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一元二次方程根的判别式Δ=b2-4ac的使用条件是在一元二次方程中,而非其他方程,因此,解题过程中要注意隐含条件a≠0. 就是说,使用根的判别式之前一定要先把方程变化为一般形式,以便正确找出a、b、c的值,进而利用根的判别式解决问题.下面就2014年中考“根的判别式”应用归类解密,供同学们复习时参考.
一、 不解一元二次方程,直接判断或证明根的情况
例1 (四川自贡卷)一元二次方程x2-4x 5=0的根的情况是( )
A.有两个不相等的实数根 B.有两个相等的实数根
C.只有一个实数根 D.没有实数根
分析 条件中给定的一元二次方程已知是一般形式,此时要判断根的情况,可直接计算出b2-4ac的值,进而利用根的判别式判断一元二次方程根的个数.
解 因为Δ=b2-4ac=(-4)2-4×1×5=-4<0,所以原方程没有实数根,故应选D.
说明 此类问题容易出错的地方有二:一是不化方程为一元二次方程的一般形式,错误地确定a、b、c的值;二是不知道一元二次方程的实数根的个数是由判别式b2-4ac的符号来决定的.
二、 根据方程根的情况,确定字母系数的值
例2 (江苏南通卷)若关于x的方程x2-6x m=0有两个相等的实数根,则实数m=___.
分析 由根的情况,利用判别式构造方程求解.
解 ∵关于x的方程x2-6x m=0有两个相等的实数根,∴ Δ=0,即(-6)2-4m=0,解得m=9.
说明 关于一元二次方程根的判别式的使用,要注意是有两个实数根,还是两个不相等的实数根;如果是有两个实数根,还要明确是有两个不相等的实数根,还是有两个相等的实数根,或是笼统地说有两个实数根.
三、 根据方程根的情况,确定字母系数的最值
例3 (江西抚州卷)关于x的一元二次方程x2-5x k=0有两个不相等的实数根,则k可能的最大整数为___.
分析 先根据关于x的一元二次方程x2-5x k=0有两个不相等的实数根,建立关于k的不等式并求解,再求这个不等式的特殊解.
解 ∵关于x的一元二次方程x2-5x k=0有两个不相等的实数根,∴ Δ=(-5)2-4k>0,∴ k<■,∴ k可能的最大整数为6.
说明 解答此类问题有固定的思维模式:先求出一元二次方程的根的判别式b2-4ac,再根据一元二次方程根的情况建立关于字母系数的不等式来求解.另外,在本题中,最后确定k可能的最大整数时,采用“去尾法”,注意由于要求的是最大整数,所以不可以“进一法”,否则就会导致错误.
四、 根据方程根的情况,确定字母系数的取值范围
例4 (四川内江卷)若关于x的一元二次方程(k-1)x2 2x-2=0有不相等的实数根,则k的取值范围是( )
A. k>■ B.k≥■ C.k>■且k≠1 D.k≥■且k≠1
分析 要求k的取值范围,可依据关于x的一元二次方程(k-1)x2 2x-2=0有不相等的实数根,得到一元二次方程根的判别式Δ>0,且k-1≠0,构造不等式求解.
解 依题意,得22-4(k-1)(-2)≥0,且k-1≠0,解得k≥■且k≠1,故应选D.
说明 利用一元二次方程根的判别式求解字母系数问题时,除了要能正确地列式运算外,还必须牢记二次项的系数不等于0.
五、 限制一元二次方程根与系数关系的应用
例5 (山东德州卷)方程x2 2kx k2-2k 1=0的两个实数根x1,x2满足x21 x22=4,则k的值为___.
分析 一方面,由配方或完全平方公式的变形可知x21 x22=(x1 x2)2-2x1x2,另一方面,由一元二次方程根与系数的关系可得到x1 x2=-2k,x1x2=k2-2k 1,从而可求出k的值,此时的k值必须满足Δ=b2-4ac≥0.
解 ∵ 方程x2 2kx k2-2k 1=0有两个实数根x1,x2,∴ x1 x2=-2k,x1x2=k2-2k 1,又∵ x21 x22=4,∴ x21 x22=(x1 x2)2-2x1x2=(-2k)2-2(k2-2k 1)=4,解得k1=-■,k2=1.∵ Δ≥0,∴ (-2k)2 -4(k2-2k 1)≥0,解得k≥■,∴ k1=-■舍去,∴ k的值为1.
说明 此类问题通常利用一元二次方程的根与系数的关系,结合完全平方公式,列出方程求解,最后的结果要注意检验.
六、 一元二次方程与二次函数的综合应用
例6 (黑龙江大庆卷)关于x的函数y=(m2-1)x2-(2m 2)x 2的图象与x轴只有一个交点,求m的值.
分析 依题意可分别对二次项、一次项系数为0、不为0进行讨论,并结合一元二次方程根的判别式求解.
解 当m2-1=0,-(2m 2)≠0时,即m=1时,该函数为一次函数y=-4x 2,与x轴恰有一个交点;当m2-1≠0,即m≠±1时,该函数为二次函数,由题意,得Δ=b2-4ac=(2m 2)2-4×2×(m2-1)=0,解得m1=-1(不合题意,舍去),m2=3.综合,得m的值为1或3.
说明 本题以函数图象与x轴交点为背景,考查一元二次方程根的判别式与二次函数,求解时要注意分类讨论思想方法的运用.
七、 一元二次方程与几何图形的综合运用
例7 (四川泸州卷)已知x1,x2是关于x的一元二次方程x2-2(m 1)x m2 5=0的两实数根.
(1)若(x1-1)(x2-1)=28,求m的值.
(2)已知等腰△ABC的一边长为7,若x1,x2恰好是△ABC另外两边的边长,求这个三角形的周长.
分析 (1)由于x1,x2是关于x的一元二次方程的两个实数根,则可利用一元二次方程的根与系数的关系列式并结合(x1-1)(x2-1)=28,求得m的值.(2)条件中并没有明确7是底还是腰,于是应分两种情形:7为底边或7为腰分类,结合(1)即可确定等腰三角形的周长.
解 (1) ∵ x1,x2是关于x的一元二次方程x2-2(m 1)x m2 5=0的两实数根,∴ x1 x2=2(m 1),x1x2=m2 5.
又∵(x1-1)(x2-1)=28,∴x1x2-(x1 x2)-27=0,∴m2 5-2(m 1)-27=0,即m2-2m-24=0,解得m1=6,m2=-4.
∵ Δ=[-2(m 1)]2-4(m2 5)≥0,解得m≥2,即当m2=-4时原一元二次方程无解,∴ m=6.
(2)若7为此等腰三角形的底边,那么x1=x2,此时,Δ=0,即m=2,则有x1 x2=2(m 1)=6<7,不能构造三角形.
若7为此等腰三角形的腰,设x1=7,代入方程,得49-14(m 1) m2 5=0,解得m=10或4.当m=10时方程变为x2-22x 105=0,解得x=7或15. ∵ 7 7<15,∴ 不能组成三角形.
当m=4时方程变为x2-10x 21=0,解得x=3或7,此时三角形的周长为7 7 3=17.
说明 本题既考查了一元二次方程根与系数的关系及其解法,又考查了三角形的三边关系,解题的关键是熟知两根之和及两根之积分别与系数的关系,要注意体会方程思想和分类思想的运用.
(编辑 孙世奇)
一、 不解一元二次方程,直接判断或证明根的情况
例1 (四川自贡卷)一元二次方程x2-4x 5=0的根的情况是( )
A.有两个不相等的实数根 B.有两个相等的实数根
C.只有一个实数根 D.没有实数根
分析 条件中给定的一元二次方程已知是一般形式,此时要判断根的情况,可直接计算出b2-4ac的值,进而利用根的判别式判断一元二次方程根的个数.
解 因为Δ=b2-4ac=(-4)2-4×1×5=-4<0,所以原方程没有实数根,故应选D.
说明 此类问题容易出错的地方有二:一是不化方程为一元二次方程的一般形式,错误地确定a、b、c的值;二是不知道一元二次方程的实数根的个数是由判别式b2-4ac的符号来决定的.
二、 根据方程根的情况,确定字母系数的值
例2 (江苏南通卷)若关于x的方程x2-6x m=0有两个相等的实数根,则实数m=___.
分析 由根的情况,利用判别式构造方程求解.
解 ∵关于x的方程x2-6x m=0有两个相等的实数根,∴ Δ=0,即(-6)2-4m=0,解得m=9.
说明 关于一元二次方程根的判别式的使用,要注意是有两个实数根,还是两个不相等的实数根;如果是有两个实数根,还要明确是有两个不相等的实数根,还是有两个相等的实数根,或是笼统地说有两个实数根.
三、 根据方程根的情况,确定字母系数的最值
例3 (江西抚州卷)关于x的一元二次方程x2-5x k=0有两个不相等的实数根,则k可能的最大整数为___.
分析 先根据关于x的一元二次方程x2-5x k=0有两个不相等的实数根,建立关于k的不等式并求解,再求这个不等式的特殊解.
解 ∵关于x的一元二次方程x2-5x k=0有两个不相等的实数根,∴ Δ=(-5)2-4k>0,∴ k<■,∴ k可能的最大整数为6.
说明 解答此类问题有固定的思维模式:先求出一元二次方程的根的判别式b2-4ac,再根据一元二次方程根的情况建立关于字母系数的不等式来求解.另外,在本题中,最后确定k可能的最大整数时,采用“去尾法”,注意由于要求的是最大整数,所以不可以“进一法”,否则就会导致错误.
四、 根据方程根的情况,确定字母系数的取值范围
例4 (四川内江卷)若关于x的一元二次方程(k-1)x2 2x-2=0有不相等的实数根,则k的取值范围是( )
A. k>■ B.k≥■ C.k>■且k≠1 D.k≥■且k≠1
分析 要求k的取值范围,可依据关于x的一元二次方程(k-1)x2 2x-2=0有不相等的实数根,得到一元二次方程根的判别式Δ>0,且k-1≠0,构造不等式求解.
解 依题意,得22-4(k-1)(-2)≥0,且k-1≠0,解得k≥■且k≠1,故应选D.
说明 利用一元二次方程根的判别式求解字母系数问题时,除了要能正确地列式运算外,还必须牢记二次项的系数不等于0.
五、 限制一元二次方程根与系数关系的应用
例5 (山东德州卷)方程x2 2kx k2-2k 1=0的两个实数根x1,x2满足x21 x22=4,则k的值为___.
分析 一方面,由配方或完全平方公式的变形可知x21 x22=(x1 x2)2-2x1x2,另一方面,由一元二次方程根与系数的关系可得到x1 x2=-2k,x1x2=k2-2k 1,从而可求出k的值,此时的k值必须满足Δ=b2-4ac≥0.
解 ∵ 方程x2 2kx k2-2k 1=0有两个实数根x1,x2,∴ x1 x2=-2k,x1x2=k2-2k 1,又∵ x21 x22=4,∴ x21 x22=(x1 x2)2-2x1x2=(-2k)2-2(k2-2k 1)=4,解得k1=-■,k2=1.∵ Δ≥0,∴ (-2k)2 -4(k2-2k 1)≥0,解得k≥■,∴ k1=-■舍去,∴ k的值为1.
说明 此类问题通常利用一元二次方程的根与系数的关系,结合完全平方公式,列出方程求解,最后的结果要注意检验.
六、 一元二次方程与二次函数的综合应用
例6 (黑龙江大庆卷)关于x的函数y=(m2-1)x2-(2m 2)x 2的图象与x轴只有一个交点,求m的值.
分析 依题意可分别对二次项、一次项系数为0、不为0进行讨论,并结合一元二次方程根的判别式求解.
解 当m2-1=0,-(2m 2)≠0时,即m=1时,该函数为一次函数y=-4x 2,与x轴恰有一个交点;当m2-1≠0,即m≠±1时,该函数为二次函数,由题意,得Δ=b2-4ac=(2m 2)2-4×2×(m2-1)=0,解得m1=-1(不合题意,舍去),m2=3.综合,得m的值为1或3.
说明 本题以函数图象与x轴交点为背景,考查一元二次方程根的判别式与二次函数,求解时要注意分类讨论思想方法的运用.
七、 一元二次方程与几何图形的综合运用
例7 (四川泸州卷)已知x1,x2是关于x的一元二次方程x2-2(m 1)x m2 5=0的两实数根.
(1)若(x1-1)(x2-1)=28,求m的值.
(2)已知等腰△ABC的一边长为7,若x1,x2恰好是△ABC另外两边的边长,求这个三角形的周长.
分析 (1)由于x1,x2是关于x的一元二次方程的两个实数根,则可利用一元二次方程的根与系数的关系列式并结合(x1-1)(x2-1)=28,求得m的值.(2)条件中并没有明确7是底还是腰,于是应分两种情形:7为底边或7为腰分类,结合(1)即可确定等腰三角形的周长.
解 (1) ∵ x1,x2是关于x的一元二次方程x2-2(m 1)x m2 5=0的两实数根,∴ x1 x2=2(m 1),x1x2=m2 5.
又∵(x1-1)(x2-1)=28,∴x1x2-(x1 x2)-27=0,∴m2 5-2(m 1)-27=0,即m2-2m-24=0,解得m1=6,m2=-4.
∵ Δ=[-2(m 1)]2-4(m2 5)≥0,解得m≥2,即当m2=-4时原一元二次方程无解,∴ m=6.
(2)若7为此等腰三角形的底边,那么x1=x2,此时,Δ=0,即m=2,则有x1 x2=2(m 1)=6<7,不能构造三角形.
若7为此等腰三角形的腰,设x1=7,代入方程,得49-14(m 1) m2 5=0,解得m=10或4.当m=10时方程变为x2-22x 105=0,解得x=7或15. ∵ 7 7<15,∴ 不能组成三角形.
当m=4时方程变为x2-10x 21=0,解得x=3或7,此时三角形的周长为7 7 3=17.
说明 本题既考查了一元二次方程根与系数的关系及其解法,又考查了三角形的三边关系,解题的关键是熟知两根之和及两根之积分别与系数的关系,要注意体会方程思想和分类思想的运用.
(编辑 孙世奇)