韋珍
一元二次方程是初中數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容,在數(shù)學(xué)競(jìng)賽中經(jīng)常出現(xiàn).有些競(jìng)賽題從表面上看不是一元二次方程的問(wèn)題,但是通過(guò)轉(zhuǎn)化、變換,可以構(gòu)造一元二次方程,并借助已熟悉的一元二次方程的知識(shí)及解題技巧,達(dá)到化難為易進(jìn)而解決問(wèn)題.下面以四道競(jìng)賽題為例,介紹構(gòu)造一元二次方程的幾種方法.
一、以根定義 巧構(gòu)方程
例1 已知實(shí)數(shù) ,且滿(mǎn)足 , ,則 .
分析 乍看這道題,好像要分別求出 和 ,若求 ,計(jì)算量非常大。我們只要將這兩個(gè)方程各自整理成一般式,再觀(guān)察所得的兩個(gè)方程的系數(shù),不難發(fā)現(xiàn),其本質(zhì)上為同一個(gè)方程.
解 由已知得: 為方程 的兩個(gè)實(shí)數(shù)根,即為 的實(shí)數(shù)根;
所以 , ,可得:
所以,原式=
= .
二、二元禮讓 巧構(gòu)方程
例 2 已知 都是整數(shù),且 , ,求 的值.
分析 以上組合是三元二次方程組,若是直接求 的值,難度較大,不妨通過(guò)消元,整理成一個(gè)二元二次方程,再將其看成關(guān)于 的一元二次方程.
解 由 得 ;
將 代入 ,得: ;
整理得: ;
解得: ;
∵ 都是整數(shù),
∴ 是完全平方數(shù)4;
∴ 只能取 ; ; ; ;
∴相對(duì)應(yīng) 4;0;4;0;
故 5或-1或3或-3.
三、用判別式 巧構(gòu)方程
例3 已知: 是完全平方式.求證: .
分析 題目中的完全平方式出現(xiàn)了四個(gè)字母,要直接應(yīng)用它來(lái)證 ,相當(dāng)難,但若將已知條件轉(zhuǎn)化成“關(guān)于 的一元二次方程 有兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根”,此題就非常簡(jiǎn)單了.
證明 把已知代數(shù)式整理成關(guān)于 的二次三項(xiàng)式,得
原式= ,①
∵它是完全平方式,
∴關(guān)于 的一元二次方程 有兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根;
∴△=0.
即 .
整理得:
∴ ,
∴ .
要使等式成立,必須且只需: ,解得 .
四、根與系數(shù) 巧構(gòu)方程
例4 已知實(shí)數(shù) 滿(mǎn)足: ,(1)求 中的最大者的最小值;(2)求 的最小值(2003年全國(guó)初中數(shù)學(xué)競(jìng)賽試題).
分析 從形式上看,容易聯(lián)想到可以轉(zhuǎn)化為兩數(shù)和與兩數(shù)積的形式,這樣就可以根據(jù)根與系數(shù)的關(guān)系,構(gòu)造一元二次方程來(lái)求解.
解 (1) 設(shè) 是最大者,由 ,可知 ,并可化為 , 由 可化為 ,因此,實(shí)數(shù) 可以看作關(guān)于 的一元二次方程 的兩個(gè)根,由 是實(shí)數(shù),所以 ,得:
,即 , ,因c>0,
所以c+2>0,得(c-2)(c-4)≥0,解得:c≤2或c≥4,因?yàn)閏是最大者,故c的最小值是4..
(2) 因?yàn)?,
所以 .
故: 的最小值是6.