?一元二次方程
1. 一元二次方程的概念:通過化簡后,只含有一個未知數(一元),并且未知數的最高次數是2(二次)的整式方程,叫做一元二次方程.
2. 一元二次方程的一般式:.
3. 一元二次方程的解:使一元二次方程左右兩邊相等的未知數的值叫做一元二次方程的解,也叫做一元二次方程的根.
4. 一元二次方程根的判別式
一元二次方程中,叫做一元二次方程的根的判別式,通常用“△”來表示,即.
(1)當時,一元二次方程有2個不相等的實數根;
(2)當時,一元二次方程有2個相等的實數根;
(3)當時,一元二次方程沒有實數根.
5. 一元二次方程根與系數的關系(韋達定理)
如果一元二次方程的實數根分別為、,則,.
證明:若一元二次方程有兩個實數根,

則,
.
一元二次方程的根的判別式都成立,主要應用有以下幾個:
(1)不需要解方程就可以判定方程根的情況;
(2)根據系參數的性質確定根的范圍;
(3)解與根有關的證明題;
(4)已知方程的一個根,不需要解方程求另一個根與參數系數;
(5)已知方程,求含有兩根對稱式的代數式的值及有關未知數系數;
(6)已知方程兩個根,求以方程兩根或其代數式為根的一元二次方程.
例1:根的判別式的應用
(1)
(2)
【解答】(1)兩個不相等的實數根;(2)兩個實數根.
【解析】(1)在中,,
,
∴方程有兩個不相等的實數根;
(2)方程是一元二次方程,常數項為0,
無論取任何實數,均為非負數,
,故方程有兩個實數根.
例2:根的判別式的逆運用
關于的一元二次方程.
(1)k為何值時,方程有兩個不相等的實數根?
(2)k為何值時,方程有兩個相等的實數根?
(3)k為何值時,方程沒有實數根?
【解答】見解析
【解析】.
(1)∵方程有兩個不相等的實數根,
∴,即,解得;
(2)∵方程有兩個相等的實數根,
,即,解得;
(3)∵方程沒有實數根,
,即,解得.
例3:通過根的判別式推理論證
求證:關于的方程沒有實數根.
【解答】見解析
【解析】

∵不論m取任何實數,,∴,即,




鞏固練習
一.選擇題
1. 已知一元二次方程a(x+m)2+n=0(a≠0)的兩根分別為﹣3,1,則方程a(x+m﹣2)2+n=0(a≠0)的兩根分別為(  )
A.1,5 B.﹣1,3 C.﹣3,1 D.﹣1,5
【解答】B
【解析】∵一元二次方程a(x+m)2+n=0(a≠0)的兩根分別為﹣3,1,
∴方程a(x+m﹣2)2+n=0(a≠0)中x﹣2=﹣3或x﹣2=1,
解得:x=﹣1或3,
即方程a(x+m﹣2)2+n=0(a≠0)的兩根分別為﹣1和3.
2. 已知一元二次方程的兩根都滿足,則實數的取值范圍是( ?。?br /> A. B.
C. D.
【解答】C
【解析】設,
則,
解得.
3. 若x為任意實數,且M=(7﹣x)(3﹣x)(4﹣x2),則M的最大值為(  )
A.10 B.84 C.100 D.121
【解答】C
【解析】M=(7﹣x)(3﹣x)(2+x)(2﹣x)
=[(7﹣x)(2+x)]?[(3﹣x)(2﹣x)]
=(﹣x2+5x+14)(x2﹣5x+6)
=﹣(x2﹣5x)2+8(x2﹣5x)+84
=﹣[(x2﹣5x)﹣4]2+100,
∵﹣1<0,
∴M的最大值為100.
4. 已知x,y為實數,且滿足x2﹣xy+4y2=4,記u=x2+xy+4y2的最大值為M,最小值為m,則M+m=( ?。?br /> A. B. C. D.
【解答】C
【解析】∵x2﹣xy+4y2=4,
∴x2+4y2=xy+4,
∴u=x2+xy+4y2=2xy+4,
∵5xy=4xy+(x2+4y2﹣4)=(x+2y)2﹣4≥﹣4,當且僅當x=﹣2y,
即,或時等號成立.
∴xy的最小值為,u=x2+xy+4y2=2xy+4的最小值為,即.
∵3xy=4xy﹣(x2+4y2﹣4)=4﹣(x﹣2y)2≤4,當且僅當x=2y,
即或時等號成立.
∴xy的最大值為,u=x2+xy+4y2=2xy+4的最大值為,即.

或由x2﹣xy+4y2=4,得x2+4y2=xy+4,u=x2+xy+4y2=2xy+4.
設xy=t,若x=0,則μ=4;x≠0時,,將代入x2﹣xy+4y2=4,
得,即x4﹣(t+4)x2+4t2=0,…①
由△=(t+4)2﹣16t2≥0,解得.
將代入方程①,解得代入方程①,解得,.
∴xy的最大值為,最小值為.
因此,.
二.填空題
5.已知a是方程x2﹣2013x+1=0一個根,求a2﹣2012a+2013a2+1的值為 2012?。?br /> 【解答】解:∵a是方程x2﹣2013x+1=0的一個根,
∴a2﹣2013a+1=0,
∴a2=2013a﹣1,
∴原式=2013a﹣1﹣2012a+20132013a-1+1=a+1a-1
=a2+1a-1
=2013a-1+1a-1
=2013﹣1
=2012.
故答案為:2012.
6.已知關于x的方程x2+(a﹣6)x+a=0的兩根都是整數,則a的值等于 0或16?。?br /> 【解答】解:設兩個根為x1≥x2,
由韋達定理得x1+x2=6-ax1x2=a,
從上面兩式中消去a得
x1x2+x1+x2=6,
∴(x1+1)(x2+1)=7,
∴x1+1=7x2+1=1或x1+1=-1x2+1=-7,
∴x1=6x2=0或x1=-2x2=-8,
∴a=x1x2=0或16.
故答案為:0或16.
7. 已知,則的值等于 ?。?br /> 【解答】
【解析】m2+=4m﹣3n﹣13
(m﹣2)2+(n+6)2=0,
則m﹣2=0,n+6=0,
所以m=2,n=﹣6,
所以.
8. 對于一切正整數n,關于x的一元二次方程x2﹣(n+3)x﹣3n2=0的兩個根記為an、bn,則= ?。?br /> 【解答】
【解析】由根與系數的關系得an+bn=n+3,an?bn=﹣3n2,
所以(an﹣3)(bn﹣3)=anbn﹣3(an+bn)+9=﹣3n2﹣3(n+3)+9=﹣3n(n+1),
則,
∴原式=


=.
9. 已知a是方程x2﹣2013x+1=0一個根,求a2﹣2012a+的值為  ?。?br /> 【解答】2012
【解析】∵a是方程x2﹣2013x+1=0的一個根,
∴a2﹣2013a+1=0,
∴a2=2013a﹣1,
∴原式=2013a﹣1﹣2012a+=

=﹣1
=2013﹣1
=2012.
三.解答題
10.當m為整數時,關于x的方程(2m﹣1)x2﹣(2m+1)x+1=0是否有有理根?如果有,求出m的值;如果沒有,請說明理由.
【解答】見解析
【解析】當m為整數時,關于x的方程(2m﹣1)x2﹣(2m+1)x+1=0沒有有理根.理由如下:
①當m為整數時,假設關于x的方程(2m﹣1)x2﹣(2m+1)x+1=0有有理根,則要△=b2﹣4ac為完全平方數,而△=(2m+1)2﹣4(2m﹣1)=4m2﹣4m+5=(2m﹣1)2+4,
設△=n2(n為整數),即(2m﹣1)2+4=n2(n為整數),所以有(2m﹣1﹣n)(2m﹣1+n)=﹣4,
∵2m﹣1與n的奇偶性相同,并且m、n都是整數,
所以或,
解得m=,
②2m﹣1=0時,m=(不合題意舍去).
所以當m為整數時,關于x的方程(2m﹣1)x2﹣(2m+1)x+1=0沒有有理根.
11.已知關于x的一元二次方程:x2﹣(2k+1)x+4(k-12)=0.
(1)求證:這個方程總有兩個實數根;
(2)若等腰△ABC的一邊長a=4,另兩邊長b、c恰好是這個方程的兩個實數根,求△ABC的周長.
【解答】(1)證明:Δ=(2k+1)2﹣4×1×4(k-12)
=4k2﹣12k+9
=(2k﹣3)2,
∵無論k取什么實數值,(2k﹣3)2≥0,
∴△≥0,
∴無論k取什么實數值,方程總有實數根;

(2)解:∵x=2k+1±(2k-3)2,
∴x1=2k﹣1,x2=2,
∵b,c恰好是這個方程的兩個實數根,設b=2k﹣1,c=2,
當a、b為腰,則a=b=4,即2k﹣1=4,解得k=52,此時三角形的周長=4+4+2=10;
當b、c為腰時,b=c=2,此時b+c=a,故此種情況不存在.
綜上所述,△ABC的周長為10.
12.已知實數a,b,c滿足:a2+b2+c2+2ab=1,.又α,β為方程(a+b)x2﹣(2a+c)x﹣(a+b)=0的兩個實根,試求的值.
【解答】4
【解析】∵a2+b2+c2+2ab=1,,
∴a2+b2+c2,2ab為方程x2﹣x+=0的二根,
∴a2+b2+c2=2ab=,
由a2+b2+c2=2ab得(a﹣b)2+c2=0,
∴或
把兩組值代入原方程(a+b)x2﹣(2a+c)x﹣(a+b)=0得到的方程相同.
即x2﹣x﹣1=0,
∴=α2+β2﹣αβ=(α+β)2﹣3αβ=4.
13.已知關于x的方程(1﹣2k)x2﹣2x﹣1=0
(1)若此方程為一元一次方程,求k的值.
(2)若此方程為一元二次方程,且有實數根,試求k的取值范圍.
【解答】(1)k=;(2)﹣1≤k≤2且k≠
【解析】(1)由(1﹣2k)x2﹣2x﹣1=0是一元一次方程,
得1﹣2k=0,
解得k=;
(2)由(1﹣2k)x2﹣2x﹣1=0為一元二次方程,且有實數根,得
△=(2)2﹣4(1﹣2k)×(﹣1)≥0,且1﹣2k≠0,k+1≥0,
4k+4+4(1﹣2k)≥0,
﹣4k≥﹣8,
k≤2,即﹣1≤k≤2,k≠
此方程為一元二次方程,且有實數根,k的取值范圍為﹣1≤k≤2且k≠.
14.已知關于x的一元二次方程x2+kx﹣1=0.
(1)求證:方程有兩個不相等的實數根;
(2)設方程有兩根分別為x1,x2,且滿足1x1+1x2-1x1+x2=2,求k的值.
【解答】(1)證明:Δ=b2﹣4ac=k2﹣4×(﹣1)=k2+4,
∵k2≥0,
∴Δ>0,
∴方程有兩個不相等的實數根;
(2)解:根據題意可得,
x1+x2=﹣k,x1x2=﹣1,
∵1x1+1x2-1x1+x2=2,即x1+x2x1x2-1x1+x2=2,
∴k+1k=2,
解得k=1,
經檢驗,k=1是原方程的解.
故k的值為1.
15.先閱讀后解題.
已知m2+2m+n2﹣6n+10=0,求m和n的值.
解:把等式的左邊分解因式:(m2+2m+1)+(n2﹣6n+9)=0.
即(m+1)2+(n﹣3)2=0.
因為(m+1)2≥0,(n﹣3)2≥0.
所以m+1=0,n﹣3=0即m=﹣1,n=﹣3.
利用以上解法,解下列問題:
(1)已知:x2﹣4x+y2+2y+5=0,求x和y的值.
(2)已知a,b,c是△ABC的三邊長,滿足a2+b2=12a+8b﹣52且△ABC為等腰三角形,求c.
【解答】解:(1)x2﹣4x+y2+2y+5=0,
(x2﹣4x+4)+(y2+2y+1)=0,
(x﹣2)2+(y+1)2=0,
∵(x﹣2)2≥0,(y+1)2≥0,
∴x﹣2=0,y+1=0,
∴x=2,y=﹣1;
(2)a2+b2=12a+8b﹣52,
(a2﹣12a+36)+(b2﹣8b+16)=0,
(a﹣6)2+(b﹣4)2=0,
∵(a﹣6)2≥0,(b﹣4)2≥0,
∴a﹣6=0,b﹣4=0,
∴a=6,b=4,
∵△ABC為等腰三角形,
∴c=4或6.
16.閱讀下列材料:
問題:已知方程x2+x﹣1=0,求一個一元二次方程,使它的根分別是已知方程根的2倍.
解:設所求方程的根為y,則y=2x,所以x=y2,把x=y2,代入已知方程,得(y2)2+y2-1=0.
化簡,得y2+2y﹣4=0,
故所求方程為y2+2y﹣4=0
這種利用方程根的代換求新方程的方法,我們稱為“換根法”.
請用閱讀材料提供的“換根法”求新方程(要求:把所求方程化為一般形式):
(1)已知方程x2+2x﹣1=0,求一個一元二次方程,使它的根分別是已知方程根的相反數,則所求方程為 y2﹣2y﹣1=0?。?br /> (2)已知關于x的一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)有兩個不等于零的實數根,求一個一元二次方程,使它的根分別是已知方程根的倒數.
【解答】解:(1)設所求方程的根為y,則y=﹣x,所以x=﹣y,
把x=﹣y代入方程x2+2x﹣1=0,得:y2﹣2y﹣1=0,
故答案為:y2﹣2y﹣1=0;

(2)設所求方程的根為y,則y=1x(x≠0),于是x=1y(y≠0),
把x=1y代入方程ax2+bx+c=0,得a (1y)2+b(1y)+c=0,
去分母,得 a+by+cy2=0,
若c=0,有ax2+bx=0,
于是,方程ax2+bx+c=0有一個根為0,不合題意,
∴c≠0,
故所求方程為a+by+cy2=0 ( c≠0).
17.今年奉節(jié)臍橙喜獲豐收,某村委會將全村農戶的臍橙統(tǒng)一裝箱出售.經核算,每箱成本為40元,統(tǒng)一零售價定為每箱50元,可以根據買家訂貨量的多少給出不同的折扣價銷售.
(1)問最多打幾折銷售,才能保證每箱臍橙的利潤率不低于10%?
(2)該村最開始幾天每天可賣5000箱,因臍橙的保鮮周期短,需要盡快打開銷路,減少積壓,村委會決定在零售價基礎上每箱降價3m%,這樣每天可多銷售m%;為了保護農戶的收益與種植積極性,政府用“精準扶貧基金”給該村按每箱臍橙m元給予補貼進行獎勵,結果該村每天臍橙銷售的利潤為49000元,求m的值.
【解答】(1)x≥8.8;(2)6
【解析】(1)設打x折銷售,才能保證每箱臍橙的利潤率不低于10%,
由題意得:%,
x≥8.8,
答:最多打8.8折銷售,才能保證每箱臍橙的利潤率不低于10%;
(2)由題意得:5000(1+m%)[50(1﹣3m%)+m﹣40]=49000,
5(1+)(50﹣m+m﹣40)=49,
m2﹣5m﹣6=0,
m1=6,m2=﹣1(舍).
18.每年九月是開學季,大多數學生會購買若干筆記本滿足日常學習需要,校外某文具店老板開學前某日去批發(fā)市場進貨,購進甲乙丙三種不同款式的筆記本共950本,已知甲款筆記本的進價為2元/本,乙款筆記本的進價是4元/本,丙款筆記本的進價是6元/本.
(1)本次進貨共花費3300元,并且甲款的筆記本數量是乙款筆記本數量的2倍,請問本次購進丙款筆記本多少本?
(2)經過調研發(fā)現,甲款筆記本、乙款筆記本和丙款筆記本的零售價分別定為4元/本、6元/本和10元/本時,每天可分別售出甲款筆記本30本,乙款筆記本50本和丙款筆記本20本.如果將乙款筆記本的零售價提高元(a>25),甲款筆記本和丙款筆記本的零售價均保持不變,那么乙款筆記本每天的銷售量將下降a%,丙款筆記本每天的銷售量將上升a%,甲款筆記本每天的銷量仍保持不變;若調價后每天銷售三款筆記本共可獲利260元,求a的值.
【解答】(1)230本;(2)50
【解析】(1)設乙款筆記本的數量為x本,
則甲款2x本,丙款(950﹣3x)本,根據題意,得
2×2x+4x+6(950﹣3x)=3300
解得x=240,
∴950﹣3x=230.
答:本次購進丙款筆記本230本.
(2)根據題意,得
(4﹣2)×30+(6+﹣4)×50(1﹣a%)+(10﹣6)[20(1+a%)]=260
整理得a2﹣70a+1000=0
解得a1=50,a2=20(不符合題意,舍去)
答:a的值為50.

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