甘述鴻
若x1,x2是一元二次方程ax2+bx+c=0的兩個(gè)根,則有ax2+bx+c=a(x-x1)(x-x2).
巧用上面的結(jié)論解與一元二次方程和二次函數(shù)有關(guān)的問題可化繁為簡,化難為易,現(xiàn)舉例說明.
一、求方程中待定的常數(shù)的值
例1若方程(x-a)(x-8)-1=0有兩個(gè)整數(shù)根,求a的值.
解設(shè)方程的兩個(gè)整數(shù)根分別為x1,x2,
則有(x-a)(x-8)-1=(x-x1)(x-x2),
令x=8,
解得x1=7,x2=9或x1=9,x2=7,
所以(x-a)(x-8)-1=(x-7)(x-9),
再令x=9,則9-a-1=0,
解得a=8.
練習(xí):已知方程x2-(2a+1)x+2(4a-7)=0,當(dāng)兩個(gè)實(shí)數(shù)根都大于3時(shí),求a的取值范圍.
二、用于證明
例2如果一元二次方程ax2+bx+c=0的兩根之比為2∶3,求證:6b2=25ac.
證明設(shè)方程的兩根分別為x1=2k,x2=3k,由結(jié)論得
ax2+bx+c=a(x-2k)(x-3k)=ax2-5akx+6ak2,
∴b=-5ak,c=6ak2,
6b2=6(-5ak)2=150a2k2,
25ac=25a·6ak2=150a2k2,
∴6b2=25ac.
三、用于分解因式
例3閱讀下面材料:
若設(shè)關(guān)于x的一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的兩個(gè)根分別為x1,x2,那么由根與系數(shù)的關(guān)系得x1+x2=-ba,x1x2=ca.∵ba=-(x1+x2),ca=x1x2,∴ax2+bx+c=ax2+bax+ca=a[x2-(x1+x2)x+x1x2]=a(x-x1)(x-x2).于是,二次三項(xiàng)式就可以分解因式ax2+bx+c=a(x-x1)(x-x2).
(1)請用上面的方法將多項(xiàng)式4x2+8x-1分解因式.
(2)判斷二次三項(xiàng)式2x2-4x+7在實(shí)數(shù)范圍內(nèi)是否能利用上面的方法因式分解,并說明理由.
(3)如果關(guān)于x的二次三項(xiàng)式mx2-2(m+1)x+(m+1)(1-m)能用上面的方法分解因式,試求出m的取值范圍.
分析(1)令多項(xiàng)式等于0,得到一個(gè)一元二次方程,利用公式法求出方程的兩解,代入ax2+bx+c=a(x-x1)(x-x2)中即可把多項(xiàng)式分解因式;
(2)令二次三項(xiàng)式等于0,找出其中的a,b及c,計(jì)算出b2-4ac,發(fā)現(xiàn)其值小于0,所以此方程無解,故此二次三項(xiàng)式不能利用上面的方法分解因式;
(3)因?yàn)榇硕稳?xiàng)式在實(shí)數(shù)范圍內(nèi)能利用上面的方法分解因式,所以令此二次三項(xiàng)式等于0,得到的方程有解,即b2-4ac大于或等于0,列出關(guān)于m的不等式,求出不等式的解集即可得到m的取值范圍.
解(1)令4x2+8x-1=0,
∵a=4,b=8,c=-1,b2-4ac=64+16=80>0,
∴x1=-2+52,x2=-2-52,
則4x2+8x-1=4x--2+52x--2-52.
(2)二次三項(xiàng)式2x2-4x+7在實(shí)數(shù)范圍內(nèi)不能利用上面的方法分解因式,理由如下:
令2x2-4x+7=0,
∵b2-4ac=(-4)2-56=-40<0,
∴此方程無解,
則此二次三項(xiàng)式不能用上面的方法分解因式.
(3)令mx2-2(m+1)x+(m+1)(1-m)=0,
∵此二次三項(xiàng)式能用上面的方法分解因式,即有解,
∴b2-4ac=4(m+1)2-4m(m+1)(1-m)≥0,
化簡得(m+1)[4(m+1)+4m(m-1)]≥0,
即4(m+1)(m2+1)≥0,
∵m2+1≥1>0,∴m+1≥0,解得m≥-1,又m≠0,
則m≥-1且m≠0時(shí),此二次三項(xiàng)式能用上面的方法分解因式.
本題要求學(xué)生弄清二次三項(xiàng)式在實(shí)數(shù)范圍內(nèi)能分解因式的前提是令二次三項(xiàng)式等于0時(shí),得到的方程有解,即根的判別式大于等于0,此時(shí)可根據(jù)閱讀材料中的方法進(jìn)行分解因式.學(xué)生做第三問求m的范圍時(shí)應(yīng)注意二次項(xiàng)系數(shù)不為0這個(gè)隱含條件.
四、用于求二次函數(shù)解析式
例4有一個(gè)二次函數(shù)的圖像,三名學(xué)生分別說出了它的一些特點(diǎn):
甲:對稱軸是直線x=4;
乙:與x軸兩個(gè)交點(diǎn)的橫坐標(biāo)都是整數(shù);
丙:與y軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)也是整數(shù),且以這三個(gè)交點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形的面積為3.
請你寫出滿足上述全部特點(diǎn)的一個(gè)二次函數(shù)解析式.
分析設(shè)所求解析式為y=a(x-x1)(x-x2),且設(shè)x1
解∵拋物線的對稱軸是直線x=4,
∴x2-4=4-x1,即x1+x2=8.①
∵S△ABC=3,∴12(x2-x1)·|ax1x2|=3,
即x2-x1=6ax1x2.②
由①②兩式可得x2=4+3|ax1x2|,x1=4-3|ax1x2|.
∵x1,x2是整數(shù),ax1x2也是整數(shù),∴ax1x2是3的約數(shù),則可取值為±1,±3.
當(dāng)ax1x2=±1時(shí),x2=7,x1=1,a=±17.
當(dāng)ax1x2=±3時(shí),x2=5,x1=3,a=±15.
因此,所求解析式為y=±17(x-7)(x-1)或y=±15(x-5)(x-3),
即y=17x2-87x+1或y=-17x2+87x-1或y=15x2-85x+3或y=-15x2+85x-3.