韦达定理的妙用

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  摘 要:韦达定理在初中教材中称为“一元二次方程的根与系数的关系”,在 求一元二次方程中参数的值或取值范围时,有着重要作用,同时也可反过来构造一元二次方程,将非一元二次方程问题转化为一元二次方程,另辟蹊径,化难为易。
  关键词:韦达定理;根的定义;判别式;构造方程
  一元二次方程的根与系数的关系,通常也称为韦达定理,这是因为该定理是由16世纪法国最杰出的数学家韦达发现的。
  韦达定理的内容是:若 x1、x2 是一元二次方程ax2+bx+c=0的两根,则x1+x2=-, x1x2=,其简单的形式包含了丰富的数学内容,应用广泛,妙趣横生,主要体现在以下几方面:
  1 运用韦达定理,求方程中参数的值或取值范围
  例:已知x1、 x2是方程2x2-2x+1-3m=0的两实根,且x1x2+2(x1+x2)>0,则m的取值范围为_____。
  解析:运用韦达定理,可轻易地建立关于m的不等式,但同时要注意“△≥0”这一隐含条件的限制。
  2 运用韦达定理,求代数式的值
  例:已知α、 β是方程x2-x-1=0的两根,求代数式α2+α(β2-2)的值。
  解析:利用根的定义,有α2-α-1=0 ,β2-β-1=0 ,得α2= α+1,β2=β+1 ,可达到降次的目的,则原式=α+1+α(β-1)=α+1+αβ-2= αβ+1,由韦达定理得,αβ=-1 ,故原式=0。
  3 运用韦达定理并结合根的判别式,讨论根的符号特征
  在一元二次方程ax2+bx+c=0中,若△≥0,则有:(1)若b=0,则 x1+x2==0,即两根异号;(2)若a=c,则 x1x2=1,即两根互为倒数;(3)若 ,则两根同为负;(4)若 则两根同为正;(5)若 x1x2=<0,则两根异号。
  例:已知关于x的方程x2-(m-2)x-=0的两根 x1、x2 满足x2=x1+2,求m的值及相应的x1、 x2 。
  解析:易证无论m取何值,方程总有两相异实根,由于 x1x2=-≤0,则 或 ,从而展开讨论,以达到去绝对值的目的,化难为易。
  四、 运用韦达定理,构造相应的一元二次方程,将问题转化为一元二次方程的相关问题,有时可以发挥“柳暗花明又一村”的效果。
  例:已知实数a 、 b满足a2+ab+b2=1,且ab-a2-b2=t,求t的取值范围。
  解析:两式相加可得ab=,进一步可求 a+b=±(t≥-3),则a 、 b为方程x2±x+=0的两根,由于△≥0,可得t≤-,即得-3 ≤t ≤- 。
  再来看一个经典的题目:
  如图:△ABC的面积为S, SEFG的顶点D、G分别在边AB、AC上,顶点E、F在边BC上,求证:S□DEFG ≤S 。
  证明:作AH⊥BC于H,交DG于I,记 S□DEFG =S1
  ∵DG∥BC,∴□ADG□□ABC
  ∴=1-即+=1
  ∵S1=DG·IH,S= BC·AH→BC·AH=2S
  ∴=即 ·=
  ∴ 、是关于x的方程x2-x+=0的两根
  ∴□=(-1)2-4×≥0得S1 ≤ S
  即S□DEFG≤ S
  韦达定理与代数、几何中许多知识可以有机结合,巧妙地转化和简化问题,这也需要一定的对称分析和构造模型的能力,我们只有经过不断的运用和尝试,才能敏锐地捕捉相关信息,在恰当的时候准确使用韦达定理,发挥出它的最大作用!
  参考文献
  1 薛金星.中学教材全解
  2 黄东坡.数学培优竞赛
  (责任编辑 张晓燕)
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