问题 关于 $x$ 的方程 $(k - 1)x^{2}+2kx + 2 = 0$. 求证:无论 $k$ 为何值,方程总有实数根.
名师指导
已知条件并没有明确指出此整式方程是几次方程,也未说明有几个实数根,因而必须分两种情况进行讨论. 该方程是一元一次方程或是一元二次方程,即 $k = 1$ 或 $k\neq1$.
解题示范(学生在教师指导下,独立完成)
解:
名师指导
已知条件并没有明确指出此整式方程是几次方程,也未说明有几个实数根,因而必须分两种情况进行讨论. 该方程是一元一次方程或是一元二次方程,即 $k = 1$ 或 $k\neq1$.
解题示范(学生在教师指导下,独立完成)
解:
答案
当 $k = 1$ 时:
原方程变为 $2x + 2 = 0$,
解得 $x = -1$,
此时方程有一个实数根。
当 $k \neq 1$ 时:
原方程为一元二次方程 $(k - 1)x^{2} + 2kx + 2 = 0$,
其判别式为:
$\Delta = (2k)^{2} - 4(k - 1) × 2$
$= 4k^{2} - 8k + 8$
$= 4(k - 1)^{2} + 4$
由于 $(k - 1)^{2} \geq 0$,
所以 $\Delta = 4(k - 1)^{2} + 4 > 0$,
因此,当 $k \neq 1$ 时,方程有两个不相等的实数根。
综上,无论 $k$ 为何值,方程总有实数根。
原方程变为 $2x + 2 = 0$,
解得 $x = -1$,
此时方程有一个实数根。
当 $k \neq 1$ 时:
原方程为一元二次方程 $(k - 1)x^{2} + 2kx + 2 = 0$,
其判别式为:
$\Delta = (2k)^{2} - 4(k - 1) × 2$
$= 4k^{2} - 8k + 8$
$= 4(k - 1)^{2} + 4$
由于 $(k - 1)^{2} \geq 0$,
所以 $\Delta = 4(k - 1)^{2} + 4 > 0$,
因此,当 $k \neq 1$ 时,方程有两个不相等的实数根。
综上,无论 $k$ 为何值,方程总有实数根。
1. 下列一元二次方程没有实数根的是( )
A.$x^{2}+2x + 1 = 0$
B.$x^{2}+x + 2 = 0$
C.$x^{2}-1 = 0$
D.$x^{2}-2x - 1 = 0$
A.$x^{2}+2x + 1 = 0$
B.$x^{2}+x + 2 = 0$
C.$x^{2}-1 = 0$
D.$x^{2}-2x - 1 = 0$
答案
B
解析
对于一元二次方程$ax^{2}+bx + c = 0(a\neq0)$,根的判别式为$\Delta=b^{2}-4ac$。当$\Delta<0$时,方程没有实数根。
A选项:$x^{2}+2x + 1 = 0$,$a = 1$,$b=2$,$c = 1$,$\Delta=2^{2}-4×1×1=4 - 4=0$,方程有两个相等的实数根。
B选项:$x^{2}+x + 2 = 0$,$a = 1$,$b = 1$,$c = 2$,$\Delta=1^{2}-4×1×2=1 - 8=-7<0$,方程没有实数根。
C选项:$x^{2}-1 = 0$,$a = 1$,$b = 0$,$c=-1$,$\Delta=0^{2}-4×1×(-1)=0 + 4=4>0$,方程有两个不相等的实数根。
D选项:$x^{2}-2x - 1 = 0$,$a = 1$,$b=-2$,$c=-1$,$\Delta=(-2)^{2}-4×1×(-1)=4 + 4=8>0$,方程有两个不相等的实数根。
B
A选项:$x^{2}+2x + 1 = 0$,$a = 1$,$b=2$,$c = 1$,$\Delta=2^{2}-4×1×1=4 - 4=0$,方程有两个相等的实数根。
B选项:$x^{2}+x + 2 = 0$,$a = 1$,$b = 1$,$c = 2$,$\Delta=1^{2}-4×1×2=1 - 8=-7<0$,方程没有实数根。
C选项:$x^{2}-1 = 0$,$a = 1$,$b = 0$,$c=-1$,$\Delta=0^{2}-4×1×(-1)=0 + 4=4>0$,方程有两个不相等的实数根。
D选项:$x^{2}-2x - 1 = 0$,$a = 1$,$b=-2$,$c=-1$,$\Delta=(-2)^{2}-4×1×(-1)=4 + 4=8>0$,方程有两个不相等的实数根。
B
2. 若一元二次方程 $mx^{2}-2x + 1 = 0$ 有两个不相等的实数根,则 $m$ 的取值范围是( )
A.$m\lt1$
B.$m\lt1$ 且 $m\neq0$
C.$m\leqslant1$ 且 $m\neq0$
D.$m\gt1$
A.$m\lt1$
B.$m\lt1$ 且 $m\neq0$
C.$m\leqslant1$ 且 $m\neq0$
D.$m\gt1$
答案
B
解析
因为一元二次方程$mx^{2}-2x + 1 = 0$有两个不相等的实数根,所以判别式$\Delta = (-2)^2 - 4 × m × 1 > 0$且$m \neq 0$。
计算判别式:$\Delta = 4 - 4m > 0$,解得$m < 1$。
综上,$m$的取值范围是$m < 1$且$m \neq 0$。
B
计算判别式:$\Delta = 4 - 4m > 0$,解得$m < 1$。
综上,$m$的取值范围是$m < 1$且$m \neq 0$。
B
3. 对于实数 $a$,$b$ 定义运算“☆”如下:$a☆b = ab^{2}-ab$. 例如:$3☆2 = 3×2^{2}-3×2 = 6$,则方程 $1☆x = 2$ 的根的情况为( )
A.没有实数根
B.只有一个实数根
C.有两个相等的实数根
D.有两个不相等的实数根
A.没有实数根
B.只有一个实数根
C.有两个相等的实数根
D.有两个不相等的实数根
答案
D
解析
由题意得,$1☆x=1× x^{2}-1× x=x^{2}-x$。
因为$1☆x=2$,所以$x^{2}-x=2$,即$x^{2}-x - 2=0$。
其中$a=1$,$b=-1$,$c=-2$,判别式$\Delta =b^{2}-4ac=(-1)^{2}-4×1×(-2)=1 + 8=9>0$。
所以方程有两个不相等的实数根。
D
因为$1☆x=2$,所以$x^{2}-x=2$,即$x^{2}-x - 2=0$。
其中$a=1$,$b=-1$,$c=-2$,判别式$\Delta =b^{2}-4ac=(-1)^{2}-4×1×(-2)=1 + 8=9>0$。
所以方程有两个不相等的实数根。
D
4. 不解方程,判别下列方程的根的情况:
(1) $2x^{2}-4x - 3 = 0$;
(2) $2x^{2}+1 = -2\sqrt{2}x$;
(3) $4x^{2}-5x+\sqrt{3} = 0$;
(4) $x^{2}+2ax + a^{2}-1 = 0$($a$ 为任意实数).
(1) $2x^{2}-4x - 3 = 0$;
(2) $2x^{2}+1 = -2\sqrt{2}x$;
(3) $4x^{2}-5x+\sqrt{3} = 0$;
(4) $x^{2}+2ax + a^{2}-1 = 0$($a$ 为任意实数).
答案
(1)有两个不相等的实数根;(2)有两个相等的实数根;(3)没有实数根;(4)有两个不相等的实数根.
解析
(1)在方程$2x^{2}-4x - 3 = 0$中,$a = 2$,$b=-4$,$c=-3$,$\Delta =b^{2}-4ac=(-4)^{2}-4×2×(-3)=16 + 24=40$,$\Delta>0$,方程有两个不相等的实数根;
(2)方程整理得$2x^{2}+2\sqrt{2}x + 1 = 0$,$a = 2$,$b=2\sqrt{2}$,$c = 1$,$\Delta=(2\sqrt{2})^{2}-4×2×1=8 - 8=0$,$\Delta=0$,方程有两个相等的实数根;
(3)在方程$4x^{2}-5x+\sqrt{3}=0$中,$a = 4$,$b=-5$,$c=\sqrt{3}$,$\Delta=(-5)^{2}-4×4×\sqrt{3}=25-16\sqrt{3}$,因为$\sqrt{3}\approx1.732$,所以$16\sqrt{3}\approx27.712$,$25-27.712\approx-2.712<0$,$\Delta<0$,方程没有实数根;
(4)在方程$x^{2}+2ax + a^{2}-1=0$中,$a = 1$,$b=2a$,$c=a^{2}-1$,$\Delta=(2a)^{2}-4×1×(a^{2}-1)=4a^{2}-4a^{2}+4=4$,$\Delta=4>0$,方程有两个不相等的实数根.
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