9. 已知关于 $ x $ 的方程 $ x^2 - 2(m+1)x + m^2 = 0 $。
(1)当 $ m $ 取什么值时,原方程没有实数根。
(2)对 $ m $ 选取一个合适的整数,使原方程有两个不相等的实数根,并求出这两个实数根的平方和。
(1)当 $ m $ 取什么值时,原方程没有实数根。
(2)对 $ m $ 选取一个合适的整数,使原方程有两个不相等的实数根,并求出这两个实数根的平方和。
答案
9.(1) $m<-\frac{1}{2}$
(2) 当 $m=1$ 时,两根平方和为 14
(2) 当 $m=1$ 时,两根平方和为 14
解析
【分析】
(1)判断一元二次方程实数根的个数,需利用根的判别式$\Delta=b^2-4ac$的符号:当$\Delta<0$时,方程没有实数根。首先确定方程各项系数,代入判别式得到关于$m$的不等式,解不等式即可得到$m$的取值范围。
(2)要使方程有两个不相等的实数根,需满足$\Delta>0$,先求出此时$m$的取值范围,在范围内选取一个合适的整数,再利用根与系数的关系得到两根之和、两根之积,将两根平方和变形为$(x_1+x_2)^2-2x_1x_2$,代入数值即可计算结果。
【解析】
(1)对于方程$x^2 - 2(m+1)x + m^2 = 0$,其中$a=1$,$b=-2(m+1)$,$c=m^2$,
根的判别式$\Delta=b^2-4ac=[-2(m+1)]^2-4×1× m^2$
$=4(m^2+2m+1)-4m^2$
$=8m+4$
若原方程没有实数根,则$\Delta<0$,即:
$8m+4<0$
解得$m<-\frac{1}{2}$。
(2)若原方程有两个不相等的实数根,则$\Delta>0$,即$8m+4>0$,解得$m>-\frac{1}{2}$。
选取符合条件的整数$m=1$,此时原方程为$x^2-4x+1=0$,
设方程的两根为$x_1$、$x_2$,根据根与系数的关系得:
$x_1+x_2=4$,$x_1x_2=1$,
则两根的平方和为:
$x_1^2+x_2^2=(x_1+x_2)^2-2x_1x_2=4^2-2×1=16-2=14$。
【答案】
(1)$m<-\frac{1}{2}$;
(2)当$m=1$时,两根平方和为14。
【知识点】
1.根的判别式
2.根与系数的关系
3.完全平方公式变形
【点评】
本题围绕一元二次方程根的性质考查,既需要掌握判别式判断根的情况的方法,也需要灵活运用根与系数的关系对代数式变形,选取参数时要注意符合前提条件,属于基础综合题型。
【难度系数】
0.7
(1)判断一元二次方程实数根的个数,需利用根的判别式$\Delta=b^2-4ac$的符号:当$\Delta<0$时,方程没有实数根。首先确定方程各项系数,代入判别式得到关于$m$的不等式,解不等式即可得到$m$的取值范围。
(2)要使方程有两个不相等的实数根,需满足$\Delta>0$,先求出此时$m$的取值范围,在范围内选取一个合适的整数,再利用根与系数的关系得到两根之和、两根之积,将两根平方和变形为$(x_1+x_2)^2-2x_1x_2$,代入数值即可计算结果。
【解析】
(1)对于方程$x^2 - 2(m+1)x + m^2 = 0$,其中$a=1$,$b=-2(m+1)$,$c=m^2$,
根的判别式$\Delta=b^2-4ac=[-2(m+1)]^2-4×1× m^2$
$=4(m^2+2m+1)-4m^2$
$=8m+4$
若原方程没有实数根,则$\Delta<0$,即:
$8m+4<0$
解得$m<-\frac{1}{2}$。
(2)若原方程有两个不相等的实数根,则$\Delta>0$,即$8m+4>0$,解得$m>-\frac{1}{2}$。
选取符合条件的整数$m=1$,此时原方程为$x^2-4x+1=0$,
设方程的两根为$x_1$、$x_2$,根据根与系数的关系得:
$x_1+x_2=4$,$x_1x_2=1$,
则两根的平方和为:
$x_1^2+x_2^2=(x_1+x_2)^2-2x_1x_2=4^2-2×1=16-2=14$。
【答案】
(1)$m<-\frac{1}{2}$;
(2)当$m=1$时,两根平方和为14。
【知识点】
1.根的判别式
2.根与系数的关系
3.完全平方公式变形
【点评】
本题围绕一元二次方程根的性质考查,既需要掌握判别式判断根的情况的方法,也需要灵活运用根与系数的关系对代数式变形,选取参数时要注意符合前提条件,属于基础综合题型。
【难度系数】
0.7
10.(1)解答下列问题:
①方程$x^2 - 2x + 1 = 0$的解为________.
②方程$x^2 - 3x + 2 = 0$的解为________.
③方程$x^2 - 4x + 3 = 0$的解为________.
……
(2)根据以上方程特征及其解的特征,请猜想:
①方程$x^2 - 9x + 8 = 0$的解为________.
②关于$x$的方程________的解为$x_1=1, x_2=n$.
(3)请用公式法验证(2)中②的结论.
①方程$x^2 - 2x + 1 = 0$的解为________.
②方程$x^2 - 3x + 2 = 0$的解为________.
③方程$x^2 - 4x + 3 = 0$的解为________.
……
(2)根据以上方程特征及其解的特征,请猜想:
①方程$x^2 - 9x + 8 = 0$的解为________.
②关于$x$的方程________的解为$x_1=1, x_2=n$.
(3)请用公式法验证(2)中②的结论.
答案
10.(1) ①$x_1=x_2=1$ ②$x_1=1, x_2=2$ ③$x_1=1, x_2=3$
(2) ①$x_1=1, x_2=8$ ②$x^2-(1+n)x+n=0$
(3) 略
(2) ①$x_1=1, x_2=8$ ②$x^2-(1+n)x+n=0$
(3) 略
解析
【分析】
解题可分三步进行:第一步求解第(1)问的三个一元二次方程,三个方程二次项系数均为1,可采用十字相乘法因式分解快速求解,得到解后观察方程系数与解的对应关系,总结规律:方程的两个解分别为1和常数项,一次项系数为两个解之和的相反数;第二步利用总结的规律直接完成第(2)问的猜想;第三步采用公式法验证第(2)问②的结论,先确定方程各项系数,再计算判别式,最后代入求根公式计算出根验证即可。
【解析】
(1)①对$x^2 - 2x + 1 = 0$因式分解得$(x-1)^2=0$,解得$x_1=x_2=1$;
②对$x^2 - 3x + 2 = 0$十字相乘分解为$(x-1)(x-2)=0$,解得$x_1=1,x_2=2$;
③对$x^2 - 4x + 3 = 0$十字相乘分解为$(x-1)(x-3)=0$,解得$x_1=1,x_2=3$;
(2)①根据前面方程和解的规律,常数项对应其中一个解,另一个解恒为1,因此$x^2 - 9x + 8 = 0$的解为$x_1=1,x_2=8$;
②已知方程解为$x_1=1,x_2=n$,则一次项系数为$-(1+n)$,常数项为$1× n=n$,因此方程为$x^2-(1+n)x+n=0$;
(3)验证:对于方程$x^2-(1+n)x+n=0$,$a=1$,$b=-(1+n)$,$c=n$,
判别式$\Delta = b^2-4ac = (1+n)^2 - 4n = n^2-2n+1=(n-1)^2≥0$,
代入求根公式得$x=\frac{(1+n)\pm\sqrt{(n-1)^2}}{2}=\frac{(1+n)\pm(n-1)}{2}$,
计算得$x_1=\frac{1+n-n+1}{2}=1$,$x_2=\frac{1+n+n-1}{2}=n$,因此猜想成立。
【答案】
(1) ①$x_1=x_2=1$ ②$x_1=1, x_2=2$ ③$x_1=1, x_2=3$
(2) ①$x_1=1, x_2=8$ ②$x^2-(1+n)x+n=0$
(3) 略
【知识点】
一元二次方程的解法、规律探究、公式法解方程
【点评】
本题以一元二次方程的求解为载体,引导学生通过解特殊方程归纳规律,再进行猜想验证,渗透了由特殊到一般的数学思想,考查学生的归纳推理能力和对一元二次方程基础解法的掌握程度。
【难度系数】
0.8
解题可分三步进行:第一步求解第(1)问的三个一元二次方程,三个方程二次项系数均为1,可采用十字相乘法因式分解快速求解,得到解后观察方程系数与解的对应关系,总结规律:方程的两个解分别为1和常数项,一次项系数为两个解之和的相反数;第二步利用总结的规律直接完成第(2)问的猜想;第三步采用公式法验证第(2)问②的结论,先确定方程各项系数,再计算判别式,最后代入求根公式计算出根验证即可。
【解析】
(1)①对$x^2 - 2x + 1 = 0$因式分解得$(x-1)^2=0$,解得$x_1=x_2=1$;
②对$x^2 - 3x + 2 = 0$十字相乘分解为$(x-1)(x-2)=0$,解得$x_1=1,x_2=2$;
③对$x^2 - 4x + 3 = 0$十字相乘分解为$(x-1)(x-3)=0$,解得$x_1=1,x_2=3$;
(2)①根据前面方程和解的规律,常数项对应其中一个解,另一个解恒为1,因此$x^2 - 9x + 8 = 0$的解为$x_1=1,x_2=8$;
②已知方程解为$x_1=1,x_2=n$,则一次项系数为$-(1+n)$,常数项为$1× n=n$,因此方程为$x^2-(1+n)x+n=0$;
(3)验证:对于方程$x^2-(1+n)x+n=0$,$a=1$,$b=-(1+n)$,$c=n$,
判别式$\Delta = b^2-4ac = (1+n)^2 - 4n = n^2-2n+1=(n-1)^2≥0$,
代入求根公式得$x=\frac{(1+n)\pm\sqrt{(n-1)^2}}{2}=\frac{(1+n)\pm(n-1)}{2}$,
计算得$x_1=\frac{1+n-n+1}{2}=1$,$x_2=\frac{1+n+n-1}{2}=n$,因此猜想成立。
【答案】
(1) ①$x_1=x_2=1$ ②$x_1=1, x_2=2$ ③$x_1=1, x_2=3$
(2) ①$x_1=1, x_2=8$ ②$x^2-(1+n)x+n=0$
(3) 略
【知识点】
一元二次方程的解法、规律探究、公式法解方程
【点评】
本题以一元二次方程的求解为载体,引导学生通过解特殊方程归纳规律,再进行猜想验证,渗透了由特殊到一般的数学思想,考查学生的归纳推理能力和对一元二次方程基础解法的掌握程度。
【难度系数】
0.8
11. 甲、乙两家手机店对同一款单价为 1600 元的手机实行促销:
甲商店规定:购买一部,单价为 1560 元;购买两部,每部为 1520 元.依此类推,即每多买一部,手机单价均减少 40 元,但最低单价不得低于 880 元.
乙商店规定:一律按原单价打 7.5 折.
两店促销活动期间,某公司在同一家店购买了若干部该款手机恰好花费 15000 元,问:该公司在哪家店购买了多少部手机?
甲商店规定:购买一部,单价为 1560 元;购买两部,每部为 1520 元.依此类推,即每多买一部,手机单价均减少 40 元,但最低单价不得低于 880 元.
乙商店规定:一律按原单价打 7.5 折.
两店促销活动期间,某公司在同一家店购买了若干部该款手机恰好花费 15000 元,问:该公司在哪家店购买了多少部手机?
答案
11. 在甲店购买了15部手机
解析
【分析】
解题时需分两种情况讨论:先判断是否在乙店购买,计算乙店单部手机价格,用总花费除以单价看购买数量是否为正整数;再判断是否在甲店购买,先根据甲店最低单价限制求出最多可购买的数量,再设购买数量为x,根据“单价×数量=总花费”列一元二次方程求解,最后检验解是否符合甲店的单价限制要求,排除不合理解即可得到答案。
【解析】
① 假设该公司在乙商店购买:
乙商店单部手机单价:$1600 × 0.75 = 1200$(元)
可购买数量:$15000 ÷ 1200 = 12.5$(部)
手机数量为正整数,因此不可能在乙商店购买。
② 假设该公司在甲商店购买,设购买了$x$部手机:
首先根据甲店最低单价不低于880元,列不等式:
$1600 - 40x ≥ 880$
解得:$x ≤ 18$
根据总花费列方程:
$x(1600 - 40x) = 15000$
整理得:$x^2 - 40x + 375 = 0$
因式分解得:$(x - 15)(x - 25) = 0$
解得:$x_1 = 15$,$x_2 = 25$
因为$x ≤ 18$,所以$x_2 = 25$不符合要求,舍去。
检验:当$x=15$时,单部单价为$1600 - 40 × 15 = 1000$元$>880$元,符合要求,总花费$15 × 1000 = 15000$元,符合题意。
【答案】
在甲店购买了15部手机
【知识点】
一元二次方程应用,分类讨论,不等式应用
【点评】
本题结合实际促销场景命题,解题时需注意结合实际意义对解出的结果进行检验,不能直接套用公式计算,同时要完整讨论所有可能的购买情况,避免漏判购买商店的可能性。
【难度系数】
0.6
解题时需分两种情况讨论:先判断是否在乙店购买,计算乙店单部手机价格,用总花费除以单价看购买数量是否为正整数;再判断是否在甲店购买,先根据甲店最低单价限制求出最多可购买的数量,再设购买数量为x,根据“单价×数量=总花费”列一元二次方程求解,最后检验解是否符合甲店的单价限制要求,排除不合理解即可得到答案。
【解析】
① 假设该公司在乙商店购买:
乙商店单部手机单价:$1600 × 0.75 = 1200$(元)
可购买数量:$15000 ÷ 1200 = 12.5$(部)
手机数量为正整数,因此不可能在乙商店购买。
② 假设该公司在甲商店购买,设购买了$x$部手机:
首先根据甲店最低单价不低于880元,列不等式:
$1600 - 40x ≥ 880$
解得:$x ≤ 18$
根据总花费列方程:
$x(1600 - 40x) = 15000$
整理得:$x^2 - 40x + 375 = 0$
因式分解得:$(x - 15)(x - 25) = 0$
解得:$x_1 = 15$,$x_2 = 25$
因为$x ≤ 18$,所以$x_2 = 25$不符合要求,舍去。
检验:当$x=15$时,单部单价为$1600 - 40 × 15 = 1000$元$>880$元,符合要求,总花费$15 × 1000 = 15000$元,符合题意。
【答案】
在甲店购买了15部手机
【知识点】
一元二次方程应用,分类讨论,不等式应用
【点评】
本题结合实际促销场景命题,解题时需注意结合实际意义对解出的结果进行检验,不能直接套用公式计算,同时要完整讨论所有可能的购买情况,避免漏判购买商店的可能性。
【难度系数】
0.6
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