7.已知α,β是方程$x^2 -4x -1=0$的两个根,则代数式$α^2 +β^2$的值为(
A.22
B.20
C.18
D.16
C
)A.22
B.20
C.18
D.16
答案
7.C
解析
【分析】
遇到已知一元二次方程的两根,求两根平方和的问题,有两种思路:一是先求方程的两个根再代入计算,但计算过程较繁琐;二是利用完全平方公式将所求代数式变形为与两根之和、两根之积相关的形式,再结合一元二次方程根与系数的关系(韦达定理)求解,这种方法更简便。首先我们需要先确定方程的各项系数,求出两根之和与两根之积,再代入变形后的代数式计算即可。
【解析】
已知一元二次方程$x^2 -4x -1=0$,其中二次项系数$a=1$,一次项系数$b=-4$,常数项$c=-1$。
根据一元二次方程根与系数的关系,若方程的两根为$α$、$β$,则:
$α+β=-\frac{b}{a}=-\frac{-4}{1}=4$,$αβ=\frac{c}{a}=\frac{-1}{1}=-1$。
根据完全平方公式变形可得:$α^2+β^2=(α+β)^2-2αβ$。
将$α+β=4$,$αβ=-1$代入上式:
$α^2+β^2=4^2 -2×(-1)=16+2=18$。
因此本题选C选项。
【答案】
C
【知识点】
一元二次方程根与系数的关系;完全平方公式的应用
【点评】
本题是根与系数关系的基础应用题型,核心是掌握常见代数式的变形技巧,将所求式子转化为可直接用韦达定理计算的形式,能有效简化计算过程,是该模块的高频考点。
【难度系数】
0.8
遇到已知一元二次方程的两根,求两根平方和的问题,有两种思路:一是先求方程的两个根再代入计算,但计算过程较繁琐;二是利用完全平方公式将所求代数式变形为与两根之和、两根之积相关的形式,再结合一元二次方程根与系数的关系(韦达定理)求解,这种方法更简便。首先我们需要先确定方程的各项系数,求出两根之和与两根之积,再代入变形后的代数式计算即可。
【解析】
已知一元二次方程$x^2 -4x -1=0$,其中二次项系数$a=1$,一次项系数$b=-4$,常数项$c=-1$。
根据一元二次方程根与系数的关系,若方程的两根为$α$、$β$,则:
$α+β=-\frac{b}{a}=-\frac{-4}{1}=4$,$αβ=\frac{c}{a}=\frac{-1}{1}=-1$。
根据完全平方公式变形可得:$α^2+β^2=(α+β)^2-2αβ$。
将$α+β=4$,$αβ=-1$代入上式:
$α^2+β^2=4^2 -2×(-1)=16+2=18$。
因此本题选C选项。
【答案】
C
【知识点】
一元二次方程根与系数的关系;完全平方公式的应用
【点评】
本题是根与系数关系的基础应用题型,核心是掌握常见代数式的变形技巧,将所求式子转化为可直接用韦达定理计算的形式,能有效简化计算过程,是该模块的高频考点。
【难度系数】
0.8
8. 已知关于$x$的一元二次方程$x^2 + mx -2 =0$的一个根为-1,则另一个根为________,$m$的值为________。
答案
8.2 -1
解析
【分析】
本题可通过两种思路求解:思路一:利用一元二次方程根的定义,先将已知根代入方程求出m的值,再解方程得到另一个根;思路二:利用一元二次方程根与系数的关系(韦达定理),先通过两根的乘积关系求另一个根,再通过两根的和求m的值,其中韦达定理解题更快捷。
【解析】
方法一(根与系数关系法):
设方程的另一个根为$x_1$,对于一元二次方程$ax^2+bx+c=0(a≠0)$,两根之和为$-\frac{b}{a}$,两根之积为$\frac{c}{a}$。
本题中方程$x^2 + mx -2 =0$里$a=1$,$b=m$,$c=-2$,已知一个根为$-1$:
1. 由两根之积可得:$x_1 × (-1) = \frac{-2}{1} = -2$,解得$x_1 = 2$,即另一个根为2;
2. 由两根之和可得:$2 + (-1) = -m$,即$1 = -m$,解得$m=-1$。
方法二(代入法):
1. 将$x=-1$代入原方程得:$(-1)^2 + m×(-1) -2 = 0$,化简得$1 - m - 2 = 0$,解得$m=-1$;
2. 把$m=-1$代入原方程得$x^2 - x - 2 =0$,因式分解得$(x-2)(x+1)=0$,解得$x_1=2$,$x_2=-1$,故另一个根为2。
【答案】
2;-1
【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;因式分解法解一元二次方程
【点评】
本题属于基础题型,考查一元二次方程相关性质的应用,两种解题方法均容易掌握,熟练运用根与系数的关系可简化计算步骤,提升解题速度。
【难度系数】
0.8
本题可通过两种思路求解:思路一:利用一元二次方程根的定义,先将已知根代入方程求出m的值,再解方程得到另一个根;思路二:利用一元二次方程根与系数的关系(韦达定理),先通过两根的乘积关系求另一个根,再通过两根的和求m的值,其中韦达定理解题更快捷。
【解析】
方法一(根与系数关系法):
设方程的另一个根为$x_1$,对于一元二次方程$ax^2+bx+c=0(a≠0)$,两根之和为$-\frac{b}{a}$,两根之积为$\frac{c}{a}$。
本题中方程$x^2 + mx -2 =0$里$a=1$,$b=m$,$c=-2$,已知一个根为$-1$:
1. 由两根之积可得:$x_1 × (-1) = \frac{-2}{1} = -2$,解得$x_1 = 2$,即另一个根为2;
2. 由两根之和可得:$2 + (-1) = -m$,即$1 = -m$,解得$m=-1$。
方法二(代入法):
1. 将$x=-1$代入原方程得:$(-1)^2 + m×(-1) -2 = 0$,化简得$1 - m - 2 = 0$,解得$m=-1$;
2. 把$m=-1$代入原方程得$x^2 - x - 2 =0$,因式分解得$(x-2)(x+1)=0$,解得$x_1=2$,$x_2=-1$,故另一个根为2。
【答案】
2;-1
【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;因式分解法解一元二次方程
【点评】
本题属于基础题型,考查一元二次方程相关性质的应用,两种解题方法均容易掌握,熟练运用根与系数的关系可简化计算步骤,提升解题速度。
【难度系数】
0.8
9. 若一个菱形两条对角线的长度是方程$x^2 -4x+3=0$的两个根,则该菱形的面积为(
A.3
B.4
C.$\frac{3}{2}$
D.2
C
)A.3
B.4
C.$\frac{3}{2}$
D.2
答案
9.C
解析
【分析】
解题时首先明确目标是求菱形的面积,回忆菱形面积与对角线相关的计算公式:菱形面积等于两条对角线乘积的一半,因此只需算出两条对角线的乘积即可。已知两条对角线是给定一元二次方程的两个根,结合一元二次方程根与系数的关系,无需解出方程的具体根,直接求出两根的乘积,再代入面积公式就能得到结果。
【解析】
设方程$x^2 -4x+3=0$的两个根为$x_1$、$x_2$,即菱形两条对角线的长度分别为$x_1$、$x_2$。
根据一元二次方程根与系数的关系,对于$ax^2+bx+c=0(a≠0)$,两根之积$x_1x_2=\frac{c}{a}$。本题中$a=1$,$c=3$,因此$x_1x_2=3$。
根据菱形的面积公式:$S=\frac{1}{2}×$对角线1$×$对角线2,代入得:
$S=\frac{1}{2}x_1x_2=\frac{1}{2}×3=\frac{3}{2}$。
【答案】
C
【知识点】
菱形面积计算,一元二次方程根与系数的关系
【点评】
本题属于代数几何综合的基础题,解题关键是牢记菱形面积公式和韦达定理,利用根与系数的关系直接求两根乘积,可简化计算步骤,提升解题效率。
【难度系数】
0.7
解题时首先明确目标是求菱形的面积,回忆菱形面积与对角线相关的计算公式:菱形面积等于两条对角线乘积的一半,因此只需算出两条对角线的乘积即可。已知两条对角线是给定一元二次方程的两个根,结合一元二次方程根与系数的关系,无需解出方程的具体根,直接求出两根的乘积,再代入面积公式就能得到结果。
【解析】
设方程$x^2 -4x+3=0$的两个根为$x_1$、$x_2$,即菱形两条对角线的长度分别为$x_1$、$x_2$。
根据一元二次方程根与系数的关系,对于$ax^2+bx+c=0(a≠0)$,两根之积$x_1x_2=\frac{c}{a}$。本题中$a=1$,$c=3$,因此$x_1x_2=3$。
根据菱形的面积公式:$S=\frac{1}{2}×$对角线1$×$对角线2,代入得:
$S=\frac{1}{2}x_1x_2=\frac{1}{2}×3=\frac{3}{2}$。
【答案】
C
【知识点】
菱形面积计算,一元二次方程根与系数的关系
【点评】
本题属于代数几何综合的基础题,解题关键是牢记菱形面积公式和韦达定理,利用根与系数的关系直接求两根乘积,可简化计算步骤,提升解题效率。
【难度系数】
0.7
10. 小影和小冬一起写作业,在解一道一元二次方程时,小影在化简过程中写错了常数项,因而得到方程的两个根是6和1;小冬在化简过程中写错了一次项的系数,因而得到方程的两个根是-2和-5.则原来的方程是
(
A.$x^2 +6x +5=0$
B.$x^2 -7x +10=0$
C.$x^2 -5x +2=0$
D.$x^2 -6x -10=0$
(
B
)A.$x^2 +6x +5=0$
B.$x^2 -7x +10=0$
C.$x^2 -5x +2=0$
D.$x^2 -6x -10=0$
答案
10.B
解析
【分析】
解题时要用到一元二次方程根与系数的关系(韦达定理):对于二次项系数为1的一元二次方程$x^2+bx+c=0$,若两根为$x_1$、$x_2$,则有$x_1+x_2=-b$,$x_1x_2=c$。小影仅写错常数项,说明她计算得到的两根之和是正确的,可据此求出原方程正确的一次项系数;小冬仅写错一次项系数,说明他计算得到的两根之积是正确的,可据此求出原方程正确的常数项,组合两个正确的系数即可得到原方程。
【解析】
设原一元二次方程为$x^2+bx+c=0$(与选项形式一致,二次项系数为1):
1. 小影写错常数项,一次项系数$b$正确,她得到的两根为6和1,根据韦达定理:
两根之和$6+1=-b$,解得$b=-7$,即原方程一次项系数为-7。
2. 小冬写错一次项系数,常数项$c$正确,他得到的两根为-2和-5,根据韦达定理:
两根之积$(-2)×(-5)=c$,解得$c=10$,即原方程常数项为10。
综上,原方程为$x^2-7x+10=0$,对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
1. 一元二次方程根与系数的关系
2. 一元二次方程的项的认识
【点评】
本题是韦达定理的典型应用题型,解题核心是明确写错某一类项时,另一类项对应的根的运算结果是正确的,不需要求出原方程的根,通过两根和与积即可快速确定方程系数,能很好地考查对韦达定理的灵活运用能力。
【难度系数】
0.7
解题时要用到一元二次方程根与系数的关系(韦达定理):对于二次项系数为1的一元二次方程$x^2+bx+c=0$,若两根为$x_1$、$x_2$,则有$x_1+x_2=-b$,$x_1x_2=c$。小影仅写错常数项,说明她计算得到的两根之和是正确的,可据此求出原方程正确的一次项系数;小冬仅写错一次项系数,说明他计算得到的两根之积是正确的,可据此求出原方程正确的常数项,组合两个正确的系数即可得到原方程。
【解析】
设原一元二次方程为$x^2+bx+c=0$(与选项形式一致,二次项系数为1):
1. 小影写错常数项,一次项系数$b$正确,她得到的两根为6和1,根据韦达定理:
两根之和$6+1=-b$,解得$b=-7$,即原方程一次项系数为-7。
2. 小冬写错一次项系数,常数项$c$正确,他得到的两根为-2和-5,根据韦达定理:
两根之积$(-2)×(-5)=c$,解得$c=10$,即原方程常数项为10。
综上,原方程为$x^2-7x+10=0$,对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
1. 一元二次方程根与系数的关系
2. 一元二次方程的项的认识
【点评】
本题是韦达定理的典型应用题型,解题核心是明确写错某一类项时,另一类项对应的根的运算结果是正确的,不需要求出原方程的根,通过两根和与积即可快速确定方程系数,能很好地考查对韦达定理的灵活运用能力。
【难度系数】
0.7
11.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 $,且$ 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 $,且$ x_1^2 + x_2^2 - x_1x_2 = 9 $,求$ m $的值。
答案
11. (1)证明:$\Delta =[-(m+2)]^2 -4×1×(m-1)=m^2 +8.$
$\because \quad$ 无论 $m$ 取何值,$m^2 +8>0$ 恒成立,
$\therefore \quad$ 无论 $m$ 取何值,方程都有两个不相等的实数根.
(2)$m$ 的值为 1 或-2.
$\because \quad$ 无论 $m$ 取何值,$m^2 +8>0$ 恒成立,
$\therefore \quad$ 无论 $m$ 取何值,方程都有两个不相等的实数根.
(2)$m$ 的值为 1 或-2.
解析
【分析】
(1)要证明一元二次方程无论$m$取何值都有两个不相等的实数根,只需证明方程的判别式$\Delta$恒大于0即可。先根据一元二次方程一般式确定$a、b、c$的值,代入$\Delta =b^2-4ac$化简,再根据平方的非负性判断$\Delta$的符号即可。
(2)已知两根的代数式关系求参数$m$,需利用根与系数的关系,先写出$x_1+x_2$和$x_1x_2$关于$m$的表达式,再将待求式$x_1^2+x_2^2 -x_1x_2$利用完全平方公式变形为仅含$x_1+x_2$和$x_1x_2$的形式,代入后得到关于$m$的方程,解方程即可求出$m$的值。
【解析】
(1)证明:对于一元二次方程$x^2 - (m + 2)x + m - 1 = 0$,其中$a=1$,$b=-(m+2)$,$c=m-1$,
判别式$\Delta = b^2 - 4ac = [-(m+2)]^2 - 4×1×(m-1)$
展开计算得:$\Delta = m^2 +4m +4 -4m +4 = m^2 +8$
∵ 无论$m$取何值,$m^2≥0$恒成立,
∴ $m^2 +8≥8>0$
∴ 无论$m$取何值,方程都有两个不相等的实数根。
(2)解:根据根与系数的关系,方程的两根$x_1,x_2$满足:
$x_1 + x_2 = m + 2$,$x_1x_2 = m - 1$
对已知条件变形:$x_1^2 + x_2^2 - x_1x_2 = (x_1+x_2)^2 - 2x_1x_2 -x_1x_2 = (x_1+x_2)^2 - 3x_1x_2$
代入$x_1^2 + x_2^2 - x_1x_2 =9$得:
$(m+2)^2 - 3(m-1) =9$
展开整理得:$m^2 +4m +4 -3m +3 =9$,即$m^2 +m -2=0$
因式分解得:$(m+2)(m-1)=0$
解得$m=1$或$m=-2$
【答案】
(1) 证明见解析;(2) $m$的值为1或-2
【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基础常考题,既考查了根的个数与判别式的对应关系,又考查了韦达定理的应用,需要熟练掌握代数式用两根和、两根积变形的方法,计算时注意符号不要出错。
【难度系数】
0.7
(1)要证明一元二次方程无论$m$取何值都有两个不相等的实数根,只需证明方程的判别式$\Delta$恒大于0即可。先根据一元二次方程一般式确定$a、b、c$的值,代入$\Delta =b^2-4ac$化简,再根据平方的非负性判断$\Delta$的符号即可。
(2)已知两根的代数式关系求参数$m$,需利用根与系数的关系,先写出$x_1+x_2$和$x_1x_2$关于$m$的表达式,再将待求式$x_1^2+x_2^2 -x_1x_2$利用完全平方公式变形为仅含$x_1+x_2$和$x_1x_2$的形式,代入后得到关于$m$的方程,解方程即可求出$m$的值。
【解析】
(1)证明:对于一元二次方程$x^2 - (m + 2)x + m - 1 = 0$,其中$a=1$,$b=-(m+2)$,$c=m-1$,
判别式$\Delta = b^2 - 4ac = [-(m+2)]^2 - 4×1×(m-1)$
展开计算得:$\Delta = m^2 +4m +4 -4m +4 = m^2 +8$
∵ 无论$m$取何值,$m^2≥0$恒成立,
∴ $m^2 +8≥8>0$
∴ 无论$m$取何值,方程都有两个不相等的实数根。
(2)解:根据根与系数的关系,方程的两根$x_1,x_2$满足:
$x_1 + x_2 = m + 2$,$x_1x_2 = m - 1$
对已知条件变形:$x_1^2 + x_2^2 - x_1x_2 = (x_1+x_2)^2 - 2x_1x_2 -x_1x_2 = (x_1+x_2)^2 - 3x_1x_2$
代入$x_1^2 + x_2^2 - x_1x_2 =9$得:
$(m+2)^2 - 3(m-1) =9$
展开整理得:$m^2 +4m +4 -3m +3 =9$,即$m^2 +m -2=0$
因式分解得:$(m+2)(m-1)=0$
解得$m=1$或$m=-2$
【答案】
(1) 证明见解析;(2) $m$的值为1或-2
【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基础常考题,既考查了根的个数与判别式的对应关系,又考查了韦达定理的应用,需要熟练掌握代数式用两根和、两根积变形的方法,计算时注意符号不要出错。
【难度系数】
0.7
12. 阅读材料,解答问题:
已知实数 $ m,n $ 满足 $ m^2 - m - 1 = 0, n^2 - n - 1 = 0 $,且 $ m≠n $,则 $ m,n $ 是方程 $ x^2 - x -1 =0 $ 的两个不相等的实数根,由根与系数的关系就可以知道 $ m $ 与 $ n $ 的和, $ m $ 与 $ n $ 的积.
(1)【材料理解】
$ m+n = $
(2)【类比应用】
已知实数 $ a,b $ 满足 $ a^2 -5a +1 =0, b^2 -5b +1 =0 $,且 $ a≠b $,求 $ a^2 +b^2 $ 的值.
(3)【思维拓展】
已知实数 $ s,t $ 满足 $ 2s^2 -7s +1 =0, t^2 -7t +2 =0 $,且 $ st≠1 $,求 $ \frac{2st +2}{st +3t +1} $ 的值.
已知实数 $ m,n $ 满足 $ m^2 - m - 1 = 0, n^2 - n - 1 = 0 $,且 $ m≠n $,则 $ m,n $ 是方程 $ x^2 - x -1 =0 $ 的两个不相等的实数根,由根与系数的关系就可以知道 $ m $ 与 $ n $ 的和, $ m $ 与 $ n $ 的积.
(1)【材料理解】
$ m+n = $
1
, $ mn = $ -1
.(2)【类比应用】
已知实数 $ a,b $ 满足 $ a^2 -5a +1 =0, b^2 -5b +1 =0 $,且 $ a≠b $,求 $ a^2 +b^2 $ 的值.
(3)【思维拓展】
已知实数 $ s,t $ 满足 $ 2s^2 -7s +1 =0, t^2 -7t +2 =0 $,且 $ st≠1 $,求 $ \frac{2st +2}{st +3t +1} $ 的值.
答案
12. (1)1 -1
(2)$\because \quad$ 实数 $a ,b$ 满足 $a^2 -5a +1 =0 ,b^2 -5b +1 =0 ,$且 $a ≠ b ,$
$\therefore \quad$ 实数 $a ,b$ 是关于 $x$ 的方程 $x^2 -5x +1 =0$ 的两个不相等的实数根.
$\therefore \quad a+b=5 ,ab=1.$
$\therefore \quad a^2 +b^2 =(a+b)^2 -2ab =5^2 -2×1=23.$
(3)$\because \quad t^2 -7t +2 =0 ,$当 $t=0$ 时,$t^2 -7t +2 =2 ≠ 0 ,$
$\therefore \quad t ≠ 0.$
$\therefore \quad \frac{2}{t^2} -\frac{7}{t} +1 =0.$
$\because \quad st ≠ 1 ,$
$\therefore \quad s ≠ \frac{1}{t}.$
又 $\quad 2s^2 -7s +1 =0 ,$
$\therefore \quad s ,\frac{1}{t}$ 是关于 $x$ 的方程 $2x^2 -7x +1 =0$ 的两个不相等的实数根.
$\therefore \quad s+\frac{1}{t} =\frac{7}{2} ,即\frac{st+1}{t} =\frac{7}{2}.$
$\therefore \quad st+1 =\frac{7}{2}t.$
$\therefore \quad \frac{2st+2}{st+3t+1} =\frac{2(st+1)}{(st+1)+3t} =\frac{2×\frac{7}{2}t}{\frac{7}{2}t+3t} =\frac{7t}{\frac{13}{2}t} =\frac{14}{13}.$
(2)$\because \quad$ 实数 $a ,b$ 满足 $a^2 -5a +1 =0 ,b^2 -5b +1 =0 ,$且 $a ≠ b ,$
$\therefore \quad$ 实数 $a ,b$ 是关于 $x$ 的方程 $x^2 -5x +1 =0$ 的两个不相等的实数根.
$\therefore \quad a+b=5 ,ab=1.$
$\therefore \quad a^2 +b^2 =(a+b)^2 -2ab =5^2 -2×1=23.$
(3)$\because \quad t^2 -7t +2 =0 ,$当 $t=0$ 时,$t^2 -7t +2 =2 ≠ 0 ,$
$\therefore \quad t ≠ 0.$
$\therefore \quad \frac{2}{t^2} -\frac{7}{t} +1 =0.$
$\because \quad st ≠ 1 ,$
$\therefore \quad s ≠ \frac{1}{t}.$
又 $\quad 2s^2 -7s +1 =0 ,$
$\therefore \quad s ,\frac{1}{t}$ 是关于 $x$ 的方程 $2x^2 -7x +1 =0$ 的两个不相等的实数根.
$\therefore \quad s+\frac{1}{t} =\frac{7}{2} ,即\frac{st+1}{t} =\frac{7}{2}.$
$\therefore \quad st+1 =\frac{7}{2}t.$
$\therefore \quad \frac{2st+2}{st+3t+1} =\frac{2(st+1)}{(st+1)+3t} =\frac{2×\frac{7}{2}t}{\frac{7}{2}t+3t} =\frac{7t}{\frac{13}{2}t} =\frac{14}{13}.$
解析
【分析】
(1) 材料明确m、n是方程$x^2 - x -1=0$的两个不等实根,直接根据一元二次方程根与系数的关系,两根之和为一次项系数除以二次项系数的相反数,两根之积为常数项除以二次项系数,即可求出结果。
(2) 类比材料思路,由a、b满足同结构方程且$a≠b$,可得a、b是方程$x^2-5x+1=0$的两个不等实根,先求出$a+b$和$ab$的值,再将$a^2+b^2$变形为$(a+b)^2 - 2ab$,代入计算即可。
(3) 观察s和t满足的方程,二者系数不同,先验证$t≠0$,将t的方程两边同时除以$t^2$,得到与s的方程结构完全相同的关于$\frac{1}{t}$的方程,结合$st≠1$即$s≠\frac{1}{t}$,可得s和$\frac{1}{t}$是方程$2x^2-7x+1=0$的两个不等实根,用韦达定理求出$s+\frac{1}{t}$的值,再将所求代数式变形后整体代入即可求解。
【解析】
(1) 已知m、n是方程$x^2 - x - 1 = 0$的两个不相等的实数根,根据根与系数的关系:
$m + n = -\frac{-1}{1} = 1$,$mn = \frac{-1}{1} = -1$。
(2) $\because$ 实数$a,b$满足$a^2 -5a +1 =0, b^2 -5b +1 =0$,且$a≠b$,
$\therefore$ 实数$a,b$是关于$x$的方程$x^2 -5x +1 =0$的两个不相等的实数根,
$\therefore$ 由根与系数的关系得:$a + b = 5$,$ab = 1$,
$\therefore a^2 + b^2 = (a + b)^2 - 2ab = 5^2 - 2×1 = 25 - 2 = 23$。
(3) $\because t^2 -7t +2 =0$,当$t=0$时,左边$=0 - 0 + 2 = 2 ≠ 0$,
$\therefore t ≠ 0$,
将方程$t^2 -7t +2 =0$两边同时除以$t^2$,得:$2·(\frac{1}{t})^2 -7·(\frac{1}{t}) +1 =0$,
$\because st ≠ 1$,$\therefore s ≠ \frac{1}{t}$,
又$\because 2s^2 -7s +1 =0$,
$\therefore s$和$\frac{1}{t}$是关于$x$的方程$2x^2 -7x +1 =0$的两个不相等的实数根,
$\therefore$ 由根与系数的关系得:$s + \frac{1}{t} = \frac{7}{2}$,
即 $\frac{st + 1}{t} = \frac{7}{2}$,整理得$st + 1 = \frac{7}{2}t$,
$\therefore \frac{2st +2}{st +3t +1} = \frac{2(st + 1)}{(st + 1) + 3t} = \frac{2×\frac{7}{2}t}{\frac{7}{2}t + 3t} = \frac{7t}{\frac{13}{2}t} = \frac{14}{13}$。
【答案】
(1) $\boxed{1}$,$\boxed{-1}$;(2) $\boxed{23}$;(3) $\boxed{\frac{14}{13}}$
【知识点】
1. 一元二次方程根与系数的关系
2. 完全平方公式变形
3. 代数式整体代入求值
【点评】
本题围绕一元二次方程根与系数的关系展开,从基础应用到拓展提升,逐层考查学生的类比迁移能力和代数变形能力,第三问需要通过方程变形构造同结构方程,体现了转化思想的应用,能有效提升学生对韦达定理的灵活运用能力。
【难度系数】
0.65
(1) 材料明确m、n是方程$x^2 - x -1=0$的两个不等实根,直接根据一元二次方程根与系数的关系,两根之和为一次项系数除以二次项系数的相反数,两根之积为常数项除以二次项系数,即可求出结果。
(2) 类比材料思路,由a、b满足同结构方程且$a≠b$,可得a、b是方程$x^2-5x+1=0$的两个不等实根,先求出$a+b$和$ab$的值,再将$a^2+b^2$变形为$(a+b)^2 - 2ab$,代入计算即可。
(3) 观察s和t满足的方程,二者系数不同,先验证$t≠0$,将t的方程两边同时除以$t^2$,得到与s的方程结构完全相同的关于$\frac{1}{t}$的方程,结合$st≠1$即$s≠\frac{1}{t}$,可得s和$\frac{1}{t}$是方程$2x^2-7x+1=0$的两个不等实根,用韦达定理求出$s+\frac{1}{t}$的值,再将所求代数式变形后整体代入即可求解。
【解析】
(1) 已知m、n是方程$x^2 - x - 1 = 0$的两个不相等的实数根,根据根与系数的关系:
$m + n = -\frac{-1}{1} = 1$,$mn = \frac{-1}{1} = -1$。
(2) $\because$ 实数$a,b$满足$a^2 -5a +1 =0, b^2 -5b +1 =0$,且$a≠b$,
$\therefore$ 实数$a,b$是关于$x$的方程$x^2 -5x +1 =0$的两个不相等的实数根,
$\therefore$ 由根与系数的关系得:$a + b = 5$,$ab = 1$,
$\therefore a^2 + b^2 = (a + b)^2 - 2ab = 5^2 - 2×1 = 25 - 2 = 23$。
(3) $\because t^2 -7t +2 =0$,当$t=0$时,左边$=0 - 0 + 2 = 2 ≠ 0$,
$\therefore t ≠ 0$,
将方程$t^2 -7t +2 =0$两边同时除以$t^2$,得:$2·(\frac{1}{t})^2 -7·(\frac{1}{t}) +1 =0$,
$\because st ≠ 1$,$\therefore s ≠ \frac{1}{t}$,
又$\because 2s^2 -7s +1 =0$,
$\therefore s$和$\frac{1}{t}$是关于$x$的方程$2x^2 -7x +1 =0$的两个不相等的实数根,
$\therefore$ 由根与系数的关系得:$s + \frac{1}{t} = \frac{7}{2}$,
即 $\frac{st + 1}{t} = \frac{7}{2}$,整理得$st + 1 = \frac{7}{2}t$,
$\therefore \frac{2st +2}{st +3t +1} = \frac{2(st + 1)}{(st + 1) + 3t} = \frac{2×\frac{7}{2}t}{\frac{7}{2}t + 3t} = \frac{7t}{\frac{13}{2}t} = \frac{14}{13}$。
【答案】
(1) $\boxed{1}$,$\boxed{-1}$;(2) $\boxed{23}$;(3) $\boxed{\frac{14}{13}}$
【知识点】
1. 一元二次方程根与系数的关系
2. 完全平方公式变形
3. 代数式整体代入求值
【点评】
本题围绕一元二次方程根与系数的关系展开,从基础应用到拓展提升,逐层考查学生的类比迁移能力和代数变形能力,第三问需要通过方程变形构造同结构方程,体现了转化思想的应用,能有效提升学生对韦达定理的灵活运用能力。
【难度系数】
0.65
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