8. 已知关于 $ x $ 的方程 $ x^2 - 2kx - 2k - 4 = 0 $ 有两个实数根,且两根之差为 4. 求 $ k $ 的值及方程的根.
答案:解:
设方程$x^2 - 2kx - 2k - 4 = 0$的两个实数根为$x_1$,$x_2$,
由一元二次方程根与系数的关系,得:
$x_1 + x_2 = 2k$,
$x_1x_2 = -2k - 4$。
由题意两根之差为4,即$|x_1 - x_2| = 4$,两边平方得:
$(x_1 - x_2)^2 = 16$,
又因为$(x_1 - x_2)^2 = (x_1 + x_2)^2 - 4x_1x_2$,将韦达定理的结果代入:
$(2k)^2 - 4(-2k - 4) = 16$
整理得:$4k^2 + 8k = 0$,即$k^2 + 2k = 0$,
解得$k_1 = 0$,$k_2 = -2$。
① 当$k=0$时,原方程为$x^2 - 4 = 0$,
解得$x_1 = 2$,$x_2 = -2$;
② 当$k=-2$时,原方程为$x^2 + 4x = 0$,
解得$x_1 = 0$,$x_2 = -4$。
验证得两组解均满足方程有两个实数根的条件。
综上,$k$的值为$0$时,方程的根为$2$和$-2$;$k$的值为$-2$时,方程的根为$0$和$-4$。
解析:
【分析】
遇到已知一元二次方程两根数量关系求参数的问题,可按以下思路解题:1. 优先利用根与系数的关系(韦达定理)简化计算,先设方程两根为$x_1$、$x_2$,写出两根之和与两根之积的表达式;2. 已知两根之差为4,因无法确定两根大小,转化为$|x_1-x_2|=4$,两边平方后利用完全平方公式变形,将$(x_1-x_2)^2$转化为用两根和、两根积表示的形式,代入韦达定理结果即可得到关于$k$的方程;3. 求解$k$后代回原方程求根,最后验证$k$是否满足方程有两个实根的条件即可。
【解析】
设方程$x^2 - 2kx - 2k - 4 = 0$的两个实数根为$x_1$,$x_2$,
由一元二次方程根与系数的关系,得:
$x_1 + x_2 = 2k$,
$x_1x_2 = -2k - 4$。
由题意两根之差为4,即$|x_1 - x_2| = 4$,两边平方得:
$(x_1 - x_2)^2 = 16$,
根据完全平方公式变形可得$(x_1 - x_2)^2 = (x_1 + x_2)^2 - 4x_1x_2$,将韦达定理的结果代入:
$(2k)^2 - 4(-2k - 4) = 16$
整理得:$4k^2 + 8k = 0$,即$k^2 + 2k = 0$,
解得$k_1 = 0$,$k_2 = -2$。
① 当$k=0$时,原方程为$x^2 - 4 = 0$,
解得$x_1 = 2$,$x_2 = -2$;
② 当$k=-2$时,原方程为$x^2 + 4x = 0$,
解得$x_1 = 0$,$x_2 = -4$。
验证得两组解均满足方程有两个实数根的条件。
【答案】
$k$的值为$0$时,方程的根为$2$和$-2$;$k$的值为$-2$时,方程的根为$0$和$-4$。
【知识点】
1. 一元二次方程根与系数的关系 2. 一元二次方程求解 3. 代数式恒等变形
【点评】
本题是一元二次方程根与系数关系的典型应用题型,解题核心是掌握$(x_1-x_2)^2=(x_1+x_2)^2-4x_1x_2$的变形技巧,可将未知的根差条件转化为可代入韦达定理的形式,求解参数后注意验证是否满足方程有实根的前提,熟练掌握该转化方法可提升同类题解题效率。
【难度系数】
0.6
9. 是否存在两根之和为 2,两根之积为 3 的一元二次方程?
请说明理由.
答案:解:不存在这样的一元二次方程,理由如下:
假设存在满足条件的一元二次方程,根据一元二次方程根与系数的关系,可构造二次项系数为1的对应方程为$x^2 - 2x + 3 = 0$。
计算该方程的根的判别式:
$\Delta = (-2)^2 - 4×1×3 = 4 - 12 = -8 < 0$
该方程没有实数根,因此不存在两根之和为2,两根之积为3的一元二次方程。
解析:
【分析】
要判断是否存在满足条件的一元二次方程,可按以下思路思考:第一步先假设存在符合条件的方程,根据一元二次方程根与系数的关系,两根之和为2、两根之积为3时,可构造出二次项系数为1的方程为$x^2-2x+3=0$;第二步验证该方程是否有实数根,只需计算其根的判别式,若判别式$\Delta≥0$则方程有实根,即存在符合条件的方程,若$\Delta<0$则方程无实根,即不存在符合条件的方程。
【解析】
解:不存在这样的一元二次方程,理由如下:
假设存在满足条件的一元二次方程,根据一元二次方程根与系数的关系,可构造二次项系数为1的对应方程为$x^2 - 2x + 3 = 0$。
计算该方程的根的判别式:
$\Delta = (-2)^2 - 4×1×3 = 4 - 12 = -8 < 0$
该方程没有实数根,因此不存在两根之和为2,两根之积为3的一元二次方程。
【答案】
不存在这样的一元二次方程。由根与系数关系构造的方程$x^2-2x+3=0$的判别式$\Delta=-8<0$,没有实数根,故不存在满足条件的一元二次方程。
【知识点】
根与系数的关系、根的判别式、反证法
【点评】
本题考查韦达定理与根的判别式的综合应用,易错点是容易忽略韦达定理的适用前提是方程有实数根,仅通过根的和与积构造方程就直接判定存在,忘记验证判别式。
【难度系数】
0.7