题目
已知关于x的一元二次方程x2-2x-3m2=0.(1)求证:方程总有两个不相等的实数根;(2)若方程的两个实数根分别为α,β,且α+2β=5,求m的值.
已知关于x的一元二次方程x2-2x-3m2=0.
(1)求证:方程总有两个不相等的实数根;
(2)若方程的两个实数根分别为α,β,且α+2β=5,求m的值.
(1)求证:方程总有两个不相等的实数根;
(2)若方程的两个实数根分别为α,β,且α+2β=5,求m的值.
题目解答
答案
(1)证明:∵a=1,b=-2,c=-3m2,
∴Δ=(-2)2-4×1•(-3m2)
=4+12m2>0,
∴方程总有两个不相等的实数根;
(2)解:由题意得:
$\left\{\begin{array}{l}{α+β=2}\\{α+2β=5}\end{array}\right.$,
解得:$\left\{\begin{array}{l}{α=-1}\\{β=3}\end{array}\right.$,
∵αβ=-3m2,
∴-3m2=-3,
∴m=±1,
∴m的值为±1.
∴Δ=(-2)2-4×1•(-3m2)
=4+12m2>0,
∴方程总有两个不相等的实数根;
(2)解:由题意得:
$\left\{\begin{array}{l}{α+β=2}\\{α+2β=5}\end{array}\right.$,
解得:$\left\{\begin{array}{l}{α=-1}\\{β=3}\end{array}\right.$,
∵αβ=-3m2,
∴-3m2=-3,
∴m=±1,
∴m的值为±1.
解析
考查要点:
- 一元二次方程根的判别式:通过计算判别式Δ判断根的情况。
- 根与系数的关系(韦达定理):利用根的和与积建立方程求解参数。
解题核心思路:
- 第(1)题:计算判别式Δ,证明其恒大于0,从而说明方程总有两个不等实根。
- 第(2)题:联立根的和与新的条件方程,解出根的具体值,再结合根的积求出m的值。
破题关键点:
- 判别式的变形:注意Δ中含m²的项,需说明其非负性。
- 方程组的解法:通过消元法解出根α和β,再代入乘积公式求m。
第(1)题
计算判别式
方程的一般形式为 $x^2 - 2x - 3m^2 = 0$,系数为 $a=1$,$b=-2$,$c=-3m^2$。
判别式 $\Delta = b^2 - 4ac = (-2)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-3m^2) = 4 + 12m^2$。
分析判别式的符号
由于 $m^2 \geq 0$,因此 $12m^2 \geq 0$,故 $\Delta = 4 + 12m^2 \geq 4 > 0$。
结论:方程总有两个不相等的实数根。
第(2)题
利用根与系数的关系
设方程的根为 $\alpha$ 和 $\beta$,根据韦达定理:
$\begin{cases} \alpha + \beta = 2 \\ \alpha \beta = -3m^2 \end{cases}$
结合题目条件 $\alpha + 2\beta = 5$,联立方程组:
$\begin{cases} \alpha + \beta = 2 \\ \alpha + 2\beta = 5 \end{cases}$
解方程组
用消元法:
- 用第二个方程减第一个方程:
$(\alpha + 2\beta) - (\alpha + \beta) = 5 - 2 \implies \beta = 3$。 - 代入 $\beta = 3$ 到 $\alpha + \beta = 2$,得 $\alpha = -1$。
求m的值
根据 $\alpha \beta = -3m^2$,代入 $\alpha = -1$,$\beta = 3$:
$(-1) \cdot 3 = -3m^2 \implies -3 = -3m^2 \implies m^2 = 1 \implies m = \pm 1$