3. 关于$x$的一元二次方程$(m-1)x^2 +2x -1=0$有两个不相等的实数解,则$m$的取值范围是(
A.$m<-1$
B.$m>0$
C.$m<1$且$m≠0$
D.$m>0$且$m≠1$
D
)。A.$m<-1$
B.$m>0$
C.$m<1$且$m≠0$
D.$m>0$且$m≠1$
答案
3.D
解析
【分析】
要解决这道题,需要抓住两个关键条件:①题目明确是一元二次方程,因此必须满足二次项系数不为0的要求;②方程有两个不相等的实数解,根据一元二次方程根的判别式的性质,此时判别式Δ>0。我们分别根据两个条件列不等式,再取两个不等式解集的公共部分,就能得到m的取值范围。
【解析】
第一步:根据一元二次方程的定义,二次项系数不能为0:
$m-1≠0$,解得$m≠1$。
第二步:计算方程的根的判别式,对于一元二次方程$ax²+bx+c=0$($a≠0$),判别式$\Delta = b²-4ac$,本题中$a=m-1$,$b=2$,$c=-1$,代入得:
$\Delta = 2² - 4×(m-1)×(-1) = 4 + 4(m-1) = 4m$
因为方程有两个不相等的实数解,所以$\Delta>0$,即:
$4m>0$,解得$m>0$。
第三步:结合两个条件,m的取值范围是$m>0$且$m≠1$,对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
一元二次方程定义;根的判别式应用;解一元一次不等式
【点评】
本题是根的判别式的常规考查题型,易错点是容易忽略“一元二次方程”的前提条件,漏记二次项系数不为0的限制,导致误选B。解题时要先明确方程的类型限制,再结合判别式的取值求解。
【难度系数】
0.7
要解决这道题,需要抓住两个关键条件:①题目明确是一元二次方程,因此必须满足二次项系数不为0的要求;②方程有两个不相等的实数解,根据一元二次方程根的判别式的性质,此时判别式Δ>0。我们分别根据两个条件列不等式,再取两个不等式解集的公共部分,就能得到m的取值范围。
【解析】
第一步:根据一元二次方程的定义,二次项系数不能为0:
$m-1≠0$,解得$m≠1$。
第二步:计算方程的根的判别式,对于一元二次方程$ax²+bx+c=0$($a≠0$),判别式$\Delta = b²-4ac$,本题中$a=m-1$,$b=2$,$c=-1$,代入得:
$\Delta = 2² - 4×(m-1)×(-1) = 4 + 4(m-1) = 4m$
因为方程有两个不相等的实数解,所以$\Delta>0$,即:
$4m>0$,解得$m>0$。
第三步:结合两个条件,m的取值范围是$m>0$且$m≠1$,对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
一元二次方程定义;根的判别式应用;解一元一次不等式
【点评】
本题是根的判别式的常规考查题型,易错点是容易忽略“一元二次方程”的前提条件,漏记二次项系数不为0的限制,导致误选B。解题时要先明确方程的类型限制,再结合判别式的取值求解。
【难度系数】
0.7
4.若关于$x$的一元二次方程$x^2 - (2k - 1)x + k^2 - 2 = 0$有实数根,则$k$的取值范围是(
A.$k ≤ \frac{9}{4}$
B.$k ≥ \frac{9}{4}$
C.$k > \frac{9}{4}$
D.$k < \frac{9}{4}$
A
)。A.$k ≤ \frac{9}{4}$
B.$k ≥ \frac{9}{4}$
C.$k > \frac{9}{4}$
D.$k < \frac{9}{4}$
答案
4.A
解析
【分析】
首先题目明确是一元二次方程且有实数根,根据一元二次方程根的判别式的性质,当$\Delta ≥ 0$时方程有实数根,因此我们先确定方程中$a$、$b$、$c$的取值,代入判别式公式得到关于$k$的不等式,解不等式即可得到$k$的取值范围。
【解析】
对于一元二次方程$ax^2+bx+c=0$($a≠0$),根的判别式为$\Delta = b^2-4ac$,当$\Delta ≥ 0$时,方程有实数根。
本题中方程为$x^2 - (2k - 1)x + k^2 - 2 = 0$,其中$a=1$,$b=-(2k-1)$,$c=k^2-2$,代入判别式得:
$\Delta = [-(2k-1)]^2 - 4×1×(k^2-2)$
$= (2k-1)^2 -4(k^2-2)$
$=4k^2 -4k +1 -4k^2 +8$
$=-4k +9$
因为方程有实数根,所以$\Delta ≥ 0$,即:
$-4k +9 ≥ 0$
移项得:$-4k ≥ -9$
两边同时除以$-4$,不等号方向改变,得:
$k ≤ \frac{9}{4}$
【答案】
A
【知识点】
一元二次方程根的判别式、解一元一次不等式
【点评】
本题属于基础题型,解题的核心是掌握一元二次方程有实数根时判别式的取值要求,计算判别式时注意符号问题,解不等式时两边同除以负数要记得改变不等号方向。
【难度系数】
0.8
首先题目明确是一元二次方程且有实数根,根据一元二次方程根的判别式的性质,当$\Delta ≥ 0$时方程有实数根,因此我们先确定方程中$a$、$b$、$c$的取值,代入判别式公式得到关于$k$的不等式,解不等式即可得到$k$的取值范围。
【解析】
对于一元二次方程$ax^2+bx+c=0$($a≠0$),根的判别式为$\Delta = b^2-4ac$,当$\Delta ≥ 0$时,方程有实数根。
本题中方程为$x^2 - (2k - 1)x + k^2 - 2 = 0$,其中$a=1$,$b=-(2k-1)$,$c=k^2-2$,代入判别式得:
$\Delta = [-(2k-1)]^2 - 4×1×(k^2-2)$
$= (2k-1)^2 -4(k^2-2)$
$=4k^2 -4k +1 -4k^2 +8$
$=-4k +9$
因为方程有实数根,所以$\Delta ≥ 0$,即:
$-4k +9 ≥ 0$
移项得:$-4k ≥ -9$
两边同时除以$-4$,不等号方向改变,得:
$k ≤ \frac{9}{4}$
【答案】
A
【知识点】
一元二次方程根的判别式、解一元一次不等式
【点评】
本题属于基础题型,解题的核心是掌握一元二次方程有实数根时判别式的取值要求,计算判别式时注意符号问题,解不等式时两边同除以负数要记得改变不等号方向。
【难度系数】
0.8
5.若关于$x$的一元二次方程$ax^2+bx+c=0$($a≠0$)有两个相等的实数根,且满足$4a-2b+c=0$,则(
A.$b=a$
B.$c=2a$
C.$a(x+2)^2=0$
D.$-a(x-2)^2=0$
C
)。A.$b=a$
B.$c=2a$
C.$a(x+2)^2=0$
D.$-a(x-2)^2=0$
答案
5.C
解析
【分析】
解题时先从已知条件$4a-2b+c=0$入手,结合一元二次方程解的定义:若将$x=m$代入方程$ax^2+bx+c=0$能使$am^2+bm+c=0$,则$x=m$是方程的解,由此可判断$x=-2$是该方程的根;再结合方程有两个相等实数根的条件,可知两个根均为$-2$,据此可写出方程的完全平方形式,最后逐一核对选项即可得出答案。
【解析】
1. 确定方程的一个根:
将$x=-2$代入一元二次方程$ax^2+bx+c=0$,左边$=a×(-2)^2 + b×(-2) + c=4a-2b+c$,结合已知$4a-2b+c=0$,可得$x=-2$是方程$ax^2+bx+c=0$的根。
2. 结合重根条件推导方程形式:
因为该一元二次方程有两个相等的实数根,所以方程的两个根均为$x=-2$,因此方程可整理为$a(x+2)^2=0$($a≠0$)。
3. 逐一验证选项:
展开$a(x+2)^2=0$得$ax^2+4ax+4a=0$,对应系数得$b=4a$,$c=4a$:
A选项$b=a$,与推导结果不符,错误;
B选项$c=2a$,与推导结果不符,错误;
C选项$a(x+2)^2=0$,符合推导结果,正确;
D选项$-a(x-2)^2=0$的根为$x=2$,与推导的根$x=-2$不符,错误。
【答案】
C
【知识点】
1. 一元二次方程根的判别式
2. 一元二次方程的解的定义
3. 一元二次方程的因式分解形式
【点评】
本题综合考查一元二次方程的相关性质,解题的突破口是根据给定的代数式识别出方程的一个根,再结合相等实根的条件确定方程的形式,是一元二次方程章节的典型基础题。
【难度系数】
0.7
解题时先从已知条件$4a-2b+c=0$入手,结合一元二次方程解的定义:若将$x=m$代入方程$ax^2+bx+c=0$能使$am^2+bm+c=0$,则$x=m$是方程的解,由此可判断$x=-2$是该方程的根;再结合方程有两个相等实数根的条件,可知两个根均为$-2$,据此可写出方程的完全平方形式,最后逐一核对选项即可得出答案。
【解析】
1. 确定方程的一个根:
将$x=-2$代入一元二次方程$ax^2+bx+c=0$,左边$=a×(-2)^2 + b×(-2) + c=4a-2b+c$,结合已知$4a-2b+c=0$,可得$x=-2$是方程$ax^2+bx+c=0$的根。
2. 结合重根条件推导方程形式:
因为该一元二次方程有两个相等的实数根,所以方程的两个根均为$x=-2$,因此方程可整理为$a(x+2)^2=0$($a≠0$)。
3. 逐一验证选项:
展开$a(x+2)^2=0$得$ax^2+4ax+4a=0$,对应系数得$b=4a$,$c=4a$:
A选项$b=a$,与推导结果不符,错误;
B选项$c=2a$,与推导结果不符,错误;
C选项$a(x+2)^2=0$,符合推导结果,正确;
D选项$-a(x-2)^2=0$的根为$x=2$,与推导的根$x=-2$不符,错误。
【答案】
C
【知识点】
1. 一元二次方程根的判别式
2. 一元二次方程的解的定义
3. 一元二次方程的因式分解形式
【点评】
本题综合考查一元二次方程的相关性质,解题的突破口是根据给定的代数式识别出方程的一个根,再结合相等实根的条件确定方程的形式,是一元二次方程章节的典型基础题。
【难度系数】
0.7
6.对于实数$m$,$n$定义运算“*”为$m*n = n^2 - 2m$,例如:$1*3 = 3^2 - 2×1 = 7$,若关于$x$的方程$k*x = 2x$有两个相等的实数根,则$k$的值为
$-\frac{1}{2}$
。答案
6.$-\frac{1}{2}$
解析
【分析】
解题时首先要正确理解题目给出的新定义运算规则,先将$k*x$按照新运算转化为常规代数式,再代入已知方程整理为一元二次方程的一般形式;接着根据“方程有两个相等的实数根”这一条件,联想到一元二次方程根的判别式$\Delta=0$,代入系数建立关于$k$的方程,最后求解即可得到$k$的值。
【解析】
根据新运算“*”的定义:$m*n = n^2 - 2m$,可得:
$k*x = x^2 - 2k$
将其代入方程$k*x = 2x$,得:
$x^2 - 2k = 2x$
整理为一元二次方程的一般形式:
$x^2 - 2x - 2k = 0$
∵该方程有两个相等的实数根
∴根的判别式$\Delta = b^2 - 4ac = 0$,其中$a=1$,$b=-2$,$c=-2k$
代入得:
$(-2)^2 - 4×1×(-2k) = 0$
计算得:
$4 + 8k = 0$
解得:
$k = -\frac{1}{2}$
【答案】
$-\frac{1}{2}$
【知识点】
新定义运算、一元二次方程根的判别式、解一元一次方程
【点评】
本题结合新定义运算考查一元二次方程根的判别式的应用,解题的核心是准确转化新运算为常规代数式,再利用判别式的性质建立等式求解,整体逻辑清晰,注意不要混淆新运算中两个参数的对应位置即可。
【难度系数】
0.7
解题时首先要正确理解题目给出的新定义运算规则,先将$k*x$按照新运算转化为常规代数式,再代入已知方程整理为一元二次方程的一般形式;接着根据“方程有两个相等的实数根”这一条件,联想到一元二次方程根的判别式$\Delta=0$,代入系数建立关于$k$的方程,最后求解即可得到$k$的值。
【解析】
根据新运算“*”的定义:$m*n = n^2 - 2m$,可得:
$k*x = x^2 - 2k$
将其代入方程$k*x = 2x$,得:
$x^2 - 2k = 2x$
整理为一元二次方程的一般形式:
$x^2 - 2x - 2k = 0$
∵该方程有两个相等的实数根
∴根的判别式$\Delta = b^2 - 4ac = 0$,其中$a=1$,$b=-2$,$c=-2k$
代入得:
$(-2)^2 - 4×1×(-2k) = 0$
计算得:
$4 + 8k = 0$
解得:
$k = -\frac{1}{2}$
【答案】
$-\frac{1}{2}$
【知识点】
新定义运算、一元二次方程根的判别式、解一元一次方程
【点评】
本题结合新定义运算考查一元二次方程根的判别式的应用,解题的核心是准确转化新运算为常规代数式,再利用判别式的性质建立等式求解,整体逻辑清晰,注意不要混淆新运算中两个参数的对应位置即可。
【难度系数】
0.7
7.已知$a,b,c$分别是$△ ABC$的三边长,其中$a=1,c=4$,且关于$x$的方程$x^2 -4x +b=0$有两个相等的实数根,试判断$△ ABC$的形状。
答案
7.等腰三角形。
解析
【分析】
解题时首先从题干给出的“方程有两个相等的实数根”这一条件入手,回忆一元二次方程根的判别式的性质:当Δ=0时,一元二次方程有两个相等的实数根,因此可以先通过判别式列等式求出未知边长b的值;得到b的值后,结合已知的a、c的边长,先验证三条边是否满足三角形三边关系,再根据三边的长度特征判断三角形的形状即可。
【解析】
解:
∵关于x的方程$x^2 -4x +b=0$有两个相等的实数根,
∴根的判别式$\Delta=(-4)^2 - 4×1× b = 0$,
即$16 - 4b = 0$,
解得$b=4$。
已知△ABC的三边长$a=1$,$c=4$,因此三边长分别为1、4、4,满足三角形三边关系($1+4>4$,$4-1<4$),且$b=c=4$,
∴△ABC为等腰三角形。
【答案】
等腰三角形
【知识点】
一元二次方程根的判别式,三角形三边关系,等腰三角形判定
【点评】
本题属于基础综合题,解题核心是先利用一元二次方程根的判别式求出未知边长,再结合边长特征判断三角形形状,需要注意求出边长后要先验证是否满足三角形的三边构成条件,避免出错。
【难度系数】
0.8
解题时首先从题干给出的“方程有两个相等的实数根”这一条件入手,回忆一元二次方程根的判别式的性质:当Δ=0时,一元二次方程有两个相等的实数根,因此可以先通过判别式列等式求出未知边长b的值;得到b的值后,结合已知的a、c的边长,先验证三条边是否满足三角形三边关系,再根据三边的长度特征判断三角形的形状即可。
【解析】
解:
∵关于x的方程$x^2 -4x +b=0$有两个相等的实数根,
∴根的判别式$\Delta=(-4)^2 - 4×1× b = 0$,
即$16 - 4b = 0$,
解得$b=4$。
已知△ABC的三边长$a=1$,$c=4$,因此三边长分别为1、4、4,满足三角形三边关系($1+4>4$,$4-1<4$),且$b=c=4$,
∴△ABC为等腰三角形。
【答案】
等腰三角形
【知识点】
一元二次方程根的判别式,三角形三边关系,等腰三角形判定
【点评】
本题属于基础综合题,解题核心是先利用一元二次方程根的判别式求出未知边长,再结合边长特征判断三角形形状,需要注意求出边长后要先验证是否满足三角形的三边构成条件,避免出错。
【难度系数】
0.8
8.已知关于x的一元二次方程$(1-2k)x^2 - 2\sqrt{k+1}x - 1 = 0$有两个不相等的实数根,则k的取值范围是
$-1≤ k<2$且$k≠\frac{1}{2}$
。答案
8.$-1≤ k<2$ 且 $k≠\frac{1}{2}$
解析
【分析】
要确定k的取值范围,需结合题目给出的所有限制条件逐一分析:① 题目明确是一元二次方程,因此二次项系数不能为0;② 方程中含有二次根式$\sqrt{k+1}$,需满足二次根式有意义的条件,即被开方数非负;③ 方程有两个不相等的实数根,说明根的判别式$\Delta>0$。分别求解三个条件对应的k的范围,再取公共部分即可得到最终结果。
【解析】
根据题意,需同时满足以下三个条件:
1. 一元二次方程的二次项系数不为0:
$1-2k≠0$,解得 $k≠\frac{1}{2}$
2. 二次根式$\sqrt{k+1}$有意义,被开方数非负:
$k+1≥0$,解得 $k≥-1$
3. 方程有两个不相等的实数根,即判别式$\Delta=b^2-4ac>0$,其中$a=1-2k$,$b=-2\sqrt{k+1}$,$c=-1$:
$\Delta=(-2\sqrt{k+1})^2 - 4×(1-2k)×(-1)$
$=4(k+1)+4(1-2k)$
$=4k+4+4-8k$
$=8-4k>0$
解得 $k<2$
综合以上三个条件,取公共部分得:$-1≤ k<2$且$k≠\frac{1}{2}$
【答案】
$-1≤ k<2$ 且 $k≠\frac{1}{2}$
【知识点】
一元二次方程的定义,二次根式有意义的条件,一元二次方程根的判别式
【点评】
本题是根的判别式的常规应用题型,解题时易出现仅考虑判别式大于0,忽略二次项系数不为0、二次根式被开方数非负的限制条件的错误,需注意全面审题,梳理所有隐含的限制要求。
【难度系数】
0.7
要确定k的取值范围,需结合题目给出的所有限制条件逐一分析:① 题目明确是一元二次方程,因此二次项系数不能为0;② 方程中含有二次根式$\sqrt{k+1}$,需满足二次根式有意义的条件,即被开方数非负;③ 方程有两个不相等的实数根,说明根的判别式$\Delta>0$。分别求解三个条件对应的k的范围,再取公共部分即可得到最终结果。
【解析】
根据题意,需同时满足以下三个条件:
1. 一元二次方程的二次项系数不为0:
$1-2k≠0$,解得 $k≠\frac{1}{2}$
2. 二次根式$\sqrt{k+1}$有意义,被开方数非负:
$k+1≥0$,解得 $k≥-1$
3. 方程有两个不相等的实数根,即判别式$\Delta=b^2-4ac>0$,其中$a=1-2k$,$b=-2\sqrt{k+1}$,$c=-1$:
$\Delta=(-2\sqrt{k+1})^2 - 4×(1-2k)×(-1)$
$=4(k+1)+4(1-2k)$
$=4k+4+4-8k$
$=8-4k>0$
解得 $k<2$
综合以上三个条件,取公共部分得:$-1≤ k<2$且$k≠\frac{1}{2}$
【答案】
$-1≤ k<2$ 且 $k≠\frac{1}{2}$
【知识点】
一元二次方程的定义,二次根式有意义的条件,一元二次方程根的判别式
【点评】
本题是根的判别式的常规应用题型,解题时易出现仅考虑判别式大于0,忽略二次项系数不为0、二次根式被开方数非负的限制条件的错误,需注意全面审题,梳理所有隐含的限制要求。
【难度系数】
0.7
9.已知关于$x$的方程$x^2 - (2m + 1)x + m(m+1)=0$。
(1)求证:方程总有两个不相等的实数根;
(2)已知方程的一个根为0,求代数式$(2m -1)^2 + (3+m)(3 -m)+7m -5$的值(先化简再求值)。
(1)求证:方程总有两个不相等的实数根;
(2)已知方程的一个根为0,求代数式$(2m -1)^2 + (3+m)(3 -m)+7m -5$的值(先化简再求值)。
答案
9.(1)证明:因为 $\Delta =[-(2m+1)]^2 -4m(m+1)=1>0$,所以方程总有两个不相等的实数根。
(2)原式$=5$。
(2)原式$=5$。
解析
【分析】
(1) 要证明一元二次方程总有两个不相等的实数根,需借助根的判别式判断:对于一元二次方程$ax^2+bx+c=0(a\ne0)$,若$\Delta=b^2-4ac>0$,则方程有两个不相等的实数根。我们只需代入对应系数计算判别式,验证其恒大于0即可完成证明。
(2) 已知方程的根为0,先根据“方程的根满足方程”,将$x=0$代入原方程得到$m$的关系式,再按照整式运算法则先化简待求代数式,最后代入$m$的关系式求值即可,可采用整体代入法简化计算。
【解析】
(1) 证明:方程$x^2 - (2m + 1)x + m(m+1)=0$中,$a=1$,$b=-(2m+1)$,$c=m(m+1)$,
则根的判别式:
$\Delta = [-(2m+1)]^2 - 4×1× m(m+1)$
$=4m^2+4m+1 - 4m^2-4m$
$=1>0$
所以方程总有两个不相等的实数根。
(2) 解:把$x=0$代入原方程,得$m(m+1)=0$,即$m^2+m=0$。
化简代数式:
$(2m -1)^2 + (3+m)(3 -m)+7m -5$
$=4m^2-4m+1 + 9 - m^2 +7m -5$
$=3m^2+3m+5$
$=3(m^2+m)+5$
将$m^2+m=0$代入上式,得$3×0 +5=5$。
【答案】
(1) 方程总有两个不相等的实数根得证;(2) $\boxed{5}$
【知识点】
一元二次方程根的判别式,一元二次方程的根的定义,整式化简求值
【点评】
本题是一元二次方程章节的基础典型题,第一问直接考察根的判别式的应用,第二问结合整式运算,解题时灵活运用整体代入思想可简化计算,降低出错概率。
【难度系数】
0.7
(1) 要证明一元二次方程总有两个不相等的实数根,需借助根的判别式判断:对于一元二次方程$ax^2+bx+c=0(a\ne0)$,若$\Delta=b^2-4ac>0$,则方程有两个不相等的实数根。我们只需代入对应系数计算判别式,验证其恒大于0即可完成证明。
(2) 已知方程的根为0,先根据“方程的根满足方程”,将$x=0$代入原方程得到$m$的关系式,再按照整式运算法则先化简待求代数式,最后代入$m$的关系式求值即可,可采用整体代入法简化计算。
【解析】
(1) 证明:方程$x^2 - (2m + 1)x + m(m+1)=0$中,$a=1$,$b=-(2m+1)$,$c=m(m+1)$,
则根的判别式:
$\Delta = [-(2m+1)]^2 - 4×1× m(m+1)$
$=4m^2+4m+1 - 4m^2-4m$
$=1>0$
所以方程总有两个不相等的实数根。
(2) 解:把$x=0$代入原方程,得$m(m+1)=0$,即$m^2+m=0$。
化简代数式:
$(2m -1)^2 + (3+m)(3 -m)+7m -5$
$=4m^2-4m+1 + 9 - m^2 +7m -5$
$=3m^2+3m+5$
$=3(m^2+m)+5$
将$m^2+m=0$代入上式,得$3×0 +5=5$。
【答案】
(1) 方程总有两个不相等的实数根得证;(2) $\boxed{5}$
【知识点】
一元二次方程根的判别式,一元二次方程的根的定义,整式化简求值
【点评】
本题是一元二次方程章节的基础典型题,第一问直接考察根的判别式的应用,第二问结合整式运算,解题时灵活运用整体代入思想可简化计算,降低出错概率。
【难度系数】
0.7
10.如图,四边形ACDE是证明勾股定理时用到的一个图形,a,b,c是全等的Rt△ABC和Rt△BED的边长,易知$AE=\sqrt{2}c$,这时我们把关于x的形如$ax^2+\sqrt{2}cx +b=0$的一元二次方程称为“勾系一元二次方程”。请解决下列问题:

(1)求证:关于x的“勾系一元二次方程”$ax^2+\sqrt{2}cx +b=0$必有实数根;
(2)若$x=-1$是“勾系一元二次方程”$ax^2+\sqrt{2}cx +b=0$的一个根,且四边形ACDE的周长是12,求$△ ABC$的面积。
课后反思
存在的问题:
改进的措施:
(1)求证:关于x的“勾系一元二次方程”$ax^2+\sqrt{2}cx +b=0$必有实数根;
(2)若$x=-1$是“勾系一元二次方程”$ax^2+\sqrt{2}cx +b=0$的一个根,且四边形ACDE的周长是12,求$△ ABC$的面积。
课后反思
存在的问题:
改进的措施:
答案
10.(1)证明:$\Delta=(\sqrt{2}c)^2 -4ab=2c^2 -4ab$,
因为 $a^2+b^2=c^2$,
所以 $2c^2 -4ab=2(a^2+b^2)-4ab=2(a-b)^2≥0$,
所以关于$x$的“勾系一元二次方程”$ax^2+\sqrt{2}cx +b=0$必有实数根。
(2)$△ ABC$ 的面积$=2$。
因为 $a^2+b^2=c^2$,
所以 $2c^2 -4ab=2(a^2+b^2)-4ab=2(a-b)^2≥0$,
所以关于$x$的“勾系一元二次方程”$ax^2+\sqrt{2}cx +b=0$必有实数根。
(2)$△ ABC$ 的面积$=2$。
解析
【分析】
(1)要证明一元二次方程必有实数根,只需证明其根的判别式$\Delta≥0$。首先写出该方程判别式的表达式,再结合直角三角形的勾股定理$a^2+b^2=c^2$代入化简,判断化简结果的符号即可完成证明。
(2)先将$x=-1$代入方程,得到$a、b、c$的数量关系;再分析四边形$ACDE$的周长组成,列出$a、b、c$的另一个关系式,结合勾股定理求出$ab$的值,即可求出直角三角形$ABC$的面积(直角三角形面积为$\frac{1}{2}ab$)。
【解析】
(1)证明:对于一元二次方程$ax^2+\sqrt{2}cx +b=0$,其根的判别式为:
$\Delta=(\sqrt{2}c)^2 -4ab=2c^2 -4ab$
∵$Rt△ ABC$是直角三角形,由勾股定理得$a^2+b^2=c^2$
∴将$c^2=a^2+b^2$代入判别式得:
$2c^2 -4ab=2(a^2+b^2)-4ab=2(a^2-2ab+b^2)=2(a-b)^2$
∵平方具有非负性,即$(a-b)^2≥0$,
∴$2(a-b)^2≥0$,即$\Delta≥0$
∴关于$x$的“勾系一元二次方程”$ax^2+\sqrt{2}cx +b=0$必有实数根。
(2)解:
∵$x=-1$是方程$ax^2+\sqrt{2}cx +b=0$的一个根,将$x=-1$代入方程得:
$a× (-1)^2 + \sqrt{2}c× (-1) + b=0$,即$a+b=\sqrt{2}c$
∵四边形$ACDE$是直角梯形,其周长为$AC+CD+DE+AE$,其中$AC=b$,$CD=CB+BD=a+b$,$DE=a$,$AE=\sqrt{2}c$,且周长为12
∴$b+(a+b)+a+\sqrt{2}c=12$,整理得$2a+2b+\sqrt{2}c=12$
将$a+b=\sqrt{2}c$代入上式得:$2\sqrt{2}c + \sqrt{2}c=3\sqrt{2}c=12$,解得$\sqrt{2}c=4$,即$a+b=4$,$c=\frac{4}{\sqrt{2}}=2\sqrt{2}$
由勾股定理得$a^2+b^2=c^2=(2\sqrt{2})^2=8$
又
∵$(a+b)^2=a^2+2ab+b^2$,将$a+b=4$,$a^2+b^2=8$代入得:
$4^2=8+2ab$,解得$ab=4$
∴$Rt△ ABC$的面积$=\frac{1}{2}ab=\frac{1}{2}×4=2$
【答案】
(1)证明见解析;(2)$2$
【知识点】
1. 一元二次方程根的判别式 2. 勾股定理 3. 方程的根的定义
【点评】
本题是一元二次方程与几何知识结合的综合题,将根的判别式、方程根的性质和勾股定理相结合,解题的关键是理清各数量之间的关系,熟练运用相关性质进行推导计算。
【难度系数】
0.7
(1)要证明一元二次方程必有实数根,只需证明其根的判别式$\Delta≥0$。首先写出该方程判别式的表达式,再结合直角三角形的勾股定理$a^2+b^2=c^2$代入化简,判断化简结果的符号即可完成证明。
(2)先将$x=-1$代入方程,得到$a、b、c$的数量关系;再分析四边形$ACDE$的周长组成,列出$a、b、c$的另一个关系式,结合勾股定理求出$ab$的值,即可求出直角三角形$ABC$的面积(直角三角形面积为$\frac{1}{2}ab$)。
【解析】
(1)证明:对于一元二次方程$ax^2+\sqrt{2}cx +b=0$,其根的判别式为:
$\Delta=(\sqrt{2}c)^2 -4ab=2c^2 -4ab$
∵$Rt△ ABC$是直角三角形,由勾股定理得$a^2+b^2=c^2$
∴将$c^2=a^2+b^2$代入判别式得:
$2c^2 -4ab=2(a^2+b^2)-4ab=2(a^2-2ab+b^2)=2(a-b)^2$
∵平方具有非负性,即$(a-b)^2≥0$,
∴$2(a-b)^2≥0$,即$\Delta≥0$
∴关于$x$的“勾系一元二次方程”$ax^2+\sqrt{2}cx +b=0$必有实数根。
(2)解:
∵$x=-1$是方程$ax^2+\sqrt{2}cx +b=0$的一个根,将$x=-1$代入方程得:
$a× (-1)^2 + \sqrt{2}c× (-1) + b=0$,即$a+b=\sqrt{2}c$
∵四边形$ACDE$是直角梯形,其周长为$AC+CD+DE+AE$,其中$AC=b$,$CD=CB+BD=a+b$,$DE=a$,$AE=\sqrt{2}c$,且周长为12
∴$b+(a+b)+a+\sqrt{2}c=12$,整理得$2a+2b+\sqrt{2}c=12$
将$a+b=\sqrt{2}c$代入上式得:$2\sqrt{2}c + \sqrt{2}c=3\sqrt{2}c=12$,解得$\sqrt{2}c=4$,即$a+b=4$,$c=\frac{4}{\sqrt{2}}=2\sqrt{2}$
由勾股定理得$a^2+b^2=c^2=(2\sqrt{2})^2=8$
又
∵$(a+b)^2=a^2+2ab+b^2$,将$a+b=4$,$a^2+b^2=8$代入得:
$4^2=8+2ab$,解得$ab=4$
∴$Rt△ ABC$的面积$=\frac{1}{2}ab=\frac{1}{2}×4=2$
【答案】
(1)证明见解析;(2)$2$
【知识点】
1. 一元二次方程根的判别式 2. 勾股定理 3. 方程的根的定义
【点评】
本题是一元二次方程与几何知识结合的综合题,将根的判别式、方程根的性质和勾股定理相结合,解题的关键是理清各数量之间的关系,熟练运用相关性质进行推导计算。
【难度系数】
0.7
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