韋達(dá)定理,即一元二次方程中根與系數(shù)的關(guān)系,設(shè)x-px+q=0的兩個(gè)根為x、x,則x+x=p,x#8226;x=q,是初等代數(shù)中的重要內(nèi)容。在實(shí)施創(chuàng)新教育的教學(xué)中,教師有目的、有意識(shí)地運(yùn)用此知識(shí),不僅能簡(jiǎn)化、優(yōu)化解題過程,而且對(duì)拓寬學(xué)生的思路,發(fā)展學(xué)生的思維,提高學(xué)生的解題能力大有裨益。下面我列舉幾例說明其巧用:
1.巧求系數(shù)
例1:已知關(guān)于x的方程x+2(m-3)x+m+7=0有兩個(gè)實(shí)數(shù)根,且這兩個(gè)根的平方和比兩根積大40,求m的值。
分析:應(yīng)用韋達(dá)定理求一元二次方程中待定系數(shù)是一種常見的方法,但我們應(yīng)特別注意一元二次方程是否有根的檢驗(yàn),還應(yīng)注意二次項(xiàng)系數(shù)及本身隱含的取值范圍。
解:設(shè)x+2(m-3)x+m+7=0的兩根值為x,x,
則x+x=-2(m-3),xx=m+7,
又(x+x)=x+x+2xx,
∴x+x=(x+x)-2xx。
由題意得:x+x=xx+40,
∴[-2(m-3)]-2(m+7)=m+7+40
4(m-3)-3(m+7)-40=0,
∴m=25,m=-1。
把m=25代入原方程得x+44x+632=0,△<0,
∴方程無(wú)實(shí)數(shù)根,
∴m=25不合題意,舍去。
把m=-1代入原方程得x-8x+8=0,△>0,
∴m=-1。
2.巧解條件
例2:當(dāng)m為何值時(shí),方程x+(m+1)x+4m-6=0兩根的平方和最小。
分析:若用求根公式x=算出兩根顯然較為繁瑣,若設(shè)x,x為此方程二根,則由韋達(dá)定理和恒等式:x+x=(x+x)-2xx則能很快求出m的值。
解:設(shè)x,x為方程x+(m+1)x+4m-6=0的兩個(gè)根,
則x+x=-(m+1),xx=4m-6,
∴x+x=(x+x)-2xx
=[-(m+1)]-2(4m-6)
=(m+3)+4,
∴當(dāng)m=-3時(shí),此方程兩根的平方和最小,且最小值為4。
3.巧證等式
例3:若實(shí)數(shù)x、y、m滿足x=6-y,2m=xy-9,求證:x=y,并求m的值。
分析:由已知條件知:x+y=6,xy=2m+9可構(gòu)造出一個(gè)一元二次方程,進(jìn)而解題就可挖掘其潛在的內(nèi)涵。
證明:將已知二式變形為x+y=6,xy=2m+9。
由韋達(dá)定理設(shè)x、y是方程t-6t+(2m+9)=0的兩個(gè)根。
∵x、y是實(shí)數(shù),
∴△=36-8m-36≥0,
則-8m≥0。
又∵m為任何實(shí)數(shù),8m≤0,
∴m=0,即△=0,
∴方程t-6t+(2m+9)=0有等根,
∴當(dāng)m=0時(shí),該方程的兩個(gè)根x=y。
4.巧解無(wú)理方程
例4:解方程+=4。
分析:細(xì)心觀察此方程,將會(huì)發(fā)現(xiàn),若設(shè)=m,=n,則m+n=4,且m+n=10,于是由恒等式m+n=(m+n)-2mn,求出mn=3,再代入所設(shè)即可求出原方程的解。
解:設(shè)=m,=n,
則m+n=4,
又m+n=10,即(m+n)-2mn=10,
∴mn=3。
由韋達(dá)定理可設(shè)m,n為方程t-4t+3=0的兩個(gè)根,
解得:m=1,n=3或m=3,n=1,
代入所設(shè)可得:x=-2,x=6。
經(jīng)檢驗(yàn):x=-2,x=6均為原無(wú)理方程的根。
5.巧解集合與不等式
例5:已知關(guān)于x的不等式ax+bx+c<0的解集為{x|x<-2或x>1},則不等式ax-bx+c>0的解集為。
解:由題設(shè)條件知:-2與1是方程ax+bx+c=0的兩根,并且由不等式ax+bx+c<0的解在兩根之外,可知a<0。
∴由根與系數(shù)的關(guān)系知:-2+1=--2×1=,
∴1=-2=,
∴b=a,c=-2a。
∵不等式ax-bx+c>0,
∴ax-ax-2a>0,即a(x-x-2)>0。
又∵a<0,
∴x-x-2<0,
∴-1 故不等式ax-bx+c>0解集為{x|-1 例6:已知集合A={x|<0},B={x|x+px+q≤0},若A∪B=R,A∩B={x|1 解:∵A={x|<0}={x|x<-2或x>1}, 又∵A∪B=R,A∩B={x|1 如圖: ∴B={x|-2≤x≤4}。 由不等式與方程之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系知:x+px+q=0的兩根為x=-2,x=4, 由韋達(dá)定理知:x+x=-2+4=-px#8226;x=-2×4=q,解得:p=-2q=-8。 6.巧解解析幾何 分析:我們可以利用韋達(dá)定理根據(jù)條件建立恰當(dāng)?shù)姆匠袒虿坏仁絹?lái)確定參數(shù)的值或取值范圍,巧解圓錐曲線與直線相交中的有關(guān)問題。 例7:橢圓的中心在原點(diǎn)O,焦點(diǎn)在軸上,離心率為,它與直線x+y-2=0交于A、B兩點(diǎn),且AO⊥BO,求該橢圓方程。 解:由已知設(shè)橢圓方程為+=1,且c=a-b。 ∵e==, ∴2c=a,則b=a, 又設(shè)直線x+y-2=0與橢圓交于A(x,y),B(x,y), ∴+=1x+y-2=0, ∴x+2y=ay=2-x, ∴3x-8x+(8-a)=0, ∴x+x=,x#8226;x=, ∵AO⊥BO, ∴k#8226;k=-1,即#8226;=-1, ∴x#8226;x+y#8226;y=0, ∴y#8226;y=(1) 又∵x+2y=ax=2-y, ∴3y-4y+4-a=0,由韋達(dá)定理得y#8226;y=(2) 由(1)、(2)得=, ∴a=6,b=3, ∴所求橢圓方程為+=1。