初中数学竞赛讲义一元二次方程公共根问题精编W O R D版IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】一元二次方程公共根问题若已知若干个一元二次方程有公共根,求方程系数的问题,叫一元二次方程的公共根问题,解题方法:1、直接求根法,再讨论根与根之间的公共关系。
2、由题意用以下解题步骤:若两个一元二次方程只有一个公共根,则:(1).设公共根为α,则α同时满足这两个一元二次方程;(2).用加减法消去α2的项,求出公共根或公共根的有关表达式;(3).把共公根代入原方程中的任何一个方程,然后通过恒等变形求出公共根.或求出字母系数的值或字母系数之间的关系式.例1 已知一元二次方程x2-4x+k=0有两个不相等的实数根,1.求k的取值范围.2.如果k是符合条件的最大整数,且一元二次方程x2-4x+k=0与x2+mx-1=0有一个相同的根,求此时m的值.解:(1)b2-4ac=16-4k>0, k<4;(2)由题意得:k=3.∴x2-4x+3=0,即(x-1)(x-3)=0,解方程,得x1=3,x2=1,当x=3时9+3m-1=0, m=-8/3,当x=1时,1+m-1=0,m=0。
∵m2+4>0 ∴此时 m 的值为m=0,或m=-8/3.例2 若两个关于x的方程x2+x+a=0与x2+ax+1=0只有一个公共的实数根,求a的值解:设两个方程的公共根为α,则有α2+α+a=0 ① α2+aα+1=0 ②①-②得(1-a)α+a-1=0,即(1-a)(α-1)=0因为只有一个公共根,所以a≠1,所以α=1把α=1代入x2+x+a=0得12+1+a=0,a=-2又解:两个方程相减,得:x+a-ax-1=0,整理得:x(1-a)-(1-a)=0,即(x-1)(1-a)=0,若a-1=0,即a=1时,方程x2+x+a=0和x2+ax+1=0的b2-4ac都小于0,即方程无解;故a≠1,∴公共根是:x=1.把x=1代入方程有:1+1+a=0∴a=-2.例3、已知a>2,b>2,试判断关于x的方程x2-(a+b)x+ab=0与x2-abx+(a+b)=0有没有公共根,请说明理由.解:不妨设关于x的方程x2-(a+b)x+ab=0与x2-abx+(a+b)=0有公共根,设为x0,则有x02(a+b)x+ab=0① x2abx+(a+b)=02整理可得(x0+1)(a+b-ab)=0.∵a>2,b>2,∴a+b≠ab,∴x=-1;把x=-1代入①得1+a+b+ab=0,这是不可能的.所以关于x的两个方程没有公共0根.又解:x2- (a+b)x + ab = (x-a)(x-b) = 0?所以其两根分别是a 和 b?若方程:x2- abx + (a+b) = 0 有1根x = a,代入,得:a2– a2b + a + b = 0?(b-1)a2 - a - b = 0?( (b-1)a - b ) ( a + 1 ) = 0?得:a = b/(b-1) ,或 a = -1(a < 2 ,舍去)由a = b/(b-1) > 2,(其中b-1>0),得:b > 2(b-1)即:b < 2?这与 b > 2 矛盾?同理,方程:x2 - abx + (a+b) = 0 有1根x = b,也能推出同样的矛盾?所以两个方程没有公共根例4、求k 的值,使得一元二次方程210x kx +-=,2(2)0x x k ++-=有相同的根,并求两个方程的根.解答:不妨设a 是这两个方程相同的根,由方程根的定义有a 2+ka-1=0,①a 2+a+(k-2)=0.②①-②有ka-1-a-(k-2)=0,即(k-1)(a-1)=0,所以k=1,或a=1.(1)当k=1时,两个方程都变为x 2+x-1=0,所以两个方程有两个相同的根,没有相异的根;(2)当a=1时,代入①或②都有k=0,此时两个方程变为x 2-1=0,x 2+x-2=0.解这两个方程,x 2-1=0的根为x 1=1,x 2=-1; x 2+x-2=0的根为x 1=1,x 2=-2.∴x=1为两个方程的相同的根.例5二次项系数不相等的两个二次方程222(1)(2)(2)0a x a x a a --+++=和222(1)(2)(2)0b x b x b b --+++=(其中a ,b 为正整数)有一个公共根,求a b b a b a a a --++的值。
解答:由方程(a-1)x 2-(a 2+2)x+(a 2+2a )=0得,[(a-1)x-(a+2)](x-a )=0x 2=a ;同理可由方程(b-1)x 2-(b 2+2)x+(b 2+2b )=0?解得x 2=b ;∵a,b 为不相等的正整数,而两个方程有一个公共根.所以a-1只能为1或3,即a=2,b=4,或a=4,b=2.(若有也是同样的结果)当a=2,b=4,(把a=4,b=2代入计算的结果一样)例6已知关于x 的两个一元二次方程:方程①:01)2()21(2=-+++x k x k 方程②:032)12(2=--++k x k x(1)若方程①有两个相等的实数根,求解方程②;(2)若方程①和②中只有一个方程有实数根,请说明此时哪个方程没有实数根,并化简(3)若方程①和②有一个公共根a ,求代数式a a k a a 53)24(22++-+的值. 解答:练习:1.已知关于x 的一元二次方程062=+-k x x 有两个实数根。
(1)求k 的取值范围;(2)如果k 取符合条件的最大整数,且一元二次方程062=+-k x x 与012=-+mx x 有一个相同的根,求常数m 的值。
解(1) ∵,∴k≤9;(2) ∵k 是符合条件的最大整数且k≤9,∴k=9,当k=9时,方程x2-6x+9=0的根为x1=x2=3;把x=3代入方程x2+mx-1=0得9+3m-1=0,∴m=-8/32.已知一元二次方程042=+-k x x 有两个实数根。
(1)求k 的取值范围;(2)如果k 取符合条件的最大整数,且一元二次方程042=+-k x x 与012=-+mx x 有一个相同的根,求此时m 的值。
解答:(1)△>0解得k<4(2)k 是最大整数,说明k=3x 2-4x+k=0的根是1和3x 2+mx-1=0的根是1时,m=0x 2+mx-1=0的根是3时,m=-8/33.已知21,x x 是一元二次方程032)1(2=-+++k kx x k 有两个不相等的实数根。
(1)求k 的取值范围;(2)在(1)的条件下,当k 取符合条件的最小整数时一元二次方程02=+-k x x 与022=-+m mx x 只有一个相同的根,求m 的值。
解答:(1)∵方程有两个不相等的实数根,∴△=b 2-4ac=(2k )2-4(k+1)(k-3)>0解得k >-3/2∵方程是一元二次方程∴k+1≠0,∴k≠-1.∴实数k 的取值范围为:k >-3/2且k≠-1.(2)由(1)可得:k 取最小整数时k=0.∴x 2-x+0=0,解得x 1=0,x 2=1.①把x=0代入x 2+mx-m 2=0,m=0.②把x=1代入x 2+mx-m 2=0得,m 2-m-1=0,解得m=4、已知方程072=--kx x 与方程0)1(62=+--k x x 有公共根,求k 的值及两方程的所有公共根和所有的相异根。
解答:设两个方程公共根为x ,依题意得X2kx7=0①X26x(k+1)=0②②-①得,(-6+k)x+(6-k)=0,当-6+k=0,即k=6时,x取任意值,两个方程得解都相同.两个方程是同一个式子.方程得解是x1=7,x2=-1;当k≠6时,解得x=1.把x=1代入x2-kx-7=0得,1-k-7=0,k=-6.于是两方程为:x2+6x-7=0③,x1=1,x2=-7.X2-6x+5=0④,x1=1,x2=5.故答案为:k=-6;其公共根为1,相异根为:-7和5.5.关于x的方程x2+bx+1=0与x2-x-b=0有且只有一个公共根,求b的值.解:设方程的公共根为x=t,则T2+bt+1=0 (1)T2tb=0 (2),由(2)得b=t2-t(3)将(3)代入(1)得:t 3+1=0,解得,t=-1,当t=-1时,b=2.●变式:若两个方程x 2+ax+b=0和x 2+bx+a=0只有一个公共根,则( )A .a=bB .a+b=0C .a+b=1D .a+b=-1.解:设公共根为x 0,则?x 02+ax 0+b=0 ① x 02+bx 0+a=0 ②.①-②,得(a-b )(x 0-1)=0,当a=b 时,方程可能有两个公共根,不合题意;当x 0=1时,所以1+a+b=0,a+b=-1.故选D .●变式:已知实数a,b 满足a2+b2=1,且方程x2+ax+b=0和x2+bx+a=0至少有一个公共根,求a 、b 的值解:第一种情况:有两个相同的根,则a=b,即a=b=±2第二种情况:有一个相同的根,则x2+ax+b=0和x2+bx+a=0,两式作差,得(a-b )(x-1)=0可得x=1可得a+b+1=0加上a 2+b 2=1,可解得a=-1,b=o 或a=0,b=-16.若方程02=++b ax x 和02=++a bx x 只有一个公共根,求2012)(b a +的值。
解答:设公共根为t ,则t 2+at+b=0,t 2+bt+a=0,∴(a-b )t=a-b ,∵t 有唯一的值,∴a -b≠0,∴t=1,把t=1代入x 2+ax+b=0得a+b+1=0.a+b=-1 故答案是(-1)2012=17.当p 是什么实数时,方程032=-+px x 与方程0)1(42=---p x x 有一个公共根。
解答:X 2-4x-p+1=0.(1)x 2+px-3=0.(2)(2)-(1):(x+1)p+4x-4=0?p=4(1-x)/(x+1)代入(2):x 2+4x(1-x)/(1+x)-3=0?x 3-3x 2+x-3=0?(x 2+1)(x-3)=0?x=3?p=4(1-3)/(1+3)=-28.设a 、b 、c 为三个互不相等的实数,且1≠c ,已知关于x 的方程012=++ax x 和方程02=++c bx x 有一个公共根,方程02=++a x x 和方程02=++b cx x 有一个公共根,试求c b a ++的值。
分析:设x12+ax1+1=0,x12+bx1+c=0,得x1=,同理,由x22+x2+a=0,x22+cx2+b=0,得x2=(c≠1),再根据韦达定理即可求解.解答:解:设x12+ax1+1=0,x12+bx1+c=0,两式相减,得(a-b )x1+1-c=0,解得x1=,同理,由x22+x2+a=0,x22+cx2+b=0,得x2=(c≠1),∵x2=,∴是第一个方程的根,∵x1与是方程x12+ax1+1=0的两根,∴x2是方程x2+ax+1=0和x2+x+a=0的公共根,因此两式相减有(a-1)(x2-1)=0,当a=1时,这两个方程无实根,故x2=1,从而x1=1,于是a=-2,b+c=-1,所以a+b+c=-3.9.已知方程①:02=++c bx ax ,(其中0≠c )有整数根,是否存在整数p ,使得方程②:0)()(23=+++++c x p b x p a x 与方程①有相同的整数根?如果存在,请求出p 的值及相应的公共根,若不存在,请说明理由。