9. 已知关于$x$的一元二次方程$x^{2}-2(k+1)x+k^{2}+2=0$的两个实数根分别为$α,β$,且$(2α+1)(2β+1)=21$,求$k$的值.
答案
9.解:$\because$关于$x$的一元二次方程$x^{2}-2(k+1)x+k^{2}+2=0$有实数根,
$\therefore [-2(k+1)]^{2}-4× 1× (k^{2}+2)≥ 0$,解得$k≥ \dfrac{1}{2}$.
$\because$方程的两个实数根分别为$α$,$β$,
$\therefore α +β =2k+2$,$α β =k^{2}+2$.
又$\because (2α +1)(2β +1)=21$,$\therefore 4α β +2(α +β )+1=21$,
即$4(k^{2}+2)+2(2k+2)+1=21$,解得$k=1$或$k=-2$.
又$\because k≥ \dfrac{1}{2}$,$\therefore k=1$.
$\therefore [-2(k+1)]^{2}-4× 1× (k^{2}+2)≥ 0$,解得$k≥ \dfrac{1}{2}$.
$\because$方程的两个实数根分别为$α$,$β$,
$\therefore α +β =2k+2$,$α β =k^{2}+2$.
又$\because (2α +1)(2β +1)=21$,$\therefore 4α β +2(α +β )+1=21$,
即$4(k^{2}+2)+2(2k+2)+1=21$,解得$k=1$或$k=-2$.
又$\because k≥ \dfrac{1}{2}$,$\therefore k=1$.
解析
【分析】
这道题的核心是利用一元二次方程根的性质和韦达定理求参数k,解题思路可以按三步走:第一步,题目明确说明方程有两个实数根,所以首先要先计算根的判别式,得到参数k的取值范围,这一步是为了后续排除不符合“有实根”条件的解,避免出错;第二步,利用一元二次方程根与系数的关系(韦达定理),把两根之和α+β、两根之积αβ用含k的代数式表示出来;第三步,把给定的等式(2α+1)(2β+1)展开,将刚才得到的α+β和αβ的表达式代入,得到关于k的一元二次方程,解出k的两个候选值,最后结合第一步得到的k的取值范围,舍去不符合条件的解,就能得到最终正确的k值。
【解析】
解:
1. 先根据方程有两个实数根确定k的取值范围
∵ 关于x的一元二次方程$x^{2}-2(k+1)x+k^{2}+2=0$有两个实数根,
∴ 根的判别式$\Delta ≥ 0$,即:
$[-2(k+1)]^2 - 4×1×(k^2+2) ≥ 0$
展开化简得$8k -4 ≥ 0$,解得$k≥ \frac{1}{2}$。
2. 利用韦达定理写出两根和与两根积
∵ α、β是方程的两个实数根,
∴ 由根与系数的关系可得:
$α + β = 2(k+1) = 2k+2$,$αβ = k^2 +2$。
3. 代入给定等式求解k
将$(2α+1)(2β+1)=21$展开整理得:
$4αβ + 2(α+β) +1 =21$。
把$α + β = 2k+2$、$αβ =k^2+2$代入上式:
$4(k^2+2) + 2(2k+2) +1 =21$
化简得$k^2 +k -2=0$,解得$k_1=1$,$k_2=-2$。
4. 结合k的取值范围筛选结果
∵ $k≥ \frac{1}{2}$,$k=-2$不满足该条件,舍去,
∴ k的值为1。
【答案】
$k=1$
【知识点】
一元二次方程判别式;韦达定理
【点评】
本题属于一元二次方程参数求解的常规考题,最容易出错的点是忽略“方程有两个实数根”的前提,跳过判别式的计算,直接解出k=1和k=-2两个值,没有舍去不符合实根条件的k=-2。解题时只要题目明确一元二次方程有实根,都要优先通过判别式锁定参数的取值范围,再结合韦达定理运算,就能避免这类错误。
【难度系数】
0.6
这道题的核心是利用一元二次方程根的性质和韦达定理求参数k,解题思路可以按三步走:第一步,题目明确说明方程有两个实数根,所以首先要先计算根的判别式,得到参数k的取值范围,这一步是为了后续排除不符合“有实根”条件的解,避免出错;第二步,利用一元二次方程根与系数的关系(韦达定理),把两根之和α+β、两根之积αβ用含k的代数式表示出来;第三步,把给定的等式(2α+1)(2β+1)展开,将刚才得到的α+β和αβ的表达式代入,得到关于k的一元二次方程,解出k的两个候选值,最后结合第一步得到的k的取值范围,舍去不符合条件的解,就能得到最终正确的k值。
【解析】
解:
1. 先根据方程有两个实数根确定k的取值范围
∵ 关于x的一元二次方程$x^{2}-2(k+1)x+k^{2}+2=0$有两个实数根,
∴ 根的判别式$\Delta ≥ 0$,即:
$[-2(k+1)]^2 - 4×1×(k^2+2) ≥ 0$
展开化简得$8k -4 ≥ 0$,解得$k≥ \frac{1}{2}$。
2. 利用韦达定理写出两根和与两根积
∵ α、β是方程的两个实数根,
∴ 由根与系数的关系可得:
$α + β = 2(k+1) = 2k+2$,$αβ = k^2 +2$。
3. 代入给定等式求解k
将$(2α+1)(2β+1)=21$展开整理得:
$4αβ + 2(α+β) +1 =21$。
把$α + β = 2k+2$、$αβ =k^2+2$代入上式:
$4(k^2+2) + 2(2k+2) +1 =21$
化简得$k^2 +k -2=0$,解得$k_1=1$,$k_2=-2$。
4. 结合k的取值范围筛选结果
∵ $k≥ \frac{1}{2}$,$k=-2$不满足该条件,舍去,
∴ k的值为1。
【答案】
$k=1$
【知识点】
一元二次方程判别式;韦达定理
【点评】
本题属于一元二次方程参数求解的常规考题,最容易出错的点是忽略“方程有两个实数根”的前提,跳过判别式的计算,直接解出k=1和k=-2两个值,没有舍去不符合实根条件的k=-2。解题时只要题目明确一元二次方程有实根,都要优先通过判别式锁定参数的取值范围,再结合韦达定理运算,就能避免这类错误。
【难度系数】
0.6
10. 已知 $x_1 , x_2$ 是一元二次方程 $x^2 - 2x + k + 2 = 0$ 的两个实数根.
(1)求 $k$ 的取值范围.
(2)是否存在实数 $k$,使得等式 $\dfrac{1}{x_1} + \dfrac{1}{x_2} = k - 2$ 成立? 如果存在,请求出 $k$ 的值; 如果不存在,请说明理由.
(1)求 $k$ 的取值范围.
(2)是否存在实数 $k$,使得等式 $\dfrac{1}{x_1} + \dfrac{1}{x_2} = k - 2$ 成立? 如果存在,请求出 $k$ 的值; 如果不存在,请说明理由.
答案
10.解:(1)$\because$一元二次方程$x^{2}-2x+k+2=0$有两个实数根,
$\therefore b^{2}-4ac=(-2)^{2}-4× 1× (k+2)≥ 0$,解得$k≤ -1$.
(2)存在.$\because x_{1}$,$x_{2}$是一元二次方程$x^{2}-2x+k+2=0$的两个实数根,$\therefore x_{1}+x_{2}=2$,$x_{1}x_{2}=k+2$.
$\because \dfrac{1}{x_{1}}+\dfrac{1}{x_{2}}=k-2$,$\therefore \dfrac{x_{1}+x_{2}}{x_{1}x_{2}}=\dfrac{2}{k+2}=k-2$,
$\therefore k^{2}-6=0$,解得$k_{1}=-\sqrt{6}$,$k_{2}=\sqrt{6}$.
又$\because k≤ -1$,$\therefore k=-\sqrt{6}$,
$\therefore$存在这样的实数$k$,使得等式$\dfrac{1}{x_{1}}+\dfrac{1}{x_{2}}=k-2$成立,
$k$的值为$-\sqrt{6}$.
$\therefore b^{2}-4ac=(-2)^{2}-4× 1× (k+2)≥ 0$,解得$k≤ -1$.
(2)存在.$\because x_{1}$,$x_{2}$是一元二次方程$x^{2}-2x+k+2=0$的两个实数根,$\therefore x_{1}+x_{2}=2$,$x_{1}x_{2}=k+2$.
$\because \dfrac{1}{x_{1}}+\dfrac{1}{x_{2}}=k-2$,$\therefore \dfrac{x_{1}+x_{2}}{x_{1}x_{2}}=\dfrac{2}{k+2}=k-2$,
$\therefore k^{2}-6=0$,解得$k_{1}=-\sqrt{6}$,$k_{2}=\sqrt{6}$.
又$\because k≤ -1$,$\therefore k=-\sqrt{6}$,
$\therefore$存在这样的实数$k$,使得等式$\dfrac{1}{x_{1}}+\dfrac{1}{x_{2}}=k-2$成立,
$k$的值为$-\sqrt{6}$.
解析
【分析】
这道题分两小问逐步思考即可:
1. 第一问求k的取值范围,已知该一元二次方程有两个实数根,直接联想到一元二次方程根的判别式性质:当判别式Δ≥0时,方程存在两个实数根,代入方程对应系数列出关于k的不等式,求解就能得到k的取值范围。
2. 第二问判断是否存在满足条件的k,首先利用一元二次方程根与系数的关系(韦达定理),得到两根之和、两根之积的表达式,再把待求的$\frac{1}{x_1}+\frac{1}{x_2}$通分变形为用两根和、两根积表示的形式,代入后得到关于k的分式方程,解出k的值后,必须结合第一问得到的k的取值范围筛选,舍去不符合方程有实根前提的解,最终即可判断是否存在符合条件的k。
【解析】
(1) 已知一元二次方程 $x^2 - 2x + k + 2 = 0$ 有两个实数根,
根据一元二次方程根的判别式性质,可得 $\Delta = b^2 - 4ac ≥ 0$,
其中 $a=1$,$b=-2$,$c=k+2$,代入得:
$(-2)^2 - 4×1×(k+2) ≥ 0$
化简计算:$4 - 4k - 8 ≥ 0$,即 $-4k ≥ 4$,
解得:$k ≤ -1$。
(2) 存在符合条件的k,推导如下:
由一元二次方程根与系数的关系(韦达定理),可得:
$x_1 + x_2 = 2$,$x_1x_2 = k + 2$,
对 $\frac{1}{x_1} + \frac{1}{x_2}$ 通分变形得:
$\frac{1}{x_1} + \frac{1}{x_2} = \frac{x_1 + x_2}{x_1x_2}$
代入已知条件 $\frac{1}{x_1} + \frac{1}{x_2} = k - 2$,可得:
$\frac{2}{k+2} = k - 2$
两边同乘 $k+2$ 整理得:
$2 = (k-2)(k+2)$
即 $k^2 - 4 = 2$,$k^2 = 6$,
解得 $k_1 = -\sqrt{6}$,$k_2 = \sqrt{6}$,
结合第一问得到的取值范围 $k ≤ -1$,可知 $\sqrt{6} > -1$,不符合条件舍去,
而 $-\sqrt{6} \approx -2.45 ≤ -1$,满足方程有实根的要求,
因此存在符合条件的实数$k$。
【答案】
(1) $k ≤ -1$;(2) 存在,$k$的值为$-\sqrt{6}$
【知识点】
一元二次方程判别式,根与系数关系,分式通分运算
【点评】
本题是一元二次方程的基础综合题型,核心考察根的判别式和韦达定理的应用,易错点是第二问解出k的两个值后,容易忽略第一问得到的k的取值范围,直接保留两个解导致错误,提醒学生在利用韦达定理解题时,必须优先保证方程有实根,对得到的参数结果进行验证筛选。
【难度系数】
0.6
这道题分两小问逐步思考即可:
1. 第一问求k的取值范围,已知该一元二次方程有两个实数根,直接联想到一元二次方程根的判别式性质:当判别式Δ≥0时,方程存在两个实数根,代入方程对应系数列出关于k的不等式,求解就能得到k的取值范围。
2. 第二问判断是否存在满足条件的k,首先利用一元二次方程根与系数的关系(韦达定理),得到两根之和、两根之积的表达式,再把待求的$\frac{1}{x_1}+\frac{1}{x_2}$通分变形为用两根和、两根积表示的形式,代入后得到关于k的分式方程,解出k的值后,必须结合第一问得到的k的取值范围筛选,舍去不符合方程有实根前提的解,最终即可判断是否存在符合条件的k。
【解析】
(1) 已知一元二次方程 $x^2 - 2x + k + 2 = 0$ 有两个实数根,
根据一元二次方程根的判别式性质,可得 $\Delta = b^2 - 4ac ≥ 0$,
其中 $a=1$,$b=-2$,$c=k+2$,代入得:
$(-2)^2 - 4×1×(k+2) ≥ 0$
化简计算:$4 - 4k - 8 ≥ 0$,即 $-4k ≥ 4$,
解得:$k ≤ -1$。
(2) 存在符合条件的k,推导如下:
由一元二次方程根与系数的关系(韦达定理),可得:
$x_1 + x_2 = 2$,$x_1x_2 = k + 2$,
对 $\frac{1}{x_1} + \frac{1}{x_2}$ 通分变形得:
$\frac{1}{x_1} + \frac{1}{x_2} = \frac{x_1 + x_2}{x_1x_2}$
代入已知条件 $\frac{1}{x_1} + \frac{1}{x_2} = k - 2$,可得:
$\frac{2}{k+2} = k - 2$
两边同乘 $k+2$ 整理得:
$2 = (k-2)(k+2)$
即 $k^2 - 4 = 2$,$k^2 = 6$,
解得 $k_1 = -\sqrt{6}$,$k_2 = \sqrt{6}$,
结合第一问得到的取值范围 $k ≤ -1$,可知 $\sqrt{6} > -1$,不符合条件舍去,
而 $-\sqrt{6} \approx -2.45 ≤ -1$,满足方程有实根的要求,
因此存在符合条件的实数$k$。
【答案】
(1) $k ≤ -1$;(2) 存在,$k$的值为$-\sqrt{6}$
【知识点】
一元二次方程判别式,根与系数关系,分式通分运算
【点评】
本题是一元二次方程的基础综合题型,核心考察根的判别式和韦达定理的应用,易错点是第二问解出k的两个值后,容易忽略第一问得到的k的取值范围,直接保留两个解导致错误,提醒学生在利用韦达定理解题时,必须优先保证方程有实根,对得到的参数结果进行验证筛选。
【难度系数】
0.6
11.若菱形$ABCD$的一条对角线长为8,边$CD$的长是方程$x^{2}-10x+24=0$的一个根,则菱形$ABCD$的周长为
24
.答案
11.24
解析
【分析】
这道题的解题思路可以分为三步:第一步先求解给出的一元二次方程,得到边CD的两个可能取值;第二步结合菱形的性质,菱形四条边长度相等,同时菱形的任意一组邻边和对应对角线可以构成三角形,利用三角形三边关系对两个可能的边长逐一验证,排除不符合几何规则的取值;第三步用合法的边长乘以4,即可得到菱形的周长。
【解析】
1. 求解一元二次方程:
对$x^2 - 10x + 24 = 0$因式分解,得$(x-4)(x-6)=0$,
解得$x_1=4$,$x_2=6$,即边CD的可能取值为4或6。
2. 结合几何性质验证边长合理性:
已知菱形的一条对角线长为8:
① 若边长CD=4,根据菱形四边相等,和这条长为8的对角线组成三角形的另外两条边长也为4,此时$4+4=8$,不满足三角形“两边之和大于第三边”的三边关系,无法构成三角形,该情况舍去;
② 若边长CD=6,对应组成三角形的另外两条边长为6,此时$6+6>8$、$6+8>6$,满足三角形三边关系,可以构成菱形,符合要求。
3. 计算菱形周长:
菱形边长为6,因此周长$=4×6=24$。
【答案】24
【知识点】一元二次方程求解,菱形性质,三角形三边关系
【点评】本题的易错点是直接将方程的根当作菱形边长计算周长,忽略了菱形边长与对角线需要满足三角形三边关系的隐含约束,解题时必须对得到的边长取值做合理性验证,避免出现错解。
【难度系数】0.6
这道题的解题思路可以分为三步:第一步先求解给出的一元二次方程,得到边CD的两个可能取值;第二步结合菱形的性质,菱形四条边长度相等,同时菱形的任意一组邻边和对应对角线可以构成三角形,利用三角形三边关系对两个可能的边长逐一验证,排除不符合几何规则的取值;第三步用合法的边长乘以4,即可得到菱形的周长。
【解析】
1. 求解一元二次方程:
对$x^2 - 10x + 24 = 0$因式分解,得$(x-4)(x-6)=0$,
解得$x_1=4$,$x_2=6$,即边CD的可能取值为4或6。
2. 结合几何性质验证边长合理性:
已知菱形的一条对角线长为8:
① 若边长CD=4,根据菱形四边相等,和这条长为8的对角线组成三角形的另外两条边长也为4,此时$4+4=8$,不满足三角形“两边之和大于第三边”的三边关系,无法构成三角形,该情况舍去;
② 若边长CD=6,对应组成三角形的另外两条边长为6,此时$6+6>8$、$6+8>6$,满足三角形三边关系,可以构成菱形,符合要求。
3. 计算菱形周长:
菱形边长为6,因此周长$=4×6=24$。
【答案】24
【知识点】一元二次方程求解,菱形性质,三角形三边关系
【点评】本题的易错点是直接将方程的根当作菱形边长计算周长,忽略了菱形边长与对角线需要满足三角形三边关系的隐含约束,解题时必须对得到的边长取值做合理性验证,避免出现错解。
【难度系数】0.6
12. 若$△ ABC$的一条边$BC$的长为5,另两边$AB,AC$的长是关于$x$的一元二次方程$x^{2}-(2k+3)x+k^{2}+3k+2=0$的两个实数根,当$k=$
2或11
时,$△ ABC$是直角三角形.答案
12.2或11
解析
【分析】
解题时首先先对给定的一元二次方程因式分解,直接得到AB、AC两条边的长度表达式,可知两条边分别为k+1和k+2,且k+2>k+1>0。由于题目没有明确指定直角三角形的斜边,已知BC边长为5,因此需要分类讨论:第一种情况是BC作为斜边,第二种情况是三条边中最长的边AC作为斜边,不存在更短的AB作为斜边的可能,分别代入勾股定理列方程求解k,最后验证边长为正、符合三角形三边关系即可得到最终结果。
【解析】
1. 先求解一元二次方程:
对$x^{2}-(2k+3)x+k^{2}+3k+2=0$因式分解,可得:
$[x-(k+1)][x-(k+2)]=0$
解得方程两个根为$x_1=k+1$,$x_2=k+2$,不妨设$AB=k+1$,$AC=k+2$,由边长为正可得$k+1>0$,即$k>-1$。
2. 分情况讨论直角三角形:
情况1:BC为斜边,即$∠ A=90°$,根据勾股定理$AB^2+AC^2=BC^2$,代入得:
$(k+1)^2+(k+2)^2=5^2$
展开整理得:$2k^2+6k-20=0$,即$k^2+3k-10=0$,解得$k_1=2$,$k_2=-5$,结合$k>-1$舍去$k=-5$,得$k=2$。
情况2:AC为斜边(AC是三条边中最长边),即$∠ B=90°$,根据勾股定理$AB^2+BC^2=AC^2$,代入得:
$(k+1)^2+5^2=(k+2)^2$
展开整理得:$2k=22$,解得$k=11$,此时三边长为5、12、13,满足勾股定理,也符合三角形三边关系。
由于$AB<AC$,AB不可能作为最长斜边,无需额外讨论。
综上可得k的值为2或11。
【答案】2或11
【知识点】一元二次方程求解,勾股定理,分类讨论思想
【点评】本题的易错点是容易遗漏斜边为AC的情况,仅计算BC为斜边得到k=2就结束,解题时要注意题目没有指定斜边,必须结合边的大小关系完整分类讨论,同时要注意边长为正的隐含条件,舍去不符合实际的负根。
【难度系数】0.4
解题时首先先对给定的一元二次方程因式分解,直接得到AB、AC两条边的长度表达式,可知两条边分别为k+1和k+2,且k+2>k+1>0。由于题目没有明确指定直角三角形的斜边,已知BC边长为5,因此需要分类讨论:第一种情况是BC作为斜边,第二种情况是三条边中最长的边AC作为斜边,不存在更短的AB作为斜边的可能,分别代入勾股定理列方程求解k,最后验证边长为正、符合三角形三边关系即可得到最终结果。
【解析】
1. 先求解一元二次方程:
对$x^{2}-(2k+3)x+k^{2}+3k+2=0$因式分解,可得:
$[x-(k+1)][x-(k+2)]=0$
解得方程两个根为$x_1=k+1$,$x_2=k+2$,不妨设$AB=k+1$,$AC=k+2$,由边长为正可得$k+1>0$,即$k>-1$。
2. 分情况讨论直角三角形:
情况1:BC为斜边,即$∠ A=90°$,根据勾股定理$AB^2+AC^2=BC^2$,代入得:
$(k+1)^2+(k+2)^2=5^2$
展开整理得:$2k^2+6k-20=0$,即$k^2+3k-10=0$,解得$k_1=2$,$k_2=-5$,结合$k>-1$舍去$k=-5$,得$k=2$。
情况2:AC为斜边(AC是三条边中最长边),即$∠ B=90°$,根据勾股定理$AB^2+BC^2=AC^2$,代入得:
$(k+1)^2+5^2=(k+2)^2$
展开整理得:$2k=22$,解得$k=11$,此时三边长为5、12、13,满足勾股定理,也符合三角形三边关系。
由于$AB<AC$,AB不可能作为最长斜边,无需额外讨论。
综上可得k的值为2或11。
【答案】2或11
【知识点】一元二次方程求解,勾股定理,分类讨论思想
【点评】本题的易错点是容易遗漏斜边为AC的情况,仅计算BC为斜边得到k=2就结束,解题时要注意题目没有指定斜边,必须结合边的大小关系完整分类讨论,同时要注意边长为正的隐含条件,舍去不符合实际的负根。
【难度系数】0.4
13. 在等腰$△ ABC$中,三边长分别为$a,b,c$,其中$a=5$,若关于$x$的方程$x^{2}+(b+2)x+6-b=0$有两个相等的实数根,求$△ ABC$的周长.
答案
13.解:$\because$关于$x$的方程$x^{2}+(b+2)x+6-b=0$有两个相等的实数根,$\therefore (b+2)^{2}-4(6-b)=0$,即$b^{2}+8b-20=0$,
解得$b=2$或$b=-10$(舍去).
①当$a$为底边长,$b$为腰长时,$2+2<5$,构不成三角形,此种情况不成立;
②当$b$为底边长,$a$为腰长时,5,5,2能够构成三角形,此时$△ ABC$的周长为$5+5+2=12$.
综上所述,$△ ABC$的周长是12.
解得$b=2$或$b=-10$(舍去).
①当$a$为底边长,$b$为腰长时,$2+2<5$,构不成三角形,此种情况不成立;
②当$b$为底边长,$a$为腰长时,5,5,2能够构成三角形,此时$△ ABC$的周长为$5+5+2=12$.
综上所述,$△ ABC$的周长是12.
解析
【分析】
解题时先从已知条件“方程有两个相等的实数根”切入,回忆一元二次方程根的判别式性质,令判别式Δ=0,代入方程系数列出关于b的方程,解出b的两个根后,根据三角形边长为正的要求舍去负根,得到b的合法取值。接下来结合等腰三角形的性质,已知a=5,分两种情况讨论:第一种是a为底边、b为腰,第二种是b为底边、a为腰,每一种情况都用三角形三边关系“两边之和大于第三边”验证三边能否组成三角形,排除不成立的情况后,计算符合条件的三角形周长即可。
【解析】
解:
∵关于$x$的方程$x^{2}+(b+2)x+6-b=0$有两个相等的实数根,
∴该方程的根的判别式$\Delta=0$,即:
$(b+2)^2 - 4×1×(6-b)=0$
展开整理得:$b^2+8b-20=0$,
解得$b=2$或$b=-10$。
∵三角形边长为正数,因此$b=-10$不符合实际,舍去,即$b=2$。
接下来分两种情况讨论等腰$△ ABC$的三边:
① 当$a=5$为底边长,$b=2$为腰长时,三边长为2、2、5,此时$2+2<5$,不满足三角形三边关系,无法构成三角形,该情况不成立;
② 当$b=2$为底边长,$a=5$为腰长时,三边长为5、5、2,满足任意两边之和大于第三边,可以构成三角形,此时$△ ABC$的周长为$5+5+2=12$。
综上所述,$△ ABC$的周长是12。
【答案】12
【知识点】一元二次方程判别式;等腰三角形性质;三角形三边关系
【点评】本题是一元二次方程和等腰三角形的综合基础题,核心考查分类讨论思想的应用,易错点是求出b的取值后直接默认三边合法,忽略用三边关系验证能否构成三角形,容易误得到周长为9的错误结果,解题时要注意边长的非负性和三角形构成的前提条件。
【难度系数】0.6
解题时先从已知条件“方程有两个相等的实数根”切入,回忆一元二次方程根的判别式性质,令判别式Δ=0,代入方程系数列出关于b的方程,解出b的两个根后,根据三角形边长为正的要求舍去负根,得到b的合法取值。接下来结合等腰三角形的性质,已知a=5,分两种情况讨论:第一种是a为底边、b为腰,第二种是b为底边、a为腰,每一种情况都用三角形三边关系“两边之和大于第三边”验证三边能否组成三角形,排除不成立的情况后,计算符合条件的三角形周长即可。
【解析】
解:
∵关于$x$的方程$x^{2}+(b+2)x+6-b=0$有两个相等的实数根,
∴该方程的根的判别式$\Delta=0$,即:
$(b+2)^2 - 4×1×(6-b)=0$
展开整理得:$b^2+8b-20=0$,
解得$b=2$或$b=-10$。
∵三角形边长为正数,因此$b=-10$不符合实际,舍去,即$b=2$。
接下来分两种情况讨论等腰$△ ABC$的三边:
① 当$a=5$为底边长,$b=2$为腰长时,三边长为2、2、5,此时$2+2<5$,不满足三角形三边关系,无法构成三角形,该情况不成立;
② 当$b=2$为底边长,$a=5$为腰长时,三边长为5、5、2,满足任意两边之和大于第三边,可以构成三角形,此时$△ ABC$的周长为$5+5+2=12$。
综上所述,$△ ABC$的周长是12。
【答案】12
【知识点】一元二次方程判别式;等腰三角形性质;三角形三边关系
【点评】本题是一元二次方程和等腰三角形的综合基础题,核心考查分类讨论思想的应用,易错点是求出b的取值后直接默认三边合法,忽略用三边关系验证能否构成三角形,容易误得到周长为9的错误结果,解题时要注意边长的非负性和三角形构成的前提条件。
【难度系数】0.6
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