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“根与系数”可千变,牢记“关系”破万象

2022-05-30曹丹

初中生世界·九年级 2022年9期
关键词:韦达代数式一元二次方程

曹丹

一元二次方程根与系数的关系又称韦达定理,这是因为它是由法国数学家韦达发现的。韦达定理可以与代数、几何中的许多知识结合,生成丰富多彩的数学问题,也是中考中常见的考点。

具体内容如下:如果方程ax2+bx+c=0(a、b、c为常数,a≠0)的两个实数根是x1、x2,那么x1+x2=[-ba],x1·x2=[ca]。我们应注意,韦达定理只适用于一元二次方程,使用时要先把方程化为一般式,并注意隐含条件a≠0。同时,使用此定理的前提是方程有实数根,也就是要满足根的判别式b2-4ac≥0这一条件。

苏科版数学教材九年级上册第23页习题第3题:

已知关于x的方程x2+bx+c=0的两根分别是[2]+1、[2]-1,求b、c的值。

本题已知方程两根,求系数。固然可以代入得二元一次方程组从而求解,但两根是无理数,运算将十分繁琐。而运用根与系数的关系解题即可迅速得到([2]+1)+([2]-1)=-b,([2]+1)×([2]-1)=c,即b=[-22],c=1。此方法大大降低了运算量,化繁为简。中考中一元二次方程根与系数千变万化,但我们只要牢记根与系数的关系,那么,在遇到涉及求两根之和、两根之积,或者利用两根之和、两根之积求方程中参数或求某一个代数式的值等问题时,便可化难为易。

变式1 (2022·四川宜宾)已知m、n是一元二次方程x2+2x-5=0的两个根,则m2+mn+2m的值为()。

A.0B.-10C.3D.10

【解析】因为m、n是一元二次方程x2+2x-5=0的两个根,

所以m2+2m-5=0,即m2+2m=5。

由韦达定理,得mn=-5,

所以m2+mn+2m=0。

【小结】本题主要考查了根与系数的关系和代数式求值。方程确定时可以解出两根,再代入求值,但求解繁琐。快速解答本题的关键是掌握一元二次方程根与系数的关系,同时要仔细观察代数式m2+mn+2m与方程x2+2x-5=0之间的联系,要能够敏锐地察觉到m2+mn+2m中的m2+2m可通过将x=m代入方程来实现。

变式2 (2022·湖北仙桃)若关于x的一元二次方程x2-2mx+m2-4m-1=0有两个实数根x1、x2,且(x1+2)(x2+2)-2x1·x2=17,则m=()。

A.2或6 B.2或8 C.2D.6

【解析】因为一元二次方程x2-2mx+m2-4m-1=0有两个实数根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。

因为(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。

【小结】此题考查了根的判别式、根与系数的关系,熟练掌握一元二次方程根的判别式、根与系数的关系是解本题的关键。同学们往往忽略隐含条件b2-4ac≥0。

变式3 (2022·湖北鄂州)若实数a、b分别满足a2-4a+3=0,b2-4b+3=0,且a≠b,则[1a]+[1b]的值为。

【解析】由题意可知,a、b是一元二次方程x2-4x+3=0的两个根。

由根与系数的关系,得a+b=4,ab=3。

所以[1a][+1b]=[b+aab]=[43]。

【小结】本题看似两个方程,但仔细观察这两个方程,不难发现,a、b是一元二次方程x2-4x+3=0的两个根。而利用根与系数的关系来解决本题可以减少运算量,降低出错可能。

变式4 (2022·四川成都)若一个直角三角形两条直角边的长分别是一元二次方程x2-6x+4=0的两个实数根,则这个直角三角形斜边的长是。

【解析】设直角三角形三边分别是a、b、c,c为斜边。

根据勾股定理,得a2+b2=c2。

因为两条直角边的长分别是一元二次方程x2-6x+4=0的两个实数根,

所以a+b=6,ab=4。

所以a2+b2=(a+b)2-2ab=28=c2,

即c=[27]。

【小结】本题是韦达定理与几何知识的结合,考查同学们对于代数和几何知识的理解是否扎实。此题本质仍是利用根与系数的关系求代数式a2+b2的值。同学们在解题时要能够透过现象看本质,掌握一些常见的代数式的变形,如以下几种变形:

(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。

(作者单位:江苏省南京市六合区横梁初级中学)

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