第四讲 一元一次方程式的判别式
【学习目标】
1.体验一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根的判别式Δ=b2-4ac 判根的作用。
2.探索一元二次方程的各种情况。
【知识框图】
不解方程判根
ax2+bx+c=o Δ=b2-4ac 应用 已知方程根的情况确定方程的字母系数
求证方程有根产状况
典型例题
例1.不解方程判定下列方程是否有实数根。
(1)2x2+x-1=0 (2)3x2+ = x
(3)y(2y+5)=2(y- 1) (4)1998m2- 2002m- 2003=0
解:(1)∵Δ=12- 4×2×(-1)=9>0
∴方程有两个不相等的实数根。
(2)方程可化为 3x2- x+ =0
∵Δ=6- 3×4× =0
∴方程有两个相等的实数根。
(3)方程可化为2y2+3y+2=0
∵Δ=9- 4×2×2= -7<0
∴方程没有实数根。
(4)∵ac<0 ∴b2-4ac>0
∴方程必有两个不相等的实数根。
评注:(1)判定方程是否有实数根,只要通过计算Δ的值,就能确定;
(2)当一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)中,a,c异号时,必有b2-4ac >0。
例2:当k为何值时,关于x的方程x2+(1- 2k)x+k2- 1=0
(1)有两个相等的实数根;(2)有两个不相等的实数根;(3)没有实数根。
解:∵Δ=(1- 2k)2- 4(k2- 1)= - 4k+5
(1)∵方程有两个相等的实数根
∴Δ=0 即-4k+5=0 ∴k=
当k= 时方程有两个相等实数根。
(2)∵方程有两相不相等的实数根
∴Δ>0 即- 4k+5>0 ∴ k<
当k < 时方程有两个不相等的实数根。
(3)∵方程没有实数根
∴Δ<0 即-4k+5<0 ∴ k>
当k> 时方程没有实数根
评注:若已知方程根的情况,则可通过Δ已确定的符号(Δ>0或Δ=0或Δ<0等)列式,计算待定系数的值或确定取值范围。
例3:求证:不论k取什么实数,方程x2-(k+6)x+4(k- 3)=0一定有两个不相等的实数根。
证明:∵Δ=k2-4k+84
=(k-2) 2+80
∵(k-2) 2≥0 ∴ (k-2) 2+80>0 ∴Δ>0
∴不论k取什么实数,方程一定有两个不相等的实数根。
评注:(1)要证明方程根的情况,只需通过判断Δ的符号即可;
(2)判定Δ的符号却常常使用配方技巧或因式分解等。
例4:当k取何值时,方程(k-1)x2 - x+1=0有实根。
解:(1)当k=1时方程可化为-x+1=0,x=1
(2)当k≠1时,Δ≥0
Δ=k-4(k-1)= -3k+4≥0 ∴ k≤
又要使 有意义 ∴k≥0
∴0≤k≤ 且k≠1
综合所述当0≤k≤ 时方程有实数根。
评注:(1)本题中对于“方程有实数根”的含义的理解是关键,应分类讨论;
(2)解题时要注意方程中待定系数本身的取值范围:这里k≥0。
【选讲例题】
例5:方程 + + =0只有一个实数根(等根视为一根),求a的值。
解:方程化简x2+(x-2) 2+2x-a=0
2x-2x+4-a=0
(1)若Δ=0,Δ=4-2×4×(4-a)=0
即 2a-7=0, a=
此时方程为2x2-2x+ =0, 此时方程的根为x1=x2= 符合题意。
(2)若Δ>0则要使原方程只有一个实数根,必须是方程2x 2-2x+4-a=0 中有一根为增根
<1>当增根为x=0时,a=4,此时方程2x 2-2x=0
x1=0, x2=1,符合原方程只有一个实数根。
<2>当增根为x=2时,2×4-2×2+4-a=0
∴a=8
此时方程为2x2-2x+4=0
∴x1=2, x2= -1 ,符合原方程只有一个实数根。
综上所述a的值为 、4或8。
评注:(1)本题主体思想是通过方程的根进行分类讨论;
(2)对化简后方程有两个不相等的实数根,通过增根求出待定系数后再检验;
(3)若化简后二次项系数是有关a的代数式,则还要进行方程类别的讨论。
【课堂小结】
本节内容主要学习了一元二次方程的根的判别式Δ及其作用,主要体现在Δ>0,Δ=0和Δ<0时,对方程的解的影响。只要涉及到方程解的情况讨论时,Δ是主要讨论的内容,同时也不可忽视Δ使用的前提:二次项系数不能为零。
【基础练习】
1.选择题
(1)若方程x2-2x+m=0没有实数根,则m的取值范围是( )
A.m>1 B.m=1 C.m<1 D.任何实数
(2)若一元二次方程根的判别式Δ=(m-1) 2,则下列说法不正确的是( )
A. 一定有两个实数根 B.一定有两个不相等的实数根
C.当m<1没有实数根 D.以上说法都不正确
2.填空题
(1)方程x2-3x-4=0的判别式Δ=__________.
(2)若方程(x+2) 2+(y-2) 2=0,则x+y=_________.
3.m为何值时,一元二次方程2mx2+(8m+1)x+8m=0有两个不相等的实数根。
4. 已知a、b、c为三角形三边长,且方程b(x2-1)-2ax+c(x2+1)=0有两个相等的实数根。
求证:三角形是直角三角形。
5.已知二次函数y=x2-2(m+1)x+m2-1与x轴有两个交点,求m的取值范围。
【巩固练习】
1.选择题
(1)方程x2+3x+6=0与x2-6x+3=0 的所有实根的乘积等于( )
A.-18 B.18 C.-3 D.3
(2)若关于x的方程x2-2 x-1=0有两个不相等的实根,则k的取值范围是( )
A.k≥0 B.k>0 C.k>-1 D. k≥-1
2.填空题
(1)一元二次方程x2-3x-m=0有两个相等的实根,则m的值为____________。
(2)若关于x的一元二次方程kx2+2(k+1)x+k-1=0有两个实数根,则k的取值范围是____________。
3. 已知关于x的方程(k-2)x2-2(k-1)x+k+1=0且k≤3
(1)求证:此方程总有实根;
(2)当方程有两实数根,且两实根的平方和等于4时,求k的值。
4. 已知等腰三角形的两边长a、b是方程x2-kx+12=0的两根,另一条边长c =4,求k的值。
5.已知方程组 有两组不相等的实数解,求a的取值范围。
6.若方程x2+2px-q=0(p、q是实数)没有实数根。
(1)求证:p+q<
(2)试写出上述命题的逆命题;
(3)判断(2)中的逆命题是否正确,若正确请加以证明,若不正确,请举一反例。