1. (2024·苏州期末)若关于x的一元二次方程$x^{2}-4x+m=0$有两个不相等的正实数根,则m可能的值是 ()
A.5
B.3
C.0
D.-1
A.5
B.3
C.0
D.-1
答案
B
解析
对于方程 $x^2 - 4x + m = 0$,首先判别式需要大于 0,即$\Delta = b^2 - 4ac = 16 - 4m > 0$,
解得$m < 4$。
其次,由于方程有两个正实数根,设这两个根为 $x_1$ 和 $x_2$,根据韦达定理,有$x_1 + x_2 = 4 > 0$,$x_1 \cdot x_2 = m > 0$。
综合以上条件,得到 $0 < m < 4$($m$也可能会取到边界0,当$m=0$时,方程为$x^2-4x=0$,解得$x=0$或$x=4$,此时方程的根为两个非负实数根,不满足正实数根的条件,故排除$m=0$的情况),在选项中只有$m=3$满足条件。
解得$m < 4$。
其次,由于方程有两个正实数根,设这两个根为 $x_1$ 和 $x_2$,根据韦达定理,有$x_1 + x_2 = 4 > 0$,$x_1 \cdot x_2 = m > 0$。
综合以上条件,得到 $0 < m < 4$($m$也可能会取到边界0,当$m=0$时,方程为$x^2-4x=0$,解得$x=0$或$x=4$,此时方程的根为两个非负实数根,不满足正实数根的条件,故排除$m=0$的情况),在选项中只有$m=3$满足条件。
2. (易错题)(2024·内江)已知关于x的一元二次方程$x^{2}-px+1=0$(p为常数)有两个不相等的实数根$x_{1}$和$x_{2}$.若$x_{1}^{2}+x_{2}^{2}=2p+1$,则p的值为 ()
A.-1
B.3
C.1或-3
D.-1或3
A.-1
B.3
C.1或-3
D.-1或3
答案
B
解析
∵方程$x^2 - px + 1 = 0$有两个不相等的实数根,
∴判别式$\Delta = p^2 - 4 > 0$,解得$p > 2$或$p < -2$。
由根与系数关系得:$x_1 + x_2 = p$,$x_1x_2 = 1$。
∵$x_1^2 + x_2^2 = 2p + 1$,且$x_1^2 + x_2^2 = (x_1 + x_2)^2 - 2x_1x_2$,
∴$p^2 - 2×1 = 2p + 1$,整理得$p^2 - 2p - 3 = 0$。
解得$p = 3$或$p = -1$。
∵$p > 2$或$p < -2$,∴$p = -1$舍去,$p = 3$。
3. (2023·岳阳)已知关于x的方程$x^{2}+2mx+m^{2}-m+2=0$有两个不相等的实数根$x_{1}$、$x_{2}$,且$x_{1}+x_{2}+x_{1}\cdot x_{2}=2$,则m的值为.
答案
3
解析
∵方程$x^{2}+2mx+m^{2}-m+2=0$有两个不相等的实数根,
∴判别式$\Delta=(2m)^2 - 4×1×(m^2 - m + 2)=4m - 8 > 0$,解得$m > 2$。
由根与系数关系得:$x_1 + x_2=-2m$,$x_1x_2=m^2 - m + 2$。
∵$x_1 + x_2 + x_1x_2=2$,
∴$-2m + (m^2 - m + 2)=2$,整理得$m^2 - 3m=0$,
解得$m=0$或$m=3$。
∵$m > 2$,∴$m=3$。
4. 设$x_{1}$、$x_{2}$是一元二次方程$x^{2}+5x-3=0$的两个实数根,且$2x_{1}(x_{2}^{2}+6x_{2}-3)+a=4$,则a的值为.
答案
10
解析
因为$x_2$是方程$x^2 + 5x - 3 = 0$的根,所以$x_2^2 + 5x_2 - 3 = 0$,即$x_2^2 = -5x_2 + 3$。则$x_2^2 + 6x_2 - 3 = (-5x_2 + 3) + 6x_2 - 3 = x_2$。原式可化为$2x_1 \cdot x_2 + a = 4$。由韦达定理得$x_1x_2 = -3$,代入得$2×(-3) + a = 4$,解得$a = 10$。
5. (2023·襄阳)已知关于x的一元二次方程$x^{2}+2x+3-k=0$有两个不相等的实数根.
(1)求k的取值范围;
(2)若方程的两个实数根分别为α、β,且$k^{2}=αβ+3k$,求k的值.
(1)求k的取值范围;
(2)若方程的两个实数根分别为α、β,且$k^{2}=αβ+3k$,求k的值.
答案
(1) 方程 $x^{2}+2x+3-k=0$ 有两个不相等的实数根,则判别式 $\Delta > 0$。
$\Delta = 2^{2} - 4 × 1 × (3 - k) = 4 - 12 + 4k = 4k - 8$
由 $\Delta > 0$ 得:
$4k - 8 > 0$
$4k > 8$
$k > 2$
(2) 方程的两个实数根为 $\alpha$、$\beta$,由根与系数的关系得:
$\alpha + \beta = -2$
$\alpha\beta = 3 - k$
代入 $k^{2} = \alpha\beta + 3k$ 得:
$k^{2} = 3 - k + 3k$
$k^{2} - 2k - 3 = 0$
$(k - 3)(k + 1) = 0$
$k = 3 \quad 或 \quad k = -1$
由于 $k > 2$,所以 $k = 3$。
$\Delta = 2^{2} - 4 × 1 × (3 - k) = 4 - 12 + 4k = 4k - 8$
由 $\Delta > 0$ 得:
$4k - 8 > 0$
$4k > 8$
$k > 2$
(2) 方程的两个实数根为 $\alpha$、$\beta$,由根与系数的关系得:
$\alpha + \beta = -2$
$\alpha\beta = 3 - k$
代入 $k^{2} = \alpha\beta + 3k$ 得:
$k^{2} = 3 - k + 3k$
$k^{2} - 2k - 3 = 0$
$(k - 3)(k + 1) = 0$
$k = 3 \quad 或 \quad k = -1$
由于 $k > 2$,所以 $k = 3$。
6. 若关于x的一元二次方程$x^{2}-2mx+m^{2}-4m-1=0$有两个实数根$x_{1}$、$x_{2}$,且$(x_{1}+2)(x_{2}+2)-2x_{1}x_{2}=17$,求m的值.
答案
1. 对于方程$x^{2}-2mx+m^{2}-4m-1=0$,其中$a=1$,$b=-2m$,$c=m^{2}-4m-1$。
2. 判别式$\Delta =b^{2}-4ac=(-2m)^{2}-4×1×(m^{2}-4m-1)=16m + 4$,因方程有两个实数根,故$\Delta\geq0$,即$16m + 4\geq0$,解得$m\geq-\frac{1}{4}$。
3. 由韦达定理得$x_{1}+x_{2}=2m$,$x_{1}x_{2}=m^{2}-4m-1$。
4. 化简$(x_{1}+2)(x_{2}+2)-2x_{1}x_{2}$:$\begin{aligned}&(x_{1}+2)(x_{2}+2)-2x_{1}x_{2}\\=&x_{1}x_{2}+2x_{1}+2x_{2}+4 - 2x_{1}x_{2}\\=&-x_{1}x_{2}+2(x_{1}+x_{2}) + 4\end{aligned}$
5. 代入韦达定理:$\begin{aligned}&-(m^{2}-4m-1)+2×2m + 4 = 17\\&-m^{2}+4m + 1 + 4m + 4 = 17\\&-m^{2}+8m - 12 = 0\\&m^{2}-8m + 12 = 0\end{aligned}$
6. 解方程$m^{2}-8m + 12 = 0$,得$(m - 2)(m - 6)=0$,即$m=2$或$m=6$。
7. 因$2\geq-\frac{1}{4}$,$6\geq-\frac{1}{4}$,均满足条件。
$m=2$或$m=6$
2. 判别式$\Delta =b^{2}-4ac=(-2m)^{2}-4×1×(m^{2}-4m-1)=16m + 4$,因方程有两个实数根,故$\Delta\geq0$,即$16m + 4\geq0$,解得$m\geq-\frac{1}{4}$。
3. 由韦达定理得$x_{1}+x_{2}=2m$,$x_{1}x_{2}=m^{2}-4m-1$。
4. 化简$(x_{1}+2)(x_{2}+2)-2x_{1}x_{2}$:$\begin{aligned}&(x_{1}+2)(x_{2}+2)-2x_{1}x_{2}\\=&x_{1}x_{2}+2x_{1}+2x_{2}+4 - 2x_{1}x_{2}\\=&-x_{1}x_{2}+2(x_{1}+x_{2}) + 4\end{aligned}$
5. 代入韦达定理:$\begin{aligned}&-(m^{2}-4m-1)+2×2m + 4 = 17\\&-m^{2}+4m + 1 + 4m + 4 = 17\\&-m^{2}+8m - 12 = 0\\&m^{2}-8m + 12 = 0\end{aligned}$
6. 解方程$m^{2}-8m + 12 = 0$,得$(m - 2)(m - 6)=0$,即$m=2$或$m=6$。
7. 因$2\geq-\frac{1}{4}$,$6\geq-\frac{1}{4}$,均满足条件。
$m=2$或$m=6$
7. 已知关于x的一元二次方程$x^{2}-2(k-1)x+k^{2}+3=0$的两个实数根分别为$x_{1}$、$x_{2}$,设$t=\frac {x_{1}+x_{2}}{k}$,则t的最大值为 ()
A.-2
B.2
C.-4
D.4
A.-2
B.2
C.-4
D.4
答案
D
解析
∵方程有两个实数根,∴判别式$\Delta \geq 0$。
对于方程$x^2 - 2(k - 1)x + k^2 + 3 = 0$,
$\Delta = [-2(k - 1)]^2 - 4(k^2 + 3) = 4(k^2 - 2k + 1) - 4k^2 - 12 = -8k - 8$,
由$\Delta \geq 0$得$-8k - 8 \geq 0$,解得$k \leq -1$。
由韦达定理,$x_1 + x_2 = 2(k - 1)$,
则$t = \frac{x_1 + x_2}{k} = \frac{2(k - 1)}{k} = 2 - \frac{2}{k}$。
∵$k \leq -1$,∴$\frac{1}{k} \in [-1, 0)$,$-\frac{2}{k} \in (0, 2]$,
当$k = -1$时,$-\frac{2}{k} = 2$,此时$t = 2 + 2 = 4$,即t的最大值为4。
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