代數(shù)式b2-4ac叫作一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根的判別式.
根據(jù)b2-4ac的值的符號(hào),可以確定一元二次方程根的情況. 反過(guò)來(lái),也可由一元二次方程根的情況來(lái)確定b2-4ac的值的符號(hào). 即有:
b2-4ac>0?圳方程有兩個(gè)不相等的實(shí)根,
b2-4ac=0?圳方程有兩個(gè)相等的實(shí)根,
b2-4ac<0?圳方程沒(méi)有實(shí)根,
b2-4ac≥0?圳方程有兩個(gè)實(shí)根.
例1 關(guān)于x的一元二次方程(m-1)x2+
2mx+m+2=0有兩個(gè)不等的實(shí)數(shù)根,求m的取值范圍.
【解析】根據(jù)已知條件應(yīng)滿足b2-4ac>0,m-1≠0.即(2m)2-4(m-1)(m+2)>0,m-1≠0.
解得-4m+8>0,m≠1. ∴m<2且m≠1.
變式一 關(guān)于x的方程(m-1)x2+2mx+m+2=0有兩個(gè)實(shí)數(shù)根,求m的取值范圍.
【解析】有兩個(gè)實(shí)數(shù)根,就說(shuō)明此方程是一元二次方程,則有
(2m)2-4(m-1)(m+2)≥0,m-1≠0.
即-4m+8≥0,m≠1. ∴m≤2且m≠1.
變式二 關(guān)于x的方程(a-5)x2-4x-1=0有實(shí)數(shù)根,求a的取值范圍.
【分析】題目只講有實(shí)數(shù)根,有可能有一個(gè)實(shí)數(shù)根,此時(shí)方程為一元一次方程;也有可能有兩個(gè)實(shí)數(shù)根,此時(shí)方程為一元二次方程. 因此,本題應(yīng)分兩種情況解答.
解:關(guān)于x的方程(a-5)x2-4x-1=0有實(shí)數(shù)根,
①若此方程為一元一次方程,則a-5=0,a=5;
②若此方程為一元二次方程,則(-4)2-4×(a-5)×(-1)≥0,a-5≠0.
解得a≥1,且a≠5.
綜上所述,a的取值范圍為a≥1.
例2 已知關(guān)于x的方程x2-2(k+1)x+4k=0.
(1) 求證:無(wú)論k取何值時(shí)方程總有實(shí)數(shù)根;
(2) 若等腰△ABC的一邊長(zhǎng)a=4,另兩邊b、c的長(zhǎng)恰好是方程x2-2(k+1)x+4k=0的兩個(gè)根. 求△ABC的周長(zhǎng).
【分析】(1) 要證明無(wú)論k取何值時(shí)方程總有實(shí)數(shù)根,只要證明b2-4ac≥0即可.
(2) 因?yàn)椤鰽BC是等腰三角形,有可能a=b=4,即方程x2-2(k+1)x+4k=0有一根為4,將x=4代入方程求出k的值,再通過(guò)解方程,求出方程的兩個(gè)根;有可能b=c,說(shuō)明此方程有兩個(gè)相等的實(shí)根,即b2-4ac=0,這樣可求出k的值,再通過(guò)解方程,求出方程的根.需要注意的是兩種情況都要考慮兩邊之和是否大于第三邊.
解:(1) ∵b2-4ac=4(k+1)2-4·4k=4k2-8k+4=4(k-1)2≥0,
∴無(wú)論k取何值時(shí)方程總有實(shí)數(shù)根.
(2) ∵△ABC是等腰三角形,a=4,∴分兩種情況討論:
①若a=b=4,則16-8(k+1)+4k=0,解得k=2,∴x2-6x+8=0,解得x1=4,x2=2.
∴a=b=4,c=2,此時(shí)b+c>a,∴△ABC的周長(zhǎng)=4+4+2=10;
②若b=c,∴方程x2-2(k+1)x+4k=0有兩個(gè)相等的實(shí)根,∴b2-4ac=4(k-1)2=0,∴k=1,∴x2-4x+4=0,解得x1=x2=2,∴a=4,b=c=2,此時(shí)b+c=a,不符合題意,舍去.
綜上所述,△ABC的周長(zhǎng)為10.