两实数根为x1,x2,若(x1+1)(x2+1)=3,则m的值为( )
A.-3
B.-1
C.-3或1
D.-1或3
已知关于x的一元二次方程x2-(m-1)x-2(m+3)=0.
(1)求证:无论m取任何实数,方程都有两个不相等的实数根;
(2)设x1,x2为方程的两个实数根,且x eq \o\al(2,1)+x eq \o\al(2,2)=16,求m的值.
(1)证明:∵a=1,b=-(m-1),c=-2(m+3),
∴Δ=b2-4ac=[-(m-1)]2-4×1×[-2(m+3)]=m2+6m+25=(m+3)2+16.
∵(m+3)2≥0,∴(m+3)2+16>0,即Δ>0,
∴无论m取任何实数,方程都有两个不相等的实数根.
(2)解:∵x1,x2为方程x2-(m-1)x-2(m+3)=0的两个实数根,
∴x1+x2=m-1,x1x2=-2(m+3),
∴x eq \o\al(2,1)+x eq \o\al(2,2)=(x1+x2)2-2x1x2=(m-1)2-2[-2(m+3)]=16,
∴m2+2m-3=0,解得m1=-3,m2=1,
∴m的值为-3或1.
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利用根与系数的关系求代数式的值
(泸州中考)若一元二次方程2x2-6x-1=0的两根为α,β,则2α2-3α+3β的值为____.
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利用根与系数的关系解决新定义问题
若关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)有两个实数根,且其中一个根为另一个根的2倍,则称这样的方程为“倍根方程”.例如:一元二次方程x2-9x+18=0的两个根是3和6,则方程x2-9x+18=0就是“倍根方程”.
(1)若关于x的一元二次方程x2-6x+k=0是“倍根方程”,求k的值;
(2)若关于x的一元二次方程nx2-(3n+3m)x+8m=0(n≠0)是“倍根方程”,求该方程的根.
解:(1)设这个方程的两个根分别为α和2α,
则α+2α=- eq \f(-6,1)=6,解得α=2,
即这个方程的一个根为2.
将x=2代入方程x2-6x+k=0,得4-12+k=0,
解得k=8.
(2)设这个方程的两个根分别为β和2β,
由题意,得 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(β+2β=\f(3n+3m,n),①,β·2β=\f(8m,n),②))
整理,得(m-n)2=0,∴m=n.
将m=n代入①,得β+2β= eq \f(3n+3n,n)=6,解得β=2,
∴2β=2×2=4,∴该方程的根为x1=2,x2=4.
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利用根与系数的关系解决几何问题
已知关于x的一元二次方程kx2-(4k+1)x+3k+3=0,其中k是整数.
(1)求证:方程有两个不相等的实数根;
(2)若方程的两个实数根分别为x1,x2,若x1,x2是斜边长为 eq \f(3\r(5),2)的直角三角形的两直角边长,求k的值.
(1)证明:∵kx2-(4k+1)x+3k+3=0,
∴Δ=[-(4k+1)]2-4×k(3k+3)=16k2+8k+1-12k2-12k=4k2-4k+1=(2k-1)2.
∵k是整数,∴2k-1≠0,∴(2k-1)2>0,
∴方程有两个不相等的实数根.
(2)解:关于x的一元二次方程kx2-(4k+1)x+3k+3=0的两个实数根分别为x1,x2,k≠0,
∴x1+x2= eq \f(4k+1,k),x1x2= eq \f(3k+3,k).
∵x1,x2是斜边长为 eq \f(3\r(5),2)的直角三角形的两直角边长,
∴x eq \o\al(2,1)+x eq \o\al(2,2)= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3\r(5),2)))
eq \s\up12(2),∴(x1+x2)2-2x1x2= eq \f(45,4),
∴ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4k+1,k)))
eq \s\up12(2)-2 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3k+3,k)))= eq \f(45,4),
整理,得5k2-8k-4=0,解得k1=- eq \f(2,5),k2=2.
∵k是整数,∴k的值为2.
如图,四边形ABCD是边长为4的菱形,对角线AC,BD的长分别是一元二次方程x2-(m+1)x+2m=0的两个实数根,DH是AB边上的高,求DH的值.
11题图
解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=4,AC⊥BD,AC=2AO,BD=2BO,∴∠AOB=90°,
∴AO2+BO2=AB2=42=16.
∵对角线AC,BD的长分别是一元二次方程x2-(m+1)x+2m=0的两个实数根,
∴AC+BD=m+1,AC·BD=2m,
即2AO+2BO=m+1,2AO·2BO=2m,
∴AO+BO= eq \f(1,2)(m+1),AO·BO= eq \f(1,2)m,
∴AO2+BO2=(AO+BO)2-2AO·BO= eq \f(1,4)(m+1)2-m=16,解得m1=9,m2=-7.
当m=-7时,AO·BO=-3.5<0,不合题意,舍去,
∴m=9,∴AC·BD=2m=18.
∵DH是AB边上的高,∴S菱形ABCD=AB·DH= eq \f(1,2)AC·BD,
∴4DH= eq \f(1,2)×18,解得DH= eq \f(9,4).
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利用根与系数的关系解决论证与猜想问题
若x1,x2是一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0,a,b,c为常数)的两个根,则x1+x2=- eq \f(b,a),x1x2= eq \f(c,a).这个定理叫作韦达定理.
如:x1,x2是方程x2+2x-1=0的两个根,则x1+x2=-2,x1x2=-1.
已知M,N是方程x2-x-1=0的两根,记S1=M+N;S2=M2+N2;…;Sn=Mn+Nn.
(1)S1=__,S2=__;
(2)当n≥3且为整数时,猜想Sn,Sn-1,Sn-2之间有何关系?并证明.
解:(1)[解析]由题意,得M+N=1,MN=-1,
∴S1=M+N=1,S2=M2+N2=(M+N)2-2MN=12-2×(-1)=3.
(2)Sn=Sn-1+Sn-2.证明如下:
∵M,N是方程x2-x-1=0的两根,
∴M2=M+1,N2=N+1,
∴Sn-1+Sn-2=Mn-1+Nn-1+Mn-2+Nn-2= eq \f(Mn,M)+ eq \f(Nn,N)+ eq \f(Mn,M2)+ eq \f(Nn,N2)= eq \f(Mn(1+M),M2)+ eq \f(Nn(1+N),N2)= eq \f(MnM2,M2)+ eq \f(NnN2,N2)=Mn+Nn=Sn.
$