13.(内江中考)已知关于$x$的一元二次方程$x^2 - px +1=0$($p$为常数)有两个不相等的实数根$x_1$和$x_2$.
(1)填空:$x_1 + x_2 =$
(2)求$\frac{1}{x_1} + \frac{1}{x_2}$和$x_1 + \frac{1}{x_1}$的值;
(3)已知$x_1^2 + x_2^2 = 2p +1$,求$p$的值.
(1)填空:$x_1 + x_2 =$
p
,$x_1x_2 =$1
;(2)求$\frac{1}{x_1} + \frac{1}{x_2}$和$x_1 + \frac{1}{x_1}$的值;
(3)已知$x_1^2 + x_2^2 = 2p +1$,求$p$的值.
答案
13. (1) p 1
(2)
∵$x_1+x_2=p$, $x_1x_2=1$,
∴$x_1=\frac{1}{x_2}$, $x_2=\frac{1}{x_1}$.
∴$\frac{1}{x_1}+\frac{1}{x_2}=x_2+x_1=p$, $x_1+\frac{1}{x_1}=x_1+x_2=p$
(3) 由根与系数的关系,得$x_1+x_2=p$, $x_1x_2=1$.
∵$x_1^2+x_2^2=(x_1+x_2)^2-2x_1x_2=2p+1$,
∴$p^2-2=2p+1$. 解得$p=3$或$p=-1$. 当$p=3$时,$Δ=p^2-4=9-4=5>0$;当$p=-1$时,$Δ=p^2-4=-3<0$.
∴$p=3$
(2)
∵$x_1+x_2=p$, $x_1x_2=1$,
∴$x_1=\frac{1}{x_2}$, $x_2=\frac{1}{x_1}$.
∴$\frac{1}{x_1}+\frac{1}{x_2}=x_2+x_1=p$, $x_1+\frac{1}{x_1}=x_1+x_2=p$
(3) 由根与系数的关系,得$x_1+x_2=p$, $x_1x_2=1$.
∵$x_1^2+x_2^2=(x_1+x_2)^2-2x_1x_2=2p+1$,
∴$p^2-2=2p+1$. 解得$p=3$或$p=-1$. 当$p=3$时,$Δ=p^2-4=9-4=5>0$;当$p=-1$时,$Δ=p^2-4=-3<0$.
∴$p=3$
解析
【分析】
(1)第一问直接利用一元二次方程根与系数的关系(韦达定理)求解:对于一元二次方程$ax^2+bx+c=0(a≠0)$,两根$x_1,x_2$满足$x_1+x_2=-\frac{b}{a}$,$x_1x_2=\frac{c}{a}$,代入题目对应系数即可得到结果。
(2)第二问先对所求代数式变形:$\frac{1}{x_1}+\frac{1}{x_2}$通分后可转化为用$x_1+x_2$和$x_1x_2$表示的形式,代入第一问结果计算即可;再根据$x_1x_2=1$可得$\frac{1}{x_1}=x_2$,即可求出$x_1+\frac{1}{x_1}$的值。
(3)第三问先利用完全平方公式将$x_1^2+x_2^2$变形为$(x_1+x_2)^2-2x_1x_2$,结合已知条件列关于$p$的方程,解方程求出$p$的可能值后,再根据方程有两个不相等的实数根,用判别式$\Delta>0$检验,舍去不符合条件的$p$值即可。
【解析】
(1)已知方程为$x^2 - px +1=0$,其中$a=1$,$b=-p$,$c=1$,根据韦达定理得:
$x_1+x_2=-\frac{b}{a}=p$,$x_1x_2=\frac{c}{a}=1$。
(2)由(1)得$x_1+x_2=p$,$x_1x_2=1$,
对$\frac{1}{x_1}+\frac{1}{x_2}$通分得:$\frac{1}{x_1}+\frac{1}{x_2}=\frac{x_2+x_1}{x_1x_2}=\frac{p}{1}=p$;
由$x_1x_2=1$可得$\frac{1}{x_1}=x_2$,因此$x_1+\frac{1}{x_1}=x_1+x_2=p$。
(3)由完全平方公式可得:$x_1^2+x_2^2=(x_1+x_2)^2-2x_1x_2$,
将$x_1+x_2=p$,$x_1x_2=1$,$x_1^2+x_2^2=2p+1$代入上式得:
$p^2 - 2 = 2p + 1$,
整理得$p^2-2p-3=0$,解得$p=3$或$p=-1$。
∵方程有两个不相等的实数根,
∴判别式$\Delta=(-p)^2-4×1×1=p^2-4>0$,
当$p=3$时,$\Delta=9-4=5>0$,符合条件;当$p=-1$时,$\Delta=1-4=-3<0$,不符合条件,舍去。
∴$p=3$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{p}$,$\boldsymbol{1}$
(2) $\frac{1}{x_1} + \frac{1}{x_2}=\boldsymbol{p}$,$x_1 + \frac{1}{x_1}=\boldsymbol{p}$
(3) $\boldsymbol{p=3}$
【知识点】
韦达定理,代数式化简,根的判别式
【点评】
本题围绕一元二次方程根与系数的关系设置问题,解题的关键是熟练掌握韦达定理和完全平方公式的变形应用,需要注意求出参数值后要结合根的判别式验证结果是否符合题意,避免出现增根。
【难度系数】
0.7
(1)第一问直接利用一元二次方程根与系数的关系(韦达定理)求解:对于一元二次方程$ax^2+bx+c=0(a≠0)$,两根$x_1,x_2$满足$x_1+x_2=-\frac{b}{a}$,$x_1x_2=\frac{c}{a}$,代入题目对应系数即可得到结果。
(2)第二问先对所求代数式变形:$\frac{1}{x_1}+\frac{1}{x_2}$通分后可转化为用$x_1+x_2$和$x_1x_2$表示的形式,代入第一问结果计算即可;再根据$x_1x_2=1$可得$\frac{1}{x_1}=x_2$,即可求出$x_1+\frac{1}{x_1}$的值。
(3)第三问先利用完全平方公式将$x_1^2+x_2^2$变形为$(x_1+x_2)^2-2x_1x_2$,结合已知条件列关于$p$的方程,解方程求出$p$的可能值后,再根据方程有两个不相等的实数根,用判别式$\Delta>0$检验,舍去不符合条件的$p$值即可。
【解析】
(1)已知方程为$x^2 - px +1=0$,其中$a=1$,$b=-p$,$c=1$,根据韦达定理得:
$x_1+x_2=-\frac{b}{a}=p$,$x_1x_2=\frac{c}{a}=1$。
(2)由(1)得$x_1+x_2=p$,$x_1x_2=1$,
对$\frac{1}{x_1}+\frac{1}{x_2}$通分得:$\frac{1}{x_1}+\frac{1}{x_2}=\frac{x_2+x_1}{x_1x_2}=\frac{p}{1}=p$;
由$x_1x_2=1$可得$\frac{1}{x_1}=x_2$,因此$x_1+\frac{1}{x_1}=x_1+x_2=p$。
(3)由完全平方公式可得:$x_1^2+x_2^2=(x_1+x_2)^2-2x_1x_2$,
将$x_1+x_2=p$,$x_1x_2=1$,$x_1^2+x_2^2=2p+1$代入上式得:
$p^2 - 2 = 2p + 1$,
整理得$p^2-2p-3=0$,解得$p=3$或$p=-1$。
∵方程有两个不相等的实数根,
∴判别式$\Delta=(-p)^2-4×1×1=p^2-4>0$,
当$p=3$时,$\Delta=9-4=5>0$,符合条件;当$p=-1$时,$\Delta=1-4=-3<0$,不符合条件,舍去。
∴$p=3$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{p}$,$\boldsymbol{1}$
(2) $\frac{1}{x_1} + \frac{1}{x_2}=\boldsymbol{p}$,$x_1 + \frac{1}{x_1}=\boldsymbol{p}$
(3) $\boldsymbol{p=3}$
【知识点】
韦达定理,代数式化简,根的判别式
【点评】
本题围绕一元二次方程根与系数的关系设置问题,解题的关键是熟练掌握韦达定理和完全平方公式的变形应用,需要注意求出参数值后要结合根的判别式验证结果是否符合题意,避免出现增根。
【难度系数】
0.7
14.(遂宁中考)已知关于$x$的一元二次方程$x^2 - (m + 2)x + m - 1 = 0$。
(1)求证:无论$m$取何值,方程都有两个不相等的实数根;
(2)如果方程的两个实数根为$x_1$、$x_2$,满足$x_1^2 + x_2^2 - x_1x_2 = 9$,求$m$的值。
(1)求证:无论$m$取何值,方程都有两个不相等的实数根;
(2)如果方程的两个实数根为$x_1$、$x_2$,满足$x_1^2 + x_2^2 - x_1x_2 = 9$,求$m$的值。
答案
(1) $x^2-(m+2)x+m-1=0$. 这里,$a=1$, $b=-(m+2)$, $c=m-1$,
∴$Δ=b^2-4ac=[-(m+2)]^2-4×1×(m-1)=m^2+4m+4-4m+4=m^2+8>0$.
∴无论$m$取何值,方程都有两个不相等的实数根
(2) 由根与系数的关系,得$x_1+x_2=m+2$, $x_1x_2=m-1$.
∵$x_1^2+x_2^2-x_1x_2=(x_1+x_2)^2-3x_1x_2=9$,
∴$(m+2)^2-3(m-1)=9$. 解得$m=-2$或$m=1$
∴$Δ=b^2-4ac=[-(m+2)]^2-4×1×(m-1)=m^2+4m+4-4m+4=m^2+8>0$.
∴无论$m$取何值,方程都有两个不相等的实数根
(2) 由根与系数的关系,得$x_1+x_2=m+2$, $x_1x_2=m-1$.
∵$x_1^2+x_2^2-x_1x_2=(x_1+x_2)^2-3x_1x_2=9$,
∴$(m+2)^2-3(m-1)=9$. 解得$m=-2$或$m=1$
解析
【分析】
(1)要证明无论m取何值,一元二次方程都有两个不相等的实数根,只需证明根的判别式Δ恒大于0即可。首先确定方程中二次项系数a、一次项系数b、常数项c的取值,代入Δ=b²-4ac化简,判断化简结果的符号即可完成证明。
(2)已知方程两根的代数式的值求参数m,可利用一元二次方程根与系数的关系,先写出两根之和$x_1+x_2$、两根之积$x_1x_2$关于m的表达式,再将$x_1^2+x_2^2-x_1x_2$利用完全平方公式变形为含$x_1+x_2$、$x_1x_2$的形式,整体代入得到关于m的方程,解方程即可求出m的值。
【解析】
(1) 对于一元二次方程$x^2 - (m + 2)x + m - 1 = 0$,可得$a=1$,$b=-(m+2)$,$c=m-1$,
则根的判别式$\Delta = b^2 - 4ac = [-(m+2)]^2 - 4×1×(m-1)$
$= m^2 +4m +4 -4m +4 = m^2 +8$。
∵对任意实数m,都有$m^2≥0$,
∴$m^2 +8 ≥ 8 > 0$,
∴无论m取何值,方程都有两个不相等的实数根。
(2) 根据根与系数的关系可得:
$x_1 + x_2 = m + 2$,$x_1x_2 = m - 1$。
对$x_1^2 + x_2^2 - x_1x_2$变形可得:
$x_1^2 + x_2^2 - x_1x_2 = (x_1 + x_2)^2 - 3x_1x_2$,
结合题意该式值为9,代入得:
$(m + 2)^2 - 3(m - 1) = 9$,
整理得$m^2 +m -2 =0$,
解得$m=-2$或$m=1$。
【答案】
(1) 无论m取何值,方程都有两个不相等的实数根,证明成立;
(2) $m$的值为$\boldsymbol{-2}$或$\boldsymbol{1}$。
【知识点】
1. 一元二次方程根的判别式
2. 根与系数的关系
3. 完全平方公式变形
【点评】
本题是一元二次方程的典型基础考题,第一问侧重考查根的判别式的应用,核心是通过计算判别式并判断其符号完成证明;第二问侧重考查韦达定理的应用,解题关键是熟练掌握代数式的变形技巧,将所求代数式转化为两根和、两根积的形式整体代入求解,计算量小,解题思路固定。
【难度系数】
0.7
(1)要证明无论m取何值,一元二次方程都有两个不相等的实数根,只需证明根的判别式Δ恒大于0即可。首先确定方程中二次项系数a、一次项系数b、常数项c的取值,代入Δ=b²-4ac化简,判断化简结果的符号即可完成证明。
(2)已知方程两根的代数式的值求参数m,可利用一元二次方程根与系数的关系,先写出两根之和$x_1+x_2$、两根之积$x_1x_2$关于m的表达式,再将$x_1^2+x_2^2-x_1x_2$利用完全平方公式变形为含$x_1+x_2$、$x_1x_2$的形式,整体代入得到关于m的方程,解方程即可求出m的值。
【解析】
(1) 对于一元二次方程$x^2 - (m + 2)x + m - 1 = 0$,可得$a=1$,$b=-(m+2)$,$c=m-1$,
则根的判别式$\Delta = b^2 - 4ac = [-(m+2)]^2 - 4×1×(m-1)$
$= m^2 +4m +4 -4m +4 = m^2 +8$。
∵对任意实数m,都有$m^2≥0$,
∴$m^2 +8 ≥ 8 > 0$,
∴无论m取何值,方程都有两个不相等的实数根。
(2) 根据根与系数的关系可得:
$x_1 + x_2 = m + 2$,$x_1x_2 = m - 1$。
对$x_1^2 + x_2^2 - x_1x_2$变形可得:
$x_1^2 + x_2^2 - x_1x_2 = (x_1 + x_2)^2 - 3x_1x_2$,
结合题意该式值为9,代入得:
$(m + 2)^2 - 3(m - 1) = 9$,
整理得$m^2 +m -2 =0$,
解得$m=-2$或$m=1$。
【答案】
(1) 无论m取何值,方程都有两个不相等的实数根,证明成立;
(2) $m$的值为$\boldsymbol{-2}$或$\boldsymbol{1}$。
【知识点】
1. 一元二次方程根的判别式
2. 根与系数的关系
3. 完全平方公式变形
【点评】
本题是一元二次方程的典型基础考题,第一问侧重考查根的判别式的应用,核心是通过计算判别式并判断其符号完成证明;第二问侧重考查韦达定理的应用,解题关键是熟练掌握代数式的变形技巧,将所求代数式转化为两根和、两根积的形式整体代入求解,计算量小,解题思路固定。
【难度系数】
0.7
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