11. 已知关于$ x $的一元二次方程$ x^2 - 5x + m = 0 $。
(1)若方程有实数根,求实数$ m $的取值范围;
(2)若方程的两个实数根分别为$ x_1, x_2 $,且满足$ 3x_1 - 2x_2 = 5 $,求实数$ m $的值。
(1)若方程有实数根,求实数$ m $的取值范围;
(2)若方程的两个实数根分别为$ x_1, x_2 $,且满足$ 3x_1 - 2x_2 = 5 $,求实数$ m $的值。
答案
解:$(1)$因为方程$x^2-5x + m = 0$有实数根,所以$∆=b^2-4ac=25 - 4m\geq 0,$$ $移项可得$-4m\geq - 25,$$ $两边同时除以$-4,$不等号方向改变,解得$m\leq \frac {25}{4}。$$ (2)$由一元二次方程根与系数的关系可知$x_{1}+x_{2}=5,$$x_{1}x_{2}=m,$$ $因为$3x_{1}-2x_{2}=5,$所以$3x_{1}+3x_{2}-5x_{2}=5,$$ $即$3(x_{1}+x_{2})-5x_{2}=5,$$ $把$x_{1}+x_{2}=5$代入上式得$3×5-5x_{2}=5,$$ 15 - 5x_{2}=5,$$ $移项可得$-5x_{2}=5 - 15=-10,$$ $两边同时除以$-5,$解得$x_{2}=2。$$ $把$x = 2$代入原方程$x^2-5x + m = 0,$得$2^2-5×2 + m = 0,$$ $即$4-10 + m = 0,$$ -6 + m = 0,$$ $解得$m = 6。$
12.(2024·遂宁)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
证明:(1)对于方程$x^{2}-(m + 2)x + m - 1 = 0,$
其判别式$∆=b^{2}-4ac=[-(m + 2)]^{2}-4×1×(m - 1)$ $=m^{2}+4m + 4-4m + 4=m^{2}+8。$ 因为$m^{2}\geq0,$所以$m^{2}+8>0,$即$∆>0,$ 所以无论$m$取何值,方程都有两个不相等的实数根。 (2)方程$x^{2}-(m + 2)x + m - 1 = 0$的两个实数根为$x_{1},$$x_{2},$ 根据韦达定理则$x_{1}+x_{2}=m + 2,$$x_{1}x_{2}=m - 1。$ 因为$x_1^{2}+x_2^{2}-x_{1}x_{2}=9,$
根据完全平方公式$(x_{1}+x_{2})^{2}=x_1^{2}+2x_{1}x_{2}+x_2^{2},$
即$(x_{1}+x_{2})^{2}-3x_{1}x_{2}=9,$ 所以$(m + 2)^{2}-3(m - 1)=9,$ 展开得$m^{2}+4m + 4-3m + 3 = 9,$ 整理得$m^{2}+m - 2 = 0,$ 因式分解得$(m + 2)(m - 1)=0,$ 则$m + 2 = 0$或$m - 1 = 0,$ 解得$m_{1}=-2,$$m_{2}=1,$ 所以$m$的值为$-2$或$1。$
其判别式$∆=b^{2}-4ac=[-(m + 2)]^{2}-4×1×(m - 1)$ $=m^{2}+4m + 4-4m + 4=m^{2}+8。$ 因为$m^{2}\geq0,$所以$m^{2}+8>0,$即$∆>0,$ 所以无论$m$取何值,方程都有两个不相等的实数根。 (2)方程$x^{2}-(m + 2)x + m - 1 = 0$的两个实数根为$x_{1},$$x_{2},$ 根据韦达定理则$x_{1}+x_{2}=m + 2,$$x_{1}x_{2}=m - 1。$ 因为$x_1^{2}+x_2^{2}-x_{1}x_{2}=9,$
根据完全平方公式$(x_{1}+x_{2})^{2}=x_1^{2}+2x_{1}x_{2}+x_2^{2},$
即$(x_{1}+x_{2})^{2}-3x_{1}x_{2}=9,$ 所以$(m + 2)^{2}-3(m - 1)=9,$ 展开得$m^{2}+4m + 4-3m + 3 = 9,$ 整理得$m^{2}+m - 2 = 0,$ 因式分解得$(m + 2)(m - 1)=0,$ 则$m + 2 = 0$或$m - 1 = 0,$ 解得$m_{1}=-2,$$m_{2}=1,$ 所以$m$的值为$-2$或$1。$
13. 根据一元二次方程根与系数的关系,解答下列问题:
(1)应用:一元二次方程$2x^2 + 3x - 1 = 0$的两个实数根分别为$x_1,x_2$,则$x_1 + x_2 = \_\_\_\_\_\_$,$x_1x_2 = \_\_\_\_\_\_$;
(2)类比:已知一元二次方程$2x^2 + 3x - 1 = 0$的两个实数根分别为$m,n$,求$m^2 + n^2$的值;
(3)提升:已知实数$s,t$满足$2s^2 + 3s - 1 = 0,2t^2 + 3t - 1 = 0$且$s≠t$,求$\frac{1}{s} - \frac{1}{t}$的值。
(1)应用:一元二次方程$2x^2 + 3x - 1 = 0$的两个实数根分别为$x_1,x_2$,则$x_1 + x_2 = \_\_\_\_\_\_$,$x_1x_2 = \_\_\_\_\_\_$;
(2)类比:已知一元二次方程$2x^2 + 3x - 1 = 0$的两个实数根分别为$m,n$,求$m^2 + n^2$的值;
(3)提升:已知实数$s,t$满足$2s^2 + 3s - 1 = 0,2t^2 + 3t - 1 = 0$且$s≠t$,求$\frac{1}{s} - \frac{1}{t}$的值。
答案
$-\frac{3}{2}$ ; $-\frac{1}{2}$ ; 解:(2)因为一元二次方程$2x^{2}+3x - 1 = 0$的两根分别为$m,$$n,$ 根据韦达定理,$m + n=-\frac{3}{2},$$mn=-\frac{1}{2},$ 根据完全平方公式$m^{2}+n^{2}=(m + n)^{2}-2mn,$ 则$m^{2}+n^{2}=(-\frac{3}{2})^{2}-2×(-\frac{1}{2})=\frac{9}{4}+1=\frac{13}{4}。$ (3)因为实数$s,$$t$满足$2s^{2}+3s - 1 = 0,$$2t^{2}+3t - 1 = 0,$且$s\neq t,$ 所以$s,$$t$是一元二次方程$2x^{2}+3x - 1 = 0$的两个实数根, 根据韦达定理,$s + t=-\frac{3}{2},$$st=-\frac{1}{2}。$ 因为$(t - s)^{2}=(t + s)^{2}-4st,$ 所以$(t - s)^{2}=(-\frac{3}{2})^{2}-4×(-\frac{1}{2})=\frac{9}{4}+2=\frac{9 + 8}{4}=\frac{17}{4},$ 则$t - s=\pm\frac{\sqrt{17}}{2},$ 所以$\frac{1}{s}-\frac{1}{t}=\frac{t - s}{st}=\frac{\pm\frac{\sqrt{17}}{2}}{-\frac{1}{2}}=\pm\sqrt{17}。$
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