2026年能力素养与学力提升九年级数学上册人教版第16页答案
7. 已知关于$x$的一元二次方程$x^2+(2m-1)x+m^2-3=0$有实数根.
(1)求实数$m$的取值范围;
(2)当$m=2$时,方程的根为$x_1,x_2$,求代数式$(x_1^2+2x_1)(x_2^2+4x_2+2)$的值.

答案

7. (1) $m≤\frac{13}{4}$ (2) 1

解析

【分析】
(1)已知一元二次方程有实数根,可利用根的判别式的性质求解:当$\Delta ≥ 0$时,一元二次方程有实数根。本题已明确方程为一元二次方程,二次项系数为1≠0,直接计算判别式并列不等式,即可求出m的取值范围。
(2)当m=2时,先写出对应一元二次方程,根据方程的根的定义(根代入方程等式成立),对所求代数式的高次项降次,转化为含$x_1+x_2$、$x_1x_2$的形式,再结合根与系数的关系代入计算,无需直接求根,可简化运算。
【解析】
(1)
∵ 关于x的一元二次方程$x^2+(2m-1)x+m^2-3=0$有实数根
∴ 根的判别式$\Delta = (2m-1)^2 - 4×1×(m^2-3) ≥ 0$
展开计算:
$\Delta = 4m^2 -4m +1 -4m^2 +12 = -4m +13 ≥ 0$
解不等式得:$m ≤ \frac{13}{4}$
(2)当$m=2$时,原方程化简为$x^2 +3x +1 = 0$
∵ $x_1,x_2$是方程的根
∴ $x_1^2 +3x_1 +1 = 0$,$x_2^2 +3x_2 +1 = 0$
即$x_1^2 = -3x_1 -1$,$x_2^2 = -3x_2 -1$
对所求代数式变形:
$x_1^2 +2x_1 = (-3x_1 -1) +2x_1 = -x_1 -1$
$x_2^2 +4x_2 +2 = (-3x_2 -1) +4x_2 +2 = x_2 +1$
∴ 原式$= (-x_1 -1)(x_2 +1) = -(x_1+1)(x_2+1) = -(x_1x_2 +x_1 +x_2 +1)$
根据根与系数的关系,方程$x^2+3x+1=0$中,$x_1+x_2=-3$,$x_1x_2=1$
代入得:原式$= -(1 -3 +1) = 1$
【答案】
(1)$m≤\frac{13}{4}$;(2)$1$
【知识点】
1.一元二次方程根的判别式;2.一元二次方程根的意义;3.根与系数的关系
【点评】
本题考查一元二次方程相关知识的综合应用,第一问为基础题型,直接利用判别式性质即可求解;第二问需要灵活运用根的定义降次,结合韦达定理计算,避免了直接求根的繁琐运算,对转化思想有一定要求。
【难度系数】
0.7
1. 若$m,n$分别为一元二次方程$x^2 + 2x - 2022 = 0$的两个实数根,则$m^2 + 3m + n =$
$2020$
.

答案

1. 2020

解析

【分析】
解题时可从两个核心知识点切入:一是一元二次方程的根满足方程本身(根的定义),二是一元二次方程根与系数的关系(韦达定理)。观察所求代数式$m^2 + 3m + n$,可将其拆分为$(m^2+2m)+(m+n)$两部分:其中$m^2+2m$可通过将$m$代入原方程直接求出数值,$m+n$可通过韦达定理直接计算,最后代入求和即可,无需单独求解$m$、$n$的具体值,简化计算过程。
【解析】
1. 由$m$是方程$x^2 + 2x - 2022 = 0$的实数根,根据根的定义,将$x=m$代入方程得:
$m^2 + 2m - 2022 = 0$,整理得$m^2 + 2m = 2022$。
2. 根据一元二次方程根与系数的关系,对于$ax^2+bx+c=0(a≠0)$,两根之和为$-\frac{b}{a}$。本题中$a=1,b=2$,两根为$m,n$,因此:
$m + n = -\frac{2}{1} = -2$。
3. 对所求代数式变形后代入计算:
$m^2 + 3m + n = (m^2 + 2m) + (m + n) = 2022 + (-2) = 2020$。
【答案】
2020
【知识点】
一元二次方程根的定义;根与系数的关系(韦达定理);代数式化简求值
【点评】
本题是一元二次方程相关性质的典型综合应用题,解题核心是对所求代数式进行合理拆分变形,跳过直接求解方程根的复杂步骤,属于基础综合类考点。
【难度系数】
0.7
2. 如果$ m,n $是两个不相等的实数,且满足$ m^2 - m = 3 $,$ n^2 - n = 3 $,那么代数式$ 2n^2 - mn + 2m + 2015 = \_\_\_\_\_\_ $。

答案

2. 2026

解析

【分析】
首先观察已知条件中m、n满足的等式结构,二者都满足方程$x^2 - x = 3$,且$m≠n$,因此可判断m、n是一元二次方程$x^2 -x -3=0$的两个不相等的实数根,可直接利用根与系数的关系得到$m+n$与$mn$的值;其次,利用$n^2 -n=3$将$n^2$用含n的一次式表示,对所求代数式进行降次化简,最终将代数式转化为含$m+n$、$mn$的形式,代入数值即可计算结果。
【解析】
解:
∵m、n是两个不相等的实数,且满足$m^2 -m=3$,$n^2 -n=3$,
∴m、n是一元二次方程$x^2 - x - 3 = 0$的两个不相等的实数根,
根据根与系数的关系可得:$m + n = 1$,$mn = -3$。
又
∵$n^2 - n = 3$,
∴$n^2 = n + 3$,
将$n^2 = n + 3$代入所求代数式:
$\begin{aligned}2n^2 - mn + 2m + 2015&= 2(n + 3) - mn + 2m + 2015\\&=2n + 6 - mn + 2m + 2015\\&=2(m + n) - mn + 2021\end{aligned}$
把$m + n = 1$,$mn = -3$代入上式:
原式$=2×1 - (-3) + 2021 = 2 + 3 + 2021 = 2026$
【答案】
2026
【知识点】
一元二次方程根的定义,根与系数的关系,代数式化简求值
【点评】
本题解题的核心是通过观察已知等式的共性构造一元二次方程,结合降次思想简化代数式运算,无需直接求解m、n的具体值即可快速算出结果,能有效考查对根与系数关系的灵活运用能力。
【难度系数】
0.7
3. 关于$x$的方程$mx^2 + x - m + 1 = 0$有以下三个结论:① 当$m=0$时,方程只有一个实数解;② 当$m≠0$时,方程有两个不等的实数解;③ 无论$m$取何值时,方程都有一个负数解.其中正确的是
①③
(填序号).

答案

3. ①③

解析

【分析】
需对三个结论逐一验证:①将m=0代入,方程变为一元一次方程,直接求解即可判断解的个数;②当m≠0时方程为一元二次方程,通过计算判别式Δ的取值范围,判断根的个数是否一定不等;③可通过因式分解找方程的固定根,验证是否恒有负数解。
【解析】
对三个结论分别分析:
1. 验证结论①:当$m=0$时,原方程化简为$x + 1 = 0$,解得$x=-1$,仅1个实数解,故①正确;
2. 验证结论②:当$m≠0$时,原方程为一元二次方程,判别式$\Delta = 1^2 - 4· m· (-m + 1) = 1 + 4m^2 - 4m = (2m - 1)^2$。
∵$(2m-1)^2≥0$,当$m=\frac{1}{2}$时$\Delta=0$,此时方程有两个相等的实数解,并非一定有两个不等实数解,故②错误;
3. 验证结论③:对原方程因式分解:
$mx^2 + x - m + 1 = m(x^2 - 1) + (x + 1) = m(x+1)(x-1) + (x+1) = (x+1)(mx - m + 1)$
令方程等于0,得解$x=-1$或$x=\frac{m-1}{m}$,其中$x=-1$是固定的负数解,因此无论$m$取何值,方程都存在负数解,故③正确。
综上,正确结论为①③。
【答案】
①③
【知识点】
一元一次方程的解,一元二次方程根的判别式,因式分解解方程
【点评】
本题考查含参数方程的解的判断,解题时需注意分$m=0$和$m≠0$两种情况讨论,避免直接默认方程为二次方程漏判,通过因式分解找固定根可快速验证第三个结论的正误。
【难度系数】
0.7
4. 已知关于$x$的一元二次方程$x^2 - (k - 1)x - k + 2 = 0$有两个实数根$x_1, x_2$,若$(x_1 - x_2 + 2)(x_1 - x_2 - 2) + 2x_1x_2 = -3$,则$k$的值为 (
D
)

A.0或2
B.-2或2
C.-2
D.2

答案

4. D

解析

【分析】
解题时首先要明确题干给出两个条件:一是方程有两个实数根,说明判别式$\Delta ≥ 0$,可先确定$k$的取值范围;二是给出含两根的代数式等式,先利用平方差公式化简该等式,再将$(x_1-x_2)^2$转化为$(x_1+x_2)^2-4x_1x_2$的形式,结合韦达定理(根与系数的关系)代入$x_1+x_2$和$x_1x_2$的表达式,得到关于$k$的方程,最后结合判别式的限制对解出的$k$值取舍即可。
【解析】
1. 先计算判别式确定$k$的取值范围
因为方程有两个实数根,所以$\Delta ≥ 0$:
$\Delta = [-(k-1)]^2 - 4×1×(-k+2) = k^2 + 2k -7 ≥ 0$
2. 根据韦达定理得:
$x_1 + x_2 = k-1$,$x_1x_2 = -k+2$
3. 化简给定的等式:
$(x_1 - x_2 + 2)(x_1 - x_2 - 2) + 2x_1x_2 = -3$
利用平方差公式展开前两项得:
$(x_1-x_2)^2 - 4 + 2x_1x_2 = -3$
将$(x_1-x_2)^2=(x_1+x_2)^2-4x_1x_2$代入上式:
$(x_1+x_2)^2 -4x_1x_2 + 2x_1x_2 -4 = -3$
化简得:$(x_1+x_2)^2 -2x_1x_2 =1$
4. 代入韦达定理的结果解方程:
$(k-1)^2 -2(-k+2) =1$
展开化简:$k^2 -2k +1 +2k -4 =1$,即$k^2=4$
解得$k=2$或$k=-2$
5. 结合判别式验证:
当$k=2$时,$\Delta=2^2 +2×2 -7=1≥0$,符合条件;
当$k=-2$时,$\Delta=(-2)^2 +2×(-2) -7=-7<0$,方程无实根,舍去。
综上,$k=2$。
【答案】
D
【知识点】
一元二次方程根的判别式;根与系数的关系;代数式化简求值
【点评】
本题属于一元二次方程的综合应用题,易错点是解出$k$的取值后容易忽略“方程有两个实数根”的前提,未通过判别式验证直接选择两个解,做题时要注意隐含条件对参数的限制。
【难度系数】
0.6
5. 若关于$x$的一元二次方程$x^2 -4x +m=0$的两实数根分别为$x_1,x_2$,且$x_1+3x_2=5$,则$m$的值为(
A
)

A.$\frac{7}{4}$
B.$\frac{7}{5}$
C.$\frac{7}{6}$
D.0

答案

5. A

解析

【分析】
解题时首先回忆一元二次方程根与系数的关系(韦达定理),针对本题的方程可先得到两根之和的等式;再将该等式与题干给出的$x_1+3x_2=5$联立,解出其中一个根的值;最后将求出的根代入原方程,即可计算出$m$的值。
【解析】
∵ 关于$x$的一元二次方程$x^2 -4x +m=0$的两实数根为$x_1,x_2$
∴ 根据根与系数的关系可得:$x_1 + x_2 = -\frac{b}{a} = 4$ ①
又已知$x_1 + 3x_2 = 5$ ②
用②式减去①式,得:
$2x_2 = 1$,解得$x_2 = \frac{1}{2}$
将$x_2 = \frac{1}{2}$代入原方程$x^2 -4x +m=0$,得:
$(\frac{1}{2})^2 - 4×\frac{1}{2} + m = 0$
计算得:$\frac{1}{4} - 2 + m = 0$
解得:$m = 2 - \frac{1}{4} = \frac{7}{4}$
故选A。
【答案】
A
【知识点】
一元二次方程根与系数的关系;一元二次方程的根的定义
【点评】
本题是韦达定理的常规应用题型,解题的突破口是利用根与系数的关系得到两根之和,再结合已知条件求出单个根的值,代入方程即可求出参数,熟练掌握韦达定理内容能大幅提升这类题的解题效率。
【难度系数】
0.7
6. 若关于$x$的一元二次方程$x^2 -4x -m^2=0$有两个实数根$x_1,x_2$,则$m^2(\frac{1}{x_1}+\frac{1}{x_2})$的值为(
D
)

A.$\frac{m^4}{4}$
B.$-\frac{m^4}{4}$
C.$4$
D.$-4$

答案

6. D

解析

【分析】
要计算代数式$m^2(\frac{1}{x_1}+\frac{1}{x_2})$的值,首先可以先对代数式进行通分化简,再结合一元二次方程根与系数的关系(韦达定理),求出两根之和与两根之积,代入化简后的式子计算即可。解题步骤为:1. 对所求分式通分,转化为含$x_1+x_2$和$x_1x_2$的形式;2. 根据韦达定理,从给定方程中求出$x_1+x_2$和$x_1x_2$的值;3. 代入化简后的式子计算,约去参数$m$得到最终结果。
【解析】
已知关于$x$的一元二次方程$x^2 -4x -m^2=0$有两个实数根$x_1,x_2$,根据一元二次方程根与系数的关系(韦达定理):
对于$ax^2+bx+c=0(a≠0)$,两根之和$x_1+x_2=-\frac{b}{a}$,两根之积$x_1x_2=\frac{c}{a}$。
本题中$a=1$,$b=-4$,$c=-m^2$,因此:
$x_1+x_2=-\frac{-4}{1}=4$,$x_1x_2=\frac{-m^2}{1}=-m^2$。
对所求代数式化简:
$m^2(\frac{1}{x_1}+\frac{1}{x_2})=m^2·\frac{x_1+x_2}{x_1x_2}$
将$x_1+x_2=4$,$x_1x_2=-m^2$代入上式:
原式$=m^2×\frac{4}{-m^2}=-4$
【答案】
D
【知识点】
1. 一元二次方程根与系数的关系
2. 分式化简求值
【点评】
本题重点考查韦达定理的应用,解题的核心是将所求代数式转化为用两根之和、两根之积表示的形式,避免解方程求根的繁琐运算,计算时要注意符号的处理。
【难度系数】
0.7
7. 若$x_1,x_2$是一元二次方程$x^2 -2x -1=0$的两个根,则$x_1^2 -x_1 +x_2$的值为(
D
)

A.-1
B.0
C.2
D.3

答案

7. D

解析

【分析】
解题时先利用一元二次方程根的定义,将$x_1$代入原方程得到$x_1^2$与$x_1$的等量关系,对所求代数式中的高次项$x_1^2$进行降次化简,化简后会出现两根之和的形式,再结合一元二次方程根与系数的关系求出两根之和,代入化简后的式子即可算出结果。
【解析】
解:
∵$x_1$是一元二次方程$x^2 -2x -1=0$的根
∴将$x=x_1$代入方程得:$x_1^2 - 2x_1 -1=0$,即$x_1^2=2x_1 +1$
将$x_1^2=2x_1 +1$代入$x_1^2 -x_1 +x_2$得:
$x_1^2 -x_1 +x_2=(2x_1 +1) -x_1 +x_2=x_1 +x_2 +1$
∵$x_1,x_2$是一元二次方程$x^2 -2x -1=0$的两个根
∴根据根与系数的关系,$x_1 +x_2=-\frac{b}{a}=-\frac{-2}{1}=2$
将$x_1 +x_2=2$代入上式得:$2+1=3$
故选D。
【答案】
D
【知识点】
一元二次方程根的定义;根与系数的关系;代数式化简求值
【点评】
本题是一元二次方程性质应用的常考题型,核心解题思路是通过根的定义降次,结合韦达定理计算,无需直接求解方程的根就能快速得出结果,能有效考查学生对相关知识点的灵活运用能力。
【难度系数】
0.7