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初中数学竞赛辅导讲义及习题解答 第3讲 充满活力的韦达定理

第三讲 充满活力的韦达定理
一元二次方程的根与系数的关系,通常也称为韦达定理,这是因为该定理是由16世纪法国最杰出的数学家韦达发现的。

韦达定理简单的形式中包含了丰富的数学内容,应用广泛,主要体现在: 运用韦达定理,求方程中参数的值; 运用韦达定理,求代数式的值;
利用韦达定理并结合根的判别式,讨论根的符号特征; 利用韦达定理逆定理,构造一元二次方程辅助解题等。

韦达定理具有对称性,设而不求、整体代入是利用韦达定理解题的基本思路。

韦达定理,充满活力,它与代数、几何中许多知识可有机结合,生成丰富多彩的数学问题,而解这类问题常用到对称分析、构造等数学思想方法。

【例题求解】
【例1】 已知α、β是方程012=--x x 的两个实数根,则代数式)2(22-+βαα的值为 。

思路点拨:所求代数式为α、β的非对称式,通过根的定义、一元二次方程的变形转化为(例 【例2】如果a 、b 都是质数,且0132=+-m a a ,0132=+-m b b ,那么b
a
a b +的值为( ) A 、
22123 B 、22125或2 C 、22125 D 、22
123
或2
思路点拨:可将两个等式相减,得到a 、b 的关系,由于两个等式结构相同,可视a 、b 为方程0132=+-m x x 的两实根,这样就为根与系数关系的应用创造了条件。

注:应用韦达定理的代数式的值,一般是关于1x 、2x 的对称式,这类问题可通过变形用1x +2x 、1x 2x 表
示求解,而非对称式的求值常用到以下技巧:
(1)恰当组合;(2)根据根的定义降次;(3)构造对称式。

【例3】 已知关于x 的方程:04
)2(2
2
=---m x m x
(1)求证:无论m 取什么实数值,这个方程总有两个相异实根。

(2)若这个方程的两个实根1x 、2x 满足212+=x x ,求m 的值及相应的1x 、2x 。

思路点拨:对于(2),先判定1x 、2x 的符号特征,并从分类讨论入手。

【例4】 设1x 、2x 是方程02324222=-++-m m mx x 的两个实数根,当m 为何值时,2221x x +有最小值?并求出这个最小值。

思路点拨:利用根与系数关系把待求式用m 的代数式表示,再从配方法入手,应注意本例是在一定约束条件下(△≥0)进行的。

注:应用韦达定理的前提条件是一元二次方程有两个实数根,即应用韦达定理解题时,须满足判别式△≥0这一条件,转化是一种重要的数学思想方法,但要注意转化前后问题的等价性。

【例5】 已知:四边形ABCD 中,AB ∥CD ,且AB 、CD 的长是关于x 的方程04
7)2
1(222=+
-+-m mx x 的两个根。

(1)当m =2和m>2时,四边形ABCD 分别是哪种四边形?并说明理由。

(2)若M 、N 分别是AD 、BC 的中点,线段MN 分别交AC 、BD 于点P ,Q ,PQ =1,且AB<CD ,求AB 、CD 的长.
思路点拨:对于(2),易建立含AC、BD及m的关系式,要求出m值,还需运用与中点相关知识找寻CD、AB的另一隐含关系式。

注:在处理以线段的长为根的一元二次方程问题时,往往通过韦达定理、几何性质将几何问题从“形”向“数”(方程)转化,既要注意通过根的判别式的检验,又要考虑几何量的非负性.
充满活力的韦达定理学历训练
1、(1)已知1x 和2x 为一元二次方程013222=-+-m x x 的两个实根,并1x 和2x 满足不等式14
212
1<-+x x x x ,
则实数m 取值范围是 。

(2)已知关于x 的一元二次方程07)1(82=-+++m x m x 有两个负数根,那么实数m 的取值范围是 。

2、已知α、β是方程的两个实数根,则代数式2223βαββαα+++的值为 。

3、CD 是Rt △ABC 斜边上的高线,AD 、BD 是方程0462=+-x x 的两根,则△ABC 的面积是 。

4、设1x 、2x 是关于x 的方程02=++q px x 的两根,1x +1、2x +1是关于x 的方程02=++p qx x 的两根,则p 、q 的值分别等于( ) A .1,-3 B .1,3 C .-1,-3 D .-1,3
5、在Rt △ABC 中,∠C =90°,a 、b 、c 分别是∠A 、∠B 、∠C 的对边,a 、b 是关于x 的方程0772=++-c x x 的两根,那么AB 边上的中线长是( ) A .
23 B .2
5
C .5
D .2 6、方程019972=++px x 恰有两个正整数根1x 、2x ,则)
1)(1(21++x x p
的值是( )
A .1
B .-l
C .21-
D .2
1
7、若关于x 的一元二次方程的两个实数根满足关系式:)1)(1()1()1(212211++=+++x x x x x x ,判断
4)(2≤+b a 是否正确?
8、已知关于x 的方程01)32(22=++--k x k x 。

(1) 当k 是为何值时,此方程有实数根;
(2)若此方程的两个实数根1x 、2x 满足:312=+x x ,求k 的值。

9、已知方程02=++q px x 的两根均为正整数,且28=+q p ,那么这个方程两根为 。

10、已知α、β是方程012=--x x 的两个根,则βα34+的值为 。

11、△ABC 的一边长为5,另两边长恰为方程01222=+-m x x 的两根,则m 的取值范围是 。

12、两个质数a 、b 恰好是整系数方程的两个根,则b
a
a b +的值是( )
A .9413
B .
1949413 C .999413 D .97
9413
13、设方程有一个正根1x ,一个负根2x ,则以1x 、2x 为根的一元二次方程为(
)
A .0232=---m x x
B .0232=--+m x x
C .02412=---x m x
D .02412=+--x m x
14、如果方程0)2)(1(2=+--m x x x 的三根可以作为一个三角形的三边之长,那么实数m 的取值范围是( )
A .0≤m ≤1
B .m ≥
43 C .143≤<m D .4
3
≤m ≤1
15、如图,在矩形ABCD 中,对角线AC 的长为10,且AB 、BC(AB>BC)的长是关于x 的方程的两个根。

(1)求rn 的值;
(2)若E 是AB 上的一点,CF ⊥DE 于F ,求BE 为何值时,△CEF 的面积是△CED 的面积的3
1
,请说
明理由.
16、设m 是不小于1-的实数,使得关于x 的方程工033)2(222=+-+-+m m x m x 有两个不相等的实数根1x 、2x 。

(1) 若62
2
21=+x x ,求m 的值。

(2)求2
2
212111x mx x mx -+-的最大值。

17、如图,已知在△ABC 中,∠ACB=90°,过C 作CD ⊥AB 于D ,且AD =m ,BD=n ,AC 2:BC 2=2:1;又关于x 的方程012)1(24
122
=-+--m x n x 两实数根的差的平方小于192,求整数m 、n 的值。

18、设a 、b 、c 为三个不同的实数,使得方程和012=++ax x 和02=++c bx x 有一个相同的实数根,并且使方程02=++a x x 和02=++b cx x 也有一个相同的实数根,试求c b a ++的值。

参考答案。

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