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一元二次方程判别式的地位及其应用

引言

在中学数学学习过程中,我们把一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)变形成.并且得到当b2-4ac≥0时,方程有实数根. 且

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(1)当b2-4ac>0时, 不相等,所以方程有两个不相等的实数根: copyright paper51.com

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(2)当b2-4ac=0时,,所以方程有两个相等的实数根:

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 x1=,x2= 内容来自www.paper51.com

(3)当b2-4ac<0时,原方程没有实数根. copyright paper51.com

由此可知,根据 b2-4ac的值我们可以判定一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根的情况.我们把 b2-4ac叫做一元二次方程ax2+bx+c=0的根的判别式,用符号 “△”来表示.当判别式△>0时,方程有两个不相等的实数根;△=0时,方程有两个相等的实数根;△<0时,方程没有实数根. http://www.paper51.com

一、  “△”在数学知识中的重要地位

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⑴“△”与“韦达定理”

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“韦达定理”,是中学代数中的一个重要内容,它虽然形式上很简单,但应用广泛.“韦达定理”是这样表示的:设一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两个根分别为x1、x2,则

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在应用“韦达定理”求一元二次方程字母系数的取值时,其前提条件是使方程有实数根,即必须使字母系数的值满足Δ≥0,正如应用判别式时一定要考虑二次项系数,即对于ax2+bx+c=0(a>0),可按顺序求字母系数的取值.即判别式在应用“韦达定理”时是必不可少的前提. http://www.paper51.com

           a              Δ                “韦达定理” 内容来自论文无忧网 www.paper51.com

⑵ “△”与二次函数

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二次函数与二次方程有密切的联系,抛物线与横轴交点个数由“△”决定,即△>0时,有两个交点;△=0时,有一个交点,或者说顶点在横轴上;△<0时,没有交点.

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⑶“△”与一元二次不等式 paper51.com

解不等式ax2+bx+c>0(a>0)时,考虑二次函数y=ax2+bx+c,不等式ax2+bx+c>0即表示该函数的函数值是大于0,其图像应在x轴的上方.假如一元二次方程的判别式△=b2-4ac>0,那么方程有两个不相等的实数根,即此抛物线的图像与x轴有两个交点,且这两个交点的横坐标分别对应方程ax2+bx+c=0的两个根,即,又因为此抛物线开口向上,要求ax2+bx+c>0的未知数的解集,通过图形观察即可得到.

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这里巧妙地把一元二次方程、二次函数、一元二次不等式结合起来,把方程的根、函数值、图像联合起来,用图形的形式加以演化,形成求解一元二次不等式的一个表格:(a>0)

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二次函数 内容来自论文无忧网 www.paper51.com

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的图象

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一元二次方程 内容来自论文无忧网 www.paper51.com

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的根 内容来自www.paper51.com

有两实数根 copyright paper51.com

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有两相等 copyright paper51.com

的实根 copyright paper51.com

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无实数根 内容来自www.paper51.com

不等式 内容来自www.paper51.com

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的解集

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R

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不等式 http://www.paper51.com

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的解集

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Φ 内容来自www.paper51.com

Φ

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二、   “△”在数学问题中的实际应用 内容来自论文无忧网 www.paper51.com

⑴ 判断二次三项式能否在实数范围内分解因式

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由高等代数的因式分解定理,对于系数是有理数的二次三项式ax2+bx+c(a≠0)的因式分解,其方法是先求ax2+bx+c=0的根,所以,判别式决定了二次三项式能否在实数范围内分解因式. 即: △<0时,不能在实数范围内分解因式;△≥0时,能在实数范围内分解因式.假设当△>0时,方程的两个根分别为x1,x2,则ax2+bx+c=a(x-x1)(x-x2),进而当△=0时,ax2+bx+c=a(x-x1)2.

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例1、当m为何值时,关于x的二次三项式mx2-2(m+2)x+(m+5)能在实数范围内分解因式?

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解:当△=[-2(m+2)]2-4m(m+5) ≥0时,关于x的二次三项式mx2-2(m+2)x+(m+5)能在实数范围内分解因式,即

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                4(m2+4m+4)-4m2-20m≥0    paper51.com

                     -4m+16≥0

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∴        m≤4且m≠0 http://www.paper51.com

例2、若x2-2(k+1)x+k2+5是完全平方式,求k的值.

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解:据题意,得

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              △=[-2(k+1)]2-4(k2+5) =0 内容来自论文无忧网 www.paper51.com

               4(k2+2k+1)-4k2-20=0 copyright paper51.com

                          8k-16=0

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k=2

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⑵ 巧解方程

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例3、求方程2x2-2xy+y2-2x+1=0的实数解.

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解:将原式看成是关于x的一元二次方程,则方程可变形为   copyright paper51.com

2x2-2x(y+1)+y2+1=0 

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            △=[-2(y+1)]2-4*2(y2+1) ≥0

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化简得:(y-1)2≤0   但在实数范围内 (y-1)2 ≥ 0

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∴y-1=0 copyright paper51.com

∴y=1 内容来自论文无忧网 www.paper51.com

把y=1 代入原方程得: x1=x2=1 内容来自论文无忧网 www.paper51.com

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