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在苏科版《数学》九年级上册第1章第3节有一个选学内容——一元二次方程的根与系数的关系,如果能掌握这个知识点,对于我们的解题将非常有帮助.
一、 根与系数关系的推导
对于一元二次方程ax2 bx c=0(a≠0)来说,如果b2-4ac≥0,那么它的两个根分别为
x1=,x2=.
∴x1 x2= =-,
x1·x2=·==.
我们把x1 x2=-,x1·x2=这两个简洁的关系称为根与系数关系.
而在实际解题过程中,一元二次方程的二次项系数通常为1,那么这一关系可简化为:
如果x2 px q=0的两根分别是x1和x2,则x1 x2=-p,x1x2=q.
二、 根与系数关系——解题利器
根与系数关系是由求根公式推导得到的,是求根公式应用的“升华”,它使用起来就应该更便捷.下面我们通过几道题目来谈谈根与系数关系在解题中的应用.
应用1 一元二次方程两根的检验
例1 已知一元二次方程x2 2x-7=0,则这个方程的两个根是( ).
A. -1 2,-1-2
B. -1 ,-1-
C. -2,-7
D. 1 2,1-2
【分析】如果求解一元二次方程x2 2x-7=0,需要用公式法,比较麻烦,但如果用根与系数关系来判断可以迅速找到正确的选项,x1 x2=-2,x1x2=-7.
答案:A.
【方法点拨】由于这是一道选择题,因此只需找到正确的答案即可,如果解一元二次方程比较繁琐,可以采取其它一些“投机取巧”的方法来求解,如本题应用根与系数关系来判断.
应用2 已知方程一根,可求另一根
例2 已知方程5x2 kx-6=0的一个根为2,求它的另一个根及k的值.
【分析】方程5x2 kx-6=0已知二次项系数和常数项,所以x1x2的值已知,可根据两根之积先求出方程另一个根,然后根据两根之和求出k的值.
解:设方程的另一个根是x1,那么2x1=-.
∴x1=-,
又x1 2=-,∴- 2=-,∴k=-7.
【方法点拨】当一元二次方程已知二次项系数和常数项时,相当于已知方程两根之积;当已知二次项系数和一次项系数时,相当于已知方程两根之和.当已知方程一根的时候,就很容易根据根与系数关系得到方程另一根.
应用3 已知系数,求对称代数式的值
例3 若x1、x2是一元二次方程x2-7x 5=0的两根,则 的值是( ).
A. B. - C. D. -
【分析】∵x2-7x 5=0,∴x1 x2=7,x1x2=5,
∴ ==.
答案:A.
【方法点拨】 可化成,因此要求出 的值,可先利用一元二次方程根与系数的关系求出x1 x2和x1x2.
应用4 逆用根与系数关系构造方程解决问题
例4 已知两个数的和等于8,积等于7,求这两个数.
【分析】可以将这两个数看作是一个一元二次方程的两根,那么x1 x2=8,x1x2=7,代入x2-(x1 x2)x x1x2=0中,即可构造出两根分别为x1和x2的一元二次方程.
解:根据根与系数的关系可知,这两个数是方程x2-8x 7=0的两个根,
解这个方程,得x1=1,x2=7.
因此,这两个数是1,7.
【方法点拨】由于方程(x-x1)(x-x2)=0可化为x2-(x1 x2)x x1x2=0,如果已知两根之和和两根之积,可根据这一性质构造出一个符合要求的一元二次方程.
例5 已知x1,x2是方程x2 3x-5=0的两根,求以(x1 1)和(x2 1)为根的一元二次方程.
【分析】逆用一元二次方程根与系数的关系,但要注意新方程的两个实数根是(x1 1)和(x2 1),而不是x1,x2.
解:∵x1,x2是方程x2 3x-5=0的两根,
∴x1 x2=-3,x1·x2=-5,
∴(x1 1) (x2 1)=x1 x2 2=-3 2=-1,
(x1 1)(x2 1)=x1x2 (x1 x2) 1=-5-3 1=-7,
∴以(x1 1)和(x2 1)为根的一元二次方程为:y2 y-7=0.
【方法点拨】已知一个一元二次方程,求新的一元二次方程,使它的根与原方程的根符合某种关系,这类题目的解题步骤是:①设出已知方程的两根,并依据所知关系写出所求方程的两根;②由根与系数的关系写出所设两根的和与积;③求新方程两根的和与积;④写出新方程.
应用5 应用根与系数关系讨论方程根的情况
例6 已知方程x2-4x-2m 8=0的两个根中一个大于1,另一个小于1,求m的取值范围.
【分析】由于这两个根一个大于1,另一个小于1,当这两根同时减去1,得到的两数必然一正一负,它们的乘积是负数,可根据这一条件列出关于m的取值范围.
解:方程有两个根,所以Δ>0,
即42-4(-2m 8)>0,
解得m>2,同时根据根与系数关系可知:x1 x2=4,x1x2=-2m 8,由于两个根中一个大于1,另一个小于1,∴(x1-1)(x2-1)<0,
∴x1x2-x1-x2 1<0,∴-2m 8-4 1<0,∴m>.
【方法点拨】本题已知的是两根之间的关系,要求的还是系数的取值范围,解决此类问题最终还是转化为一元二次方程根与系数的关系.
三、 注意公式应用条件
一元二次方程根与系数关系的应用必须满足两个前提条件,首先这个方程必须是一元二次方程,一般表现为二次项系数不能等于0,其次这个一元二次方程要有两根,即保证根的判别式的值为非负数.
例7 关于x的一元二次方程x2-3x k 1=0的两根的平方和小于5,求k的取值范围.
[x1 x2=3] [x1·x2=k 1][【分析】x2 1 x2 2=(x1 x2)2-2x1x2<5.]
解:设方程两根分别为x1,x2,
x1 x2=3,x1·x2=k 1,
∵x2 1 x2 2=(x1 x2)2-2x1x2=32-2(k 1)<5,
∴k>1,①
又∵Δ=(-3)2-4(k 1)≥0,
∴k≤,②
由①②得:1 【方法点拨】已知方程两根关系,探求字母系数的取值范围,可先将两根关系转化为两根之和和两根之积的形式,构造方程或不等式,确定字母的取值范围,务必要注意Δ≥0这个隐含条件.
(作者单位:江苏省海安县仇湖初中)
一、 根与系数关系的推导
对于一元二次方程ax2 bx c=0(a≠0)来说,如果b2-4ac≥0,那么它的两个根分别为
x1=,x2=.
∴x1 x2= =-,
x1·x2=·==.
我们把x1 x2=-,x1·x2=这两个简洁的关系称为根与系数关系.
而在实际解题过程中,一元二次方程的二次项系数通常为1,那么这一关系可简化为:
如果x2 px q=0的两根分别是x1和x2,则x1 x2=-p,x1x2=q.
二、 根与系数关系——解题利器
根与系数关系是由求根公式推导得到的,是求根公式应用的“升华”,它使用起来就应该更便捷.下面我们通过几道题目来谈谈根与系数关系在解题中的应用.
应用1 一元二次方程两根的检验
例1 已知一元二次方程x2 2x-7=0,则这个方程的两个根是( ).
A. -1 2,-1-2
B. -1 ,-1-
C. -2,-7
D. 1 2,1-2
【分析】如果求解一元二次方程x2 2x-7=0,需要用公式法,比较麻烦,但如果用根与系数关系来判断可以迅速找到正确的选项,x1 x2=-2,x1x2=-7.
答案:A.
【方法点拨】由于这是一道选择题,因此只需找到正确的答案即可,如果解一元二次方程比较繁琐,可以采取其它一些“投机取巧”的方法来求解,如本题应用根与系数关系来判断.
应用2 已知方程一根,可求另一根
例2 已知方程5x2 kx-6=0的一个根为2,求它的另一个根及k的值.
【分析】方程5x2 kx-6=0已知二次项系数和常数项,所以x1x2的值已知,可根据两根之积先求出方程另一个根,然后根据两根之和求出k的值.
解:设方程的另一个根是x1,那么2x1=-.
∴x1=-,
又x1 2=-,∴- 2=-,∴k=-7.
【方法点拨】当一元二次方程已知二次项系数和常数项时,相当于已知方程两根之积;当已知二次项系数和一次项系数时,相当于已知方程两根之和.当已知方程一根的时候,就很容易根据根与系数关系得到方程另一根.
应用3 已知系数,求对称代数式的值
例3 若x1、x2是一元二次方程x2-7x 5=0的两根,则 的值是( ).
A. B. - C. D. -
【分析】∵x2-7x 5=0,∴x1 x2=7,x1x2=5,
∴ ==.
答案:A.
【方法点拨】 可化成,因此要求出 的值,可先利用一元二次方程根与系数的关系求出x1 x2和x1x2.
应用4 逆用根与系数关系构造方程解决问题
例4 已知两个数的和等于8,积等于7,求这两个数.
【分析】可以将这两个数看作是一个一元二次方程的两根,那么x1 x2=8,x1x2=7,代入x2-(x1 x2)x x1x2=0中,即可构造出两根分别为x1和x2的一元二次方程.
解:根据根与系数的关系可知,这两个数是方程x2-8x 7=0的两个根,
解这个方程,得x1=1,x2=7.
因此,这两个数是1,7.
【方法点拨】由于方程(x-x1)(x-x2)=0可化为x2-(x1 x2)x x1x2=0,如果已知两根之和和两根之积,可根据这一性质构造出一个符合要求的一元二次方程.
例5 已知x1,x2是方程x2 3x-5=0的两根,求以(x1 1)和(x2 1)为根的一元二次方程.
【分析】逆用一元二次方程根与系数的关系,但要注意新方程的两个实数根是(x1 1)和(x2 1),而不是x1,x2.
解:∵x1,x2是方程x2 3x-5=0的两根,
∴x1 x2=-3,x1·x2=-5,
∴(x1 1) (x2 1)=x1 x2 2=-3 2=-1,
(x1 1)(x2 1)=x1x2 (x1 x2) 1=-5-3 1=-7,
∴以(x1 1)和(x2 1)为根的一元二次方程为:y2 y-7=0.
【方法点拨】已知一个一元二次方程,求新的一元二次方程,使它的根与原方程的根符合某种关系,这类题目的解题步骤是:①设出已知方程的两根,并依据所知关系写出所求方程的两根;②由根与系数的关系写出所设两根的和与积;③求新方程两根的和与积;④写出新方程.
应用5 应用根与系数关系讨论方程根的情况
例6 已知方程x2-4x-2m 8=0的两个根中一个大于1,另一个小于1,求m的取值范围.
【分析】由于这两个根一个大于1,另一个小于1,当这两根同时减去1,得到的两数必然一正一负,它们的乘积是负数,可根据这一条件列出关于m的取值范围.
解:方程有两个根,所以Δ>0,
即42-4(-2m 8)>0,
解得m>2,同时根据根与系数关系可知:x1 x2=4,x1x2=-2m 8,由于两个根中一个大于1,另一个小于1,∴(x1-1)(x2-1)<0,
∴x1x2-x1-x2 1<0,∴-2m 8-4 1<0,∴m>.
【方法点拨】本题已知的是两根之间的关系,要求的还是系数的取值范围,解决此类问题最终还是转化为一元二次方程根与系数的关系.
三、 注意公式应用条件
一元二次方程根与系数关系的应用必须满足两个前提条件,首先这个方程必须是一元二次方程,一般表现为二次项系数不能等于0,其次这个一元二次方程要有两根,即保证根的判别式的值为非负数.
例7 关于x的一元二次方程x2-3x k 1=0的两根的平方和小于5,求k的取值范围.
[x1 x2=3] [x1·x2=k 1][【分析】x2 1 x2 2=(x1 x2)2-2x1x2<5.]
解:设方程两根分别为x1,x2,
x1 x2=3,x1·x2=k 1,
∵x2 1 x2 2=(x1 x2)2-2x1x2=32-2(k 1)<5,
∴k>1,①
又∵Δ=(-3)2-4(k 1)≥0,
∴k≤,②
由①②得:1
(作者单位:江苏省海安县仇湖初中)