2.1.2 根与系数的关系(韦达定理)
如果ax2+bx+c=0(a≠0)的两根分别是x1,x2,那么x1+x2=,x1·x2=.这一关系也被称为韦达定理.
特别地,对于二次项系数为1的一元二次方程x2+px+q=0,若x1,x2是其两根,由韦达定理可知
x1+x2=-p,x1·x2=q,我们学习了韦达定理,可以利用韦达定理来解题,即由于已知了方程的一个根及方程的二次项系数和常数项,于是可以利用两根之积求出方程的另一个根,再由两根之和求出k的值.
例若x1和x2分别是一元二次方程2x2+5x-3=0的两根.
(1)求| x1-x2|的值;
2)求的值;
3)x13+x23.
解:∵x1和x2分别是一元二次方程2x2+5x-3=0的两根,).
(3)x13+x23=(x1+x2)( x12-x1x2+x22)=(x1+x2)[ x1+x2) 2-3x1x2]
说明:一元二次方程的两根之差的绝对值是一个重要的量,今后我们经常会遇到求这一个量的问题,为了解题简便,我们可以**出其一般规律:
设x1和x2分别是一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0),则,| x1-x2|=
于是有下面的结论:
若x1和x2分别是一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0),则| x1-x2|=(其中δ=b2-4ac).
今后,在求一元二次方程的两根之差的绝对值时,可以直接利用上面的结论.
例6 若关于x的一元二次方程x2-x+a-4=0的一根大于零、另一根小于零,求实数a的取值范围.
解:设x1,x2是方程的两根,则。
x1x2=a-4<0
且δ=(1)2-4(a-4)>0
由①得 a<4,由②得 a<.
a的取值范围是a<4.
练习:1.选择题:
1)已知关于x的方程x2+kx-2=0的一个根是1,则它的另一个根是( )
(a)-3b)3c)-2d)2
2)下列四个说法:
①方程x2+2x-7=0的两根之和为-2,两根之积为-7;
方程x2-2x+7=0的两根之和为-2,两根之积为7;
方程3 x2-7=0的两根之和为0,两根之积为;
方程3 x2+2x=0的两根之和为-2,两根之积为0.
其中正确说法的个数是。
(a)1个b)2个c)3个 (d)4个。
3)关于x的一元二次方程ax2-5x+a2+a=0的一个根是0,则a的值是( )
a)0b)1c)-1 (d)0,或-1
2.填空:1)方程kx2+4x-1=0的两根之和为-2,则k
2)方程2x2-x-4=0的两根为α,β则α2+β2
3)已知关于x的方程x2-ax-3a=0的一个根是-2,则它的另一个根是。
4)方程2x2+2x-1=0的两根为x1和x2,则| x1-x2
3.试判定当m取何值时,关于x的一元二次方程m2x2-(2m+1) x+1=0有两个不相等的实数根?有两个相等的实数根?没有实数根?
4.求一个一元二次方程,使它的两根分别是方程x2-7x-1=0各根的相反数.
5(1)若m,n是方程x2+2005x-1=0的两个实数根,则m2n+mn2-mn的值等于。
2)如果a,b是方程x2+x-1=0的两个实数根,那么代数式a3+a2b+ab2+b3的值是。
6、关于x的方程的两根的平方不大于25,求最大的整数m。
7、关于x的方程的两实根之积是两实根之和的2倍,求m的值。
8、求证:不论m为任何实数,关于x的方程x2-2mx+6m-10=0总有两个不相等的实数根。
9、已知是方程的二根,求。
二次函数y=ax2+bx+c的图像和性质。
二次函数y=a(x+h)2+k(a≠0)中,a决定了二次函数图象的开口大小及方向;h决定了二次函数图象的左右平移,而且“h正左移,h负右移”;k决定了二次函数图象的上下平移,而且“k正上移,k负下移”.
所以,y=ax2+bx+c(a≠0)的图象可以看作是将函数y=ax2的图象作左右平移、上下平移得到的,于是,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)具有下列性质:
1)当a>0时,函数y=ax2+bx+c图象开口向上;顶点坐标为,对称轴为直线x=-;当x<时,y随着x的增大而减小;当x>时,y随着x的增大而增大;当x=时,函数取最小值y=.
2)当a<0时,函数y=ax2+bx+c图象开口向下;顶点坐标为,对称轴为直线x=-;当x<时,y随着x的增大而增大;当x>时,y随着x的增大而减小;当x=时,函数取最大值y=.
例1 求二次函数y=-3x2-6x+1图象的开口方向、对称轴、顶点坐标、最大值(或最小值),并指出当x取何值时,y随x的增大而增大(或减小)?并画出该函数的图象.
例2 某种产品的成本是120元/件,试销阶段每件产品的售价x(元)与产品的日销售量y(件)之间关系如下表所示:
若日销售量y是销售价x的一次函数,那么,要使每天所获得最大的利润,每件产品的销售价应定为多少元?此时每天的销售利润是多少?
分析:由于每天的利润=日销售量y×(销售价x-120),日销售量y又是销售价x的一次函数,所以,欲求每天所获得的利润最大值,首先需要求出每天的利润与销售价x之间的函数关系,然后,再由它们之间的函数关系求出每天利润的最大值.
解:由于。设每天的利润为z(元),则。
z=(-x+200)(x-120)=-x2+320x-24000
=-(x-160)2+1600,当x=160时,z取最大值1600.
例3 把二次函数y=x2+bx+c的图像向上平移2个单位,再向左平移4个单位,得到函数y=x2的图像,求b,c的值.
解法一:y=x2+bx+c=(x+)2,把它的图像向上平移2个单位,再向左平移4个单位,得到的图像,也就是函数y=x2的图像,所以,解得b=-8,c=14.
解法二:把二次函数y=x2+bx+c的图像向上平移2个单位,再向左平移4个单位,得到函数y=x2的图像,等价于把二次函数y=x2的图像向下平移2个单位,再向右平移4个单位,得到函数y=x2+bx+c的图像.
由于把二次函数y=x2的图像向下平移2个单位,再向右平移4个单位,得到函数y=(x-4)2+2的图像,即为y=x2-8x+14的图像,∴函数y=x2-8x+14与函数y=x2+bx+c表示同一个函数,∴b=-8,c=14.
例4 已知函数y=x2,-2≤x≤a,其中a≥-2,求该函数的最大值与最小值,并求出函数取最大值和最小值时所对应的自变量x的值.
分析:本例中函数自变量的范围是一个变化的范围,需要对a的取值进行讨论.
解:(1)当a=-2时,函数y=x2的图象仅仅对应着一个点(-2,4),所以,函数的最大值和最小值都是4,此时x=-2;
2)当-2<a<0时,由图2.2-6①可知,当x=-2时,函数取最大值y=4;当x=a时,函数取最小值y=a2;
3)当0≤a<2时,由图2.2-6②可知,当x=-2时,函数取最大值y=4;当x=0时,函数取最小值y=0;
4)当a≥2时,由图2.2-6③可知,当x=a时,函数取最大值y=a2;当x=0时,函数取最小值y=0.
说明:在本例中,利用了分类讨论的方法,对a的所有可能情形进行讨论.此外,本例中所研究的二次函数的自变量的取值不是取任意的实数,而是取部分实数来研究,在解决这一类问题时,通常需要借助于函数图象来直观地解决问题.
练习。1.选择题:
1)下列函数图象中,顶点不在坐标轴上的是。
(a)y=2x2b)y=2x2-4x+2
c)y=2x2-1d)y=2x2-4x
2)函数y=2(x-1)2+2是将函数y=2x2
a)向左平移1个单位、再向上平移2个单位得到的。
b)向右平移2个单位、再向上平移1个单位得到的
c)向下平移2个单位、再向右平移1个单位得到的
d)向上平移2个单位、再向右平移1个单位得到的。
2.填空题。
1)二次函数y=2x2-mx+n图象的顶点坐标为(1,-2),则m= ,n
2)已知二次函数y=x2+(m-2)x-2m,当m= 时,函数图象的顶点在y轴上;当m= 时,函数图象的顶点在x轴上;当m= 时,函数图象经过原点.
3)函数y=-3(x+2)2+5的图象的开口向 ,对称轴为顶点坐标为当x时,函数取最值y= ;当x 时,y随着x的增大而减小.
3.求下列抛物线的开口方向、对称轴、顶点坐标、最大(小)值及y随x的变化情况,并画出其图象.
1)y=x2-2x-32)y=1+6 x-x2.
4.已知函数y=-x2-2x+3,当自变量x在下列取值范围内时,分别求函数的最大值或最小值,并求当函数取最大(小)值时所对应的自变量x的值:
1)x≤-2;(2)x≤2;(3)-2≤x≤1;(4)0≤x≤3.
作业:1、 如果方程的两根为,且,求实数m的值。
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