例說用判別式解其它問題
我們知道,一元二次方程的判別式是一元二次方程根的「檢測器」,即可判定一元二次方程實根的各種情形,除此之外,它在其它許多方面有著廣泛的應用:如建立等式、不等式,求方程中引數值或取值範圍,證明與方程相關的代數問題,構造一元二次方程必定有解的代數模型,**幾何存在性問題等等,一些看起來與一元二次方程無關的問題,有時也能用一元二次方程的判別式來解決.
一、判定兩圖象交點的個數
例1 已知函式y=和y=kx+1(k≠0),當k取何值時,這兩個函式圖象總有:
(1)兩個公共點?
(2)乙個公共點?
(3)沒有公共點?
解聯立消去y,整理得kx2+x-2=0,
考慮△=1+8k.
(1)當k>-且k≠0時,兩函式圖象有兩個公共點;
(2)當k=-時,兩函式圖象有乙個公共點;
(3)當k<-時,兩函式圖象沒有公共點.
二、求方程中的引數值
例2 設方程=4只有3個不相等的實數根,求a的值.
解方程等價於兩個方程:
x2+ax-4=0, ①
x2+ax+4=0. ②
因為兩方程無相同的根,但原方程只有3個不相等的實數根,故必有且只有方程①或②有重根.
∵△1=a2+16≥0,
△2=a2-16≥0.
由於△1>△2,故只可能是△2=0,
即a=±4.
三、求完全平方數
例3 求自然數n,使4n2+5n為完全平方數
解設4n2+5n=k2(k≥0且為正整數).
∵方程的解為正整數,
∴方程4n2+5n-k2=0的判別式△=25+16k2應為完全平方數.
又設25 +16k2=m2(m為非負整數),
∴(m+4k)(m-4k)=25.
∴解得k=3,從而n=1.
四、求方程的整數根
例4 設m為整數,且關於x的方程mx2+2(m-5)x+m-4=0有整數根,求m的值.
解顯然m≠0,原方程是關於x的一元二次方程,且
△=[2(m-5)]2-4m(m-4)
=4(25-6m).
設25-6m=k2(k為自然數),
∴k可能的取值有1,2,3,4,6,7,8,11.
分別代入m=知,只有當k的值為1,7,11時,m為整數,此時m的值為4,-4,-16.
五、證明代數不等式
例5 已知a、b、c、x、y、z均為非零實數,且滿足條件a+x=b+y=c+z=k.
求證:ax+by+cx 證明由a+x=k,得a-k+x=0.
顯然a·12-k.1+x=0,則1是關於t的一元二次方程at2-kt+x =0的乙個根,
∴△=(-k)2-4ax≥0,
即ax≤.
同理by≤,cz≤.
∴ax+by+cz≤
六、證明幾何不等式
例6 如圖1,過正方形abcd的頂點c任作一條直線,與ab、ad的延長線分別交於e、f.求證:ae+af≥4ab.
證明設ab=a,ae=x,af=y.
七、求代數式的最值
例7 若abc=2,a+b+c =0,試求的最小值.
解易知a、b、c中必有兩個負數,不妨設b為正數,
∵a+b+c=0.
∴a·12+b·1+c=0.
即1是關於x的一元二次方程ax2+bx+c=0的乙個根,
∴b2-4ac≥0.
即b2≥4ac,b3≥4abc.
又∵abc=2,b3≥8,
∴b≥2,bmin=2.
當b=2時,ac=1,a+c=-2,
此時a=-1,c=-1.
∴的最小值為4.
八、求幾何最值
例8 如圖2,平行四邊形pqrs的一邊sr在△abc的邊bc上,另兩個頂點p、q分別在ab、ac上.**平行四邊形pqrs面積的最大值.
解如圖2,過點4作ad⊥bc,垂足為d,交pq於點e.
根據根與係數的關係,可把、看成關於x的一元二次方程x2-x+=0的兩個根,則有判別式△≥0,得s2≤,即平行四邊形的面積不大於原三角形面積的一半,也就是內接平行四邊形的最大面積等於原三角形面積的一半.
九、**幾何存在性問題
例9 如圖3,在正方形abcd中,∠fae=45°,兩邊與bc、cd分別交於點e、f,連線ef.
設ef=b,ab=a,**rt△ecf存在的條件.
解如圖3,設be=x,由旋轉構造全等三角形可知:
df=b-x.
於是cf=a-b+x,ce=a-x,
在rt△ecf中,由勾股定理可得b2=(a-x)2+(a-b+x)2.
整理得到關於x的一元二次方程x2-bx+a2-ab=0.
若be存在,則該方程必有實數解,於是△≥0,解得≥2-2;
同時,該方程的兩個根滿足x1+x2=b>0,
且x1、x2=a2-ab>0,
於是<1.
綜上所述,rt△ecf存在的條件是:2-2≤<1.
特別地,當=2-2時,rt△ecf是等腰三角形.
十、求分式有理函式值的範圍
例10 求函式y=的值的範圍.
解原函式式變為(y-2)x2-(y-2)x+y-3=0.
(1)當y=2時,則0·x2+0·x+2-3=0,矛盾,不成立;
(2)當y≠2時,因為x為實數,
∴△=(y-2)2-4(y-2)(y-3)≥0,
即-(3y-10)(y-2)≥0,
解得2≤y≤.
綜合(1)(2),所求函式的值的範圍是:2 1 某商亭十月份營業額為5000元,十二月份上公升到7200元,平均每月增長的百分率是 2 某商品連續兩次降價10 後的 為a元,該商品的原價應為 3 某工廠第一季度生產機器a臺,第二季度生產機器b臺,第二季度比第一季度增長的百分率是 4 某工廠今年利潤為a萬元,比去年增長10 去年的利潤為萬元。5... 分式方程應用 1 若關於x的方程 0有增根,則m的值是 a 3 b 2 c 1 d 1 2 有兩塊面積相同的小麥試驗田,分別收穫小麥9000kg 和15000kg 已知第一塊試驗田每公頃的產量比第二塊少3000kg,若設第一塊試驗田每公頃的產量為xkg,根據題意,可得方程 3 已知方程有增根,則這個... 一元二次方程及相關的概念 一元二次方程定義中的三個條件 是整式方程 含有乙個未知數 未知數的最高次數是 三個條件缺一不可。2 一般地,任何乙個關於x的一元二次方程,經過整理,都能化成如下形式這種形式叫做一元二次方程的一般形式 其中ax2是是二次項係數 bx是是一次項係數 是常數項。注意 二次項 係數...一元二次方程的應用
一元二次方程的應用
一元二次方程