曹丹
一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系又稱韋達定理,這是因為它是由法國數(shù)學(xué)家韋達發(fā)現(xiàn)的。韋達定理可以與代數(shù)、幾何中的許多知識結(jié)合,生成豐富多彩的數(shù)學(xué)問題,也是中考中常見的考點。
具體內(nèi)容如下:如果方程ax2+bx+c=0(a、b、c為常數(shù),a≠0)的兩個實數(shù)根是x1、x2,那么x1+x2=[-ba],x1·x2=[ca]。我們應(yīng)注意,韋達定理只適用于一元二次方程,使用時要先把方程化為一般式,并注意隱含條件a≠0。同時,使用此定理的前提是方程有實數(shù)根,也就是要滿足根的判別式b2-4ac≥0這一條件。
蘇科版數(shù)學(xué)教材九年級上冊第23頁習(xí)題第3題:
已知關(guān)于x的方程x2+bx+c=0的兩根分別是[2]+1、[2]-1,求b、c的值。
本題已知方程兩根,求系數(shù)。固然可以代入得二元一次方程組從而求解,但兩根是無理數(shù),運算將十分繁瑣。而運用根與系數(shù)的關(guān)系解題即可迅速得到([2]+1)+([2]-1)=-b,([2]+1)×([2]-1)=c,即b=[-22],c=1。此方法大大降低了運算量,化繁為簡。中考中一元二次方程根與系數(shù)千變?nèi)f化,但我們只要牢記根與系數(shù)的關(guān)系,那么,在遇到涉及求兩根之和、兩根之積,或者利用兩根之和、兩根之積求方程中參數(shù)或求某一個代數(shù)式的值等問題時,便可化難為易。
變式1 (2022·四川宜賓)已知m、n是一元二次方程x2+2x-5=0的兩個根,則m2+mn+2m的值為()。
A.0B.-10C.3D.10
【解析】因為m、n是一元二次方程x2+2x-5=0的兩個根,
所以m2+2m-5=0,即m2+2m=5。
由韋達定理,得mn=-5,
所以m2+mn+2m=0。
【小結(jié)】本題主要考查了根與系數(shù)的關(guān)系和代數(shù)式求值。方程確定時可以解出兩根,再代入求值,但求解繁瑣??焖俳獯鸨绢}的關(guān)鍵是掌握一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系,同時要仔細觀察代數(shù)式m2+mn+2m與方程x2+2x-5=0之間的聯(lián)系,要能夠敏銳地察覺到m2+mn+2m中的m2+2m可通過將x=m代入方程來實現(xiàn)。
變式2 (2022·湖北仙桃)若關(guān)于x的一元二次方程x2-2mx+m2-4m-1=0有兩個實數(shù)根x1、x2,且(x1+2)(x2+2)-2x1·x2=17,則m=()。
A.2或6 B.2或8 C.2D.6
【解析】因為一元二次方程x2-2mx+m2-4m-1=0有兩個實數(shù)根x1、x2,
所以b2-4ac=(-2m)2-4(m2-4m-1)≥0,解得m≥[-14],
且x1+x2=2m,x1·x2=m2-4m-1。
因為(x1+2)(x2+2)-2x1·x2=x1·x2+2(x1+x2)+4-2x1·x2=2(x1+x2)+4-x1·x2=17,
所以2×2m+4-(m2-4m-1)=17。
整理,得m2-8m+12=0。
因式分解,得(m-2)(m-6)=0,
解得m=2或m=6。
故選A。
【小結(jié)】此題考查了根的判別式、根與系數(shù)的關(guān)系,熟練掌握一元二次方程根的判別式、根與系數(shù)的關(guān)系是解本題的關(guān)鍵。同學(xué)們往往忽略隱含條件b2-4ac≥0。
變式3 (2022·湖北鄂州)若實數(shù)a、b分別滿足a2-4a+3=0,b2-4b+3=0,且a≠b,則[1a]+[1b]的值為。
【解析】由題意可知,a、b是一元二次方程x2-4x+3=0的兩個根。
由根與系數(shù)的關(guān)系,得a+b=4,ab=3。
所以[1a][+1b]=[b+aab]=[43]。
【小結(jié)】本題看似兩個方程,但仔細觀察這兩個方程,不難發(fā)現(xiàn),a、b是一元二次方程x2-4x+3=0的兩個根。而利用根與系數(shù)的關(guān)系來解決本題可以減少運算量,降低出錯可能。
變式4 (2022·四川成都)若一個直角三角形兩條直角邊的長分別是一元二次方程x2-6x+4=0的兩個實數(shù)根,則這個直角三角形斜邊的長是。
【解析】設(shè)直角三角形三邊分別是a、b、c,c為斜邊。
根據(jù)勾股定理,得a2+b2=c2。
因為兩條直角邊的長分別是一元二次方程x2-6x+4=0的兩個實數(shù)根,
所以a+b=6,ab=4。
所以a2+b2=(a+b)2-2ab=28=c2,
即c=[27]。
【小結(jié)】本題是韋達定理與幾何知識的結(jié)合,考查同學(xué)們對于代數(shù)和幾何知識的理解是否扎實。此題本質(zhì)仍是利用根與系數(shù)的關(guān)系求代數(shù)式a2+b2的值。同學(xué)們在解題時要能夠透過現(xiàn)象看本質(zhì),掌握一些常見的代數(shù)式的變形,如以下幾種變形:
(x1+n)(x2+n)=x1·x2+n(x1+x2)+n2,
[1x1][+1x2]=[x1+x2x1·x2],
x12+x22=(x1+x2)2-2x1·x2,
(x1-x2)2=(x1+x2)2-4x1·x2。
(作者單位:江蘇省南京市六合區(qū)橫梁初級中學(xué))