我们打开收音机的电源开关,调好频率,就能听到某广播电台播出的节目.原理是:广播发射塔发出无线电波,收音机对接收到的无线电波进行处理加工(滤波、放大等),然后通过扬声器发出声音.通常,我们对收音机从接收无线电波到发出声音的中间过程不需要了解,可以将收音机看成一个“黑箱”.这样就得到一个模型:输入→
输出.
我们把求解一元二次方程$ax^{2}+bx+c= 0(a≠0)$的过程看成是一个黑箱模型,输入的量是a、b、c三个系数,而输出的是该方程的两个根$x_{1}和x_{2}$.若a、b、c分别输入1、1、-1,1、2、1,1、1、2三组数,则输出的结果分别是什么?
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我们把求解一元二次方程$ax^{2}+bx+c= 0(a≠0)$的过程看成是一个黑箱模型,输入的量是a、b、c三个系数,而输出的是该方程的两个根$x_{1}和x_{2}$.若a、b、c分别输入1、1、-1,1、2、1,1、1、2三组数,则输出的结果分别是什么?
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答案
解:① 当a=1,b=-3,c=-1时,
$x_1=\frac {3+\sqrt{13}}2,$$x_2=\frac {3-\sqrt{13}}2$
② 当a=1,b=2,c=1时,$x_1=x_2=-1$
③ 当a=1,b=1,c=2时,
此时$b^2-4ac=-7<0,$方程无解
$x_1=\frac {3+\sqrt{13}}2,$$x_2=\frac {3-\sqrt{13}}2$
② 当a=1,b=2,c=1时,$x_1=x_2=-1$
③ 当a=1,b=1,c=2时,
此时$b^2-4ac=-7<0,$方程无解
例1 不解方程,判别下列方程根的情况:
(1)$5x^{2}-4x-3= 0$;
(2)$2x^{2}+3= 2\sqrt{6}x$;
(3)$3x^{2}+2x+1= 0$.
解 (1)∵$a= 5$,$b= -4$,$c= -3$,$b^{2}-4ac= (-4)^{2}-4×5×(-3)= 76>0$,
∴原方程有两个不相等的实数根.
(2)移项,得
$2x^{2}-2\sqrt{6}x+3= 0$.
∵$a= 2$,$b= -2\sqrt{6}$,$c= 3$,$b^{2}-4ac= (-2\sqrt{6})^{2}-4×2×3= 0$,
∴原方程有两个相等的实数根.
(3)∵$a= 3$,$b= 2$,$c= 1$,$b^{2}-4ac= 2^{2}-4×3×1= -8<0$,
∴原方程没有实数根.
说明 第(2)小题的方程有两个相等的实数根,不能说这个方程只有一个实数根.
(1)$5x^{2}-4x-3= 0$;
(2)$2x^{2}+3= 2\sqrt{6}x$;
(3)$3x^{2}+2x+1= 0$.
解 (1)∵$a= 5$,$b= -4$,$c= -3$,$b^{2}-4ac= (-4)^{2}-4×5×(-3)= 76>0$,
∴原方程有两个不相等的实数根.
(2)移项,得
$2x^{2}-2\sqrt{6}x+3= 0$.
∵$a= 2$,$b= -2\sqrt{6}$,$c= 3$,$b^{2}-4ac= (-2\sqrt{6})^{2}-4×2×3= 0$,
∴原方程有两个相等的实数根.
(3)∵$a= 3$,$b= 2$,$c= 1$,$b^{2}-4ac= 2^{2}-4×3×1= -8<0$,
∴原方程没有实数根.
说明 第(2)小题的方程有两个相等的实数根,不能说这个方程只有一个实数根.
答案
【解析】:
题目要求不解方程,判断一元二次方程的根的情况。这需要我们利用一元二次方程的判别式$b^{2}-4ac$来判断方程的根的情况。
对于一元二次方程$ax^{2}+bx+c=0$,其判别式为$b^{2}-4ac$:
如果判别式大于0,则方程有两个不相等的实数根;
如果判别式等于0,则方程有两个相等的实数根;
如果判别式小于0,则方程没有实数根。
(1) 对于方程$5x^{2}-4x-3= 0$,
$a= 5$,$b= -4$,$c= -3$,
判别式$b^{2}-4ac= (-4)^{2}-4×5×(-3)= 76>0$,
所以原方程有两个不相等的实数根。
(2) 对于方程$2x^{2}+3= 2\sqrt{6}x$,
移项得$2x^{2}-2\sqrt{6}x+3= 0$,
$a= 2$,$b= -2\sqrt{6}$,$c= 3$,
判别式$b^{2}-4ac= (-2\sqrt{6})^{2}-4×2×3= 0$,
所以原方程有两个相等的实数根。
(3) 对于方程$3x^{2}+2x+1= 0$,
$a= 3$,$b= 2$,$c= 1$,
判别式$b^{2}-4ac= 2^{2}-4×3×1= -8<0$,
所以原方程没有实数根。
【答案】:
(1)原方程有两个不相等的实数根。
(2)原方程有两个相等的实数根。
(3)原方程没有实数根。
题目要求不解方程,判断一元二次方程的根的情况。这需要我们利用一元二次方程的判别式$b^{2}-4ac$来判断方程的根的情况。
对于一元二次方程$ax^{2}+bx+c=0$,其判别式为$b^{2}-4ac$:
如果判别式大于0,则方程有两个不相等的实数根;
如果判别式等于0,则方程有两个相等的实数根;
如果判别式小于0,则方程没有实数根。
(1) 对于方程$5x^{2}-4x-3= 0$,
$a= 5$,$b= -4$,$c= -3$,
判别式$b^{2}-4ac= (-4)^{2}-4×5×(-3)= 76>0$,
所以原方程有两个不相等的实数根。
(2) 对于方程$2x^{2}+3= 2\sqrt{6}x$,
移项得$2x^{2}-2\sqrt{6}x+3= 0$,
$a= 2$,$b= -2\sqrt{6}$,$c= 3$,
判别式$b^{2}-4ac= (-2\sqrt{6})^{2}-4×2×3= 0$,
所以原方程有两个相等的实数根。
(3) 对于方程$3x^{2}+2x+1= 0$,
$a= 3$,$b= 2$,$c= 1$,
判别式$b^{2}-4ac= 2^{2}-4×3×1= -8<0$,
所以原方程没有实数根。
【答案】:
(1)原方程有两个不相等的实数根。
(2)原方程有两个相等的实数根。
(3)原方程没有实数根。
例2 k取什么值时,关于x的方程$4x^{2}-12x+k= 0$有两个相等的实数根?求此时方程的根.
解 ∵原方程有两个相等的实数根,
∴$b^{2}-4ac= 0$.
由$b^{2}-4ac= (-12)^{2}-4×4×k= 144-16k= 0$,得$k= 9$.
∴$k= 9$时,原方程有两个相等的实数根.
当$k= 9$时,$x_{1}= x_{2}= \frac{-b}{2a}= \frac{-(-12)}{2×4}= \frac{3}{2}$.
解 ∵原方程有两个相等的实数根,
∴$b^{2}-4ac= 0$.
由$b^{2}-4ac= (-12)^{2}-4×4×k= 144-16k= 0$,得$k= 9$.
∴$k= 9$时,原方程有两个相等的实数根.
当$k= 9$时,$x_{1}= x_{2}= \frac{-b}{2a}= \frac{-(-12)}{2×4}= \frac{3}{2}$.
答案
解:
∵原方程有两个相等的实数根,
∴$b^{2}-4ac=0$。
由$b^{2}-4ac=(-12)^{2}-4×4×k=144-16k=0$,得$k=9$。
当$k=9$时,$x_{1}=x_{2}=\frac{-b}{2a}=\frac{-(-12)}{2×4}=\frac{3}{2}$。
∴$k=9$时,原方程有两个相等的实数根,此时方程的根为$x_{1}=x_{2}=\frac{3}{2}$。
∵原方程有两个相等的实数根,
∴$b^{2}-4ac=0$。
由$b^{2}-4ac=(-12)^{2}-4×4×k=144-16k=0$,得$k=9$。
当$k=9$时,$x_{1}=x_{2}=\frac{-b}{2a}=\frac{-(-12)}{2×4}=\frac{3}{2}$。
∴$k=9$时,原方程有两个相等的实数根,此时方程的根为$x_{1}=x_{2}=\frac{3}{2}$。