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节点文献

浅谈初三数学“判别式”在三个“二次” 中的应用

 

【作者】 查又宏

【机构】 四川省宜宾市第二中学校

【摘要】

【关键词】
【正文】元二次方程根的判别式是初中数学学习的的重点,是重要的基础知识,也是解数学题的重要工具.学生在初三后期复习时,作业、练习和考试中,综合性题目型较多,难免会出现这样、那样的问题,感到迷惘而又不知所“错”。在这里简单谈谈“判别式”分别在二次三项式、一元二次方程和二次函数中的应用,以便教师在复习时开门见山地给学生提出,学生在完成这类题目时不会出错。
???一、“判别式”在二次三项式因式分解中的运用,主要用于判断一个式子在实数范围内能否分解。只要是“△≥0”时都能分解,而“△<0”时,在实数范围内不能分解。同时可用“△=0”判断二次三项式是完全平方式。
(1)、判断二次三项式能否分解因式
  例: 已知k为非正数,试判断二次三项式6x2-4x+7k在实数范围内能否分解因式.
    解  假设二次三项式在实数范围内能分解因式,即
    6x2-4x+7k=6(x-x1)(x-x2),
    则方程6x2-4x+7k=0有两个实数根,
    故有△=(-4)2-4×6×7k≥0,     解得k≤.
    因为已知的k值在此范围内,所以已知式在实数范围内能分解因式.
    又例如:分解因式:(X+1)(X+2)(X-3)(X-4)-50
?????分析:若按整式乘法打开括号,那将出现高次(四次)。故应组合成“双二次”来分解。但要注意,组合时要保持二次项和一次项的系数相同。
(X+1)(X+2)(X-3)(X-4)-50
解:原式=[(X+1)(X﹣3)][(X+2)(X﹣4)]﹣50
????=(X2﹣2X﹣3)(X2﹣2X﹣8)﹣50
????=[(X2﹣2X)﹣3][(X2﹣2X)﹣8]﹣50
????=(X2﹣2X)2﹣11(X2﹣2X)+24﹣50
????=(X2﹣2X)2﹣11(X2﹣2X)﹣26 
????=(X2﹣2X﹣13)(X2﹣2X+2).....因为X2﹣2X+2的“△<0”,所以不能分解。
      =(X﹣1﹣)(X﹣1+ )(X2﹣2X+2)
(2)、确定二次三项式是完全平方式的条件
    例如:已知关于x的二次三项式(m+2)x2-mx-2是一个完全平方式,求m的值.
    分析  因为关于x的二次三项式(m+2)x2-mx-2是一个完全平方式,所以关于x的方程(m+2)x2-mx-2=0有两个相等的实数根,
    ∴△=b2-4ac
     =(-m)2-4(m+2)×(-2)
     =0.
    解得m=-4.
  ?二、“判别式”在一元二次方程中,主要用于判别有根、无根,根是否相等。在某些由已知条件求值时,判别该实数存在与否。
   (一)、不解方程判定方程根的情况
      例: 关于x的方程2x2-kx+k-3=0的根的情况是(    )
    (A)有两个不相等的实数根     (B)有两个相等的实数根
    (C)没有实数根                (D)不能确定
分析:△=(-k)2-4×2×(k-3)
    =k2-8k+24
    =(k-4)2+8.
    显然,不论k取何值时总有△=(k-4)2+8>0.
    所以,方程总有两个不相等的实数根,故选A.
   (二)、根据方程根的情况求字母系数或代数式的值
     例: 判断是否存在这样的非负整数m,使关于x的一元二次方程m2x2-(2m-1)x+1=0有两个实数根,若存在,请求出m的值;若不存在,请说明理由.
   解: 由题意,得
         解得m≤,且m≠0.
  而在此范围内的非负整数不存在,故不存在符合题意的非负整数m.
(三)、根据方程根的情况确定待定系数的取值范围
    例:k为何值时,关于x的一元二次方程x2-6x+k+7=0.
    (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.
    分析  由判别式定理的逆定理可知:
    (1)△>0;(2)△=0;(3)△<0.
    解△=(-6)2-4·(k+7)
   =36-4k-28=8-4k.
    (1)∵方程有两个不相等的实数根,
    ∴△>0,即8-4k>0,   解得k<2;
    (2)∵方程有两个不相等的实数根,
    ∴△=0,即8-4k=0,    解得k=2;
  (3)∵方程有两个不相等的实数根,
  ∴△<0,即8-4k<0,     解得k>2.
   (四)、在求代数式值时,判别实数是否存在。
   例:已知a是实数,且满足a2+a﹣1=?,求代数式a2+a+1的值。
分析:本题的关键是求出a2+a的值,但同时应注意a是否存在
??解:∵a2+a﹣1=     ∴(a2+a)2-(a2+a)=6
     ∴(a2+a-3)(a2+a+2)=0
    ∴a2+a-3=0或a2+a+2=0
  而a2+a+2=0中△<0,故a不存在。
   ∴a2+a=3    ∴a2+a+1的值为4。
三、“判别式”在二次函数中用于判别与X轴有无交点,有几个交点,还可计算抛物线与X轴两交点间的距离。????
1、可以判断抛物线与直线有无公共点。当“△>0”时,抛物线与X轴有两个不同的交点;“△=0”时,抛物线与X轴有且只有一个交点;“△<0”时,抛物线与X轴没有交点。
     例::当m取什么值时,抛物线与直线y=x+2m只有一个公共点?
      解:列方程组
          消去y并整理得x2+x-m-1=0
        ,
         ∵抛物线与直线只有一个交点,
  ∴Δ=0,即 4m+5=0,∴m=-,
   (说明:直线与抛物线的交点问题也可归纳为方程组的解的问题。)
  2、可以判断抛物线与x轴有几个交点
  分析:抛物线y=ax2+bx+c与x轴的交点,(1)当y=0时,即有ax2+bx+c=0,要求x的值,需解一元二次方程ax2+bx+c=0。可见,抛物线y=ax2+bx+c与x轴的交点的个数是由对应的一元二次方程ax2+bx+c=0的根的情况确定的,而决定一元二次方程ax2+bx+c=0的根的情况的,是它的判别式的符号,因此抛物线与x轴的交点有如下三种情形:
  ①当⊿=b2-4ac>0时,抛物线与x轴有两个交点,若此时一元二次方程ax2+bx+c=0的两根为x1、x2,则抛物线与x轴的两个交点坐标为(x1,0)(x2,0)。???
  ②当⊿=b2-4ac=0时,抛物线与x轴有唯一交点,此时的交点就是抛物线的顶点,其坐标是(-)。
  ③当⊿=b2-4ac<0时,抛物线与x轴没有交点。
  例如、判定下列抛物线与x轴交点的个数:
 (1) (2) (3).
  解:(1)Δ=16-12=4>0,∴抛物线与x轴有两个交点。
  (2)Δ=36-36=0,∴抛物线与x轴只有一个公共点。
  (3)Δ=4-16=-12<0, ∴抛物线与x轴无公共点。
  3、利用根的判别式解有关抛物线y=ax2+bx+c(Δ>0)与x轴两交点间的距离的问题
  分析:抛物线 (Δ>0)与x轴两交点间的距离,是对应的一元二次方程 的两根差的绝对值。它有以下表示方法:
  例如: 求当a为何值时?二次函数图象与x轴的两个交点间的距离是3。
   解:令y=0,得方程,设这个一元二次方程的两根分别为x1和x2,
   则 由 得,即。
   进而得,∴a=或a=。
   ∴当a=-或时,图象与x轴两个交点间的距离是3.
??四、还可用于判别三角形的形状。
    如:设a、b、c是△ABC的三边长,且关于x的方程c(x2+n)+b(x2-n)-2ax=0(n>0)有两个相等的实数根,试判断△ABC的形状.
    解  将原方程整理,得
    (c+b)x2-2x+cn-bn=0.
    ∵△=(-2a)2-4×(c+b)(cn-bn)
   =4n(a2+b2-c2)
   =0.
    n>0.
    ∴a2+b2-c2=0. 即a2+b2=c2.  故△ABC是直角三角形.
?  在使用判别式之前一定要先把方程变化为一般形式,以便正确找出a、b、c的值。如果说方程有实数根,即应当包括有两个不等实根或有两相等实根两种情况,此时b2-4ac≥0切勿丢掉等号。
     另要特别提醒学生,不要生搬硬套,要具体问题具体分析。以上三种运用只是大方向,而在实际中要综合运用所学知识。
  • 【发布时间】2016/10/2 12:11:51
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