含字母系数的一元二次方程常见错解剖析
河北省滦平县第二中学(068250)许志儒
一元二次方程是初中代数的重要内容,然而很多同学由于受思维定势的影响,往往会忽视含有字母系数的一元二次方程中的隐含条件,致使解答陷入误区。具体表现主要有以下几方面:
一、忽视二次项系数a ≠0导致字母系数取值范围扩大
例1. 已知关于x 的一元二次方程a 2-1x 2+2(a +2)x +1=0有实根,求a 的
()
取值范围。 错解:因为方程有实根,所以△≥0 即4(a +2) 2-4(a 2-1) ≥0
5
解得a ≥-
4
剖析:由一元二次方程的定义知:a 2-1≠0。 而上述解题过程恰恰忽略了这一点,正确解法应为:
2⎧⎪a -1≠0
依题意得:⎨ 22
⎪⎩∆=4(a +2) -4(a -1) ≥05
解得a ≥-且a ≠±1
4
(注:例1等价于:已知关于x 的方程a 2-1x 2+2(a +2)x +1=0有两个实
()
数根,求a 的取值范围)
二、忽视△≥0导致错解
2
+x 2 例2. 已知:x 1、x 2是方程x 2-(k -2)x +k 2+3k +5=0的两实根,求x 12的最大值。
错解:由根与系数的关系得:
x 1+x 2=k -2,x 1x 2=k 2+3k +5
2
+x 2所以x 12=(x 1+x 2)-2x 1x 2
2
=(k -2)-2k 2+3k +5
2
()
=-k 2-10k -6
=-(k +5)+19
2
2
+x 2所以当k =-5时,x 12有最大值19。
剖析:当k =-5时,原方程变为x 2+7x +15=0,此时△<0,方程无实根!
错因是忽略了△≥0这一重要前提,由于方程有两实根,故△≥0,即:
[-(k -2) ]2-4(k 2+3k +5)≥0
解得-4≤k ≤
4 3
2
所以当k =-4时,x 1+x 22有最大值18。
三、忽视“方程有实根”的含义,导致字母系数取值范围缩小
例3. 已知关于x 的方程kx 2-2(k +1)x +k -1=0,当k 为何值时,方程有实数根? 错解:因为方程有实数根,所以△≥0 即[-2(k +1)]-4k (k -1)≥0
2
1
解得k ≥-,又因为k ≠0
31
所以k ≥-且k ≠0
3
剖析:“方程有实根”在此题中应理解为:方程有一个实数根或有二个实数根,故此题应分一元一次方程与一元二次方程两种情况讨论。
1
(1)当k =0时,原方程变为一元一次方程-2x =1,其实根为x =-,故
2
k 可取0。
1
(2)当k ≠0时,原方程为一元二次方程,须满足△≥0,即k ≥-且k ≠0,
3
1
综合(1)、(2)知:k ≥-。
3
四、忽视对一元二次方程两根的具体分析导致字母系数取值范围扩大
例4. 若二次方程x 2-6x +5-m =0的两实根都大于2,则m 的取值范围为_________。 错解:设方程两实根为x 1、x 2,则x 1>2,x 2>2 所以x 1+x 2>4,x 1x 2>4
⎧x 1+x 2=6>4⎪
依题意得⎨x 1x 2=5-m >4
⎪∆=36-4(5-m ) ≥0⎩
解得-4≤m
剖析:当m =0时,原方程为x 2-6x +5=0,其根为x 1=1,x 2=5,显然不合题意,错因在于:由x 1>2,且x 2>2得x 1+x 2>4,x 1x 2>4成立;反之,由x 1·x 2>4则不一定有x 1>2且x 2>2成立。 正解:设方程的两实根为x 1、x 2,则
x 1-2>0,x 2-2>0
⎧∆=36-4(5-m ) ≥0⎪(x -2)(x -2) >0⎪12
依题意得⎨
(x -2) +(x -2) >02⎪1⎪⎩x 1+x 2=6,x 1x 2=5-m
解得-4≤m
例5. 已知方程x 2-ax +4-a 2=0的两实根中仅有一根为负数,求a 的取值范围。 错解:设方程两实根为x 1、x 2,因两根中仅有一根为负数,故另一根为0或正数,故有: x 1x 2=-a 2+4≤0
解得a ≥2或a ≤-2
剖析:当x 1≥0且x 2
根中必有一个为负数! 正确解法应分两种情况:
⎧x 1+x 2=a
(1)当x 1
⎩x 1x 2=-a +4=0
即a =-2
(2)当x 10时,有x 1x 2=-a 2+42或a 2或a ≤-2
五、忽视题目中的隐含条件导致错解
例6. 已知a 、b 是方程x 2+(k -1)x +k +1=0的两个根且a 、b 是某直角三角形的两条直角边,其斜边长等于1,求k 的值。 错解:因为a 、b 是方程x 2+(k -1)x +k +1=0的两个根
所以a +b =1-k ,ab =k +1 又由已知得:a 2+b 2=1 所以(a +b )-2ab =1
2
即k 2-4k -2=0 解得k =2±6 剖析:由于a ,b 既是方程的两根,又是直角三角形的两直角边,所以
从而a +b >0,ab >0,当k =2+6时 a +b =1-k =-1-0,b >0,
故 k =2+6不合题意,舍去。
当 k =2-6时,a +b =1-k =-1,ab =k +1=3->0,故k 的值为
2-6。
注:通过以上几例错解剖析,提醒同学们在掌握一元二次方程有关基本知识、基本技能和基本解题思路的同时,要注意挖掘题目中的隐含条件,并对所解答案进行分析,并判断其合理性,学会数学反思,同时要注重分类讨论思想在解题中的合理运用。
(初三)
含字母系数的一元二次方程常见错解剖析
河北省滦平县第二中学(068250)许志儒
一元二次方程是初中代数的重要内容,然而很多同学由于受思维定势的影响,往往会忽视含有字母系数的一元二次方程中的隐含条件,致使解答陷入误区。具体表现主要有以下几方面:
一、忽视二次项系数a ≠0导致字母系数取值范围扩大
例1. 已知关于x 的一元二次方程a 2-1x 2+2(a +2)x +1=0有实根,求a 的
()
取值范围。 错解:因为方程有实根,所以△≥0 即4(a +2) 2-4(a 2-1) ≥0
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解得a ≥-
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剖析:由一元二次方程的定义知:a 2-1≠0。 而上述解题过程恰恰忽略了这一点,正确解法应为:
2⎧⎪a -1≠0
依题意得:⎨ 22
⎪⎩∆=4(a +2) -4(a -1) ≥05
解得a ≥-且a ≠±1
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(注:例1等价于:已知关于x 的方程a 2-1x 2+2(a +2)x +1=0有两个实
()
数根,求a 的取值范围)
二、忽视△≥0导致错解
2
+x 2 例2. 已知:x 1、x 2是方程x 2-(k -2)x +k 2+3k +5=0的两实根,求x 12的最大值。
错解:由根与系数的关系得:
x 1+x 2=k -2,x 1x 2=k 2+3k +5
2
+x 2所以x 12=(x 1+x 2)-2x 1x 2
2
=(k -2)-2k 2+3k +5
2
()
=-k 2-10k -6
=-(k +5)+19
2
2
+x 2所以当k =-5时,x 12有最大值19。
剖析:当k =-5时,原方程变为x 2+7x +15=0,此时△<0,方程无实根!
错因是忽略了△≥0这一重要前提,由于方程有两实根,故△≥0,即:
[-(k -2) ]2-4(k 2+3k +5)≥0
解得-4≤k ≤
4 3
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所以当k =-4时,x 1+x 22有最大值18。
三、忽视“方程有实根”的含义,导致字母系数取值范围缩小
例3. 已知关于x 的方程kx 2-2(k +1)x +k -1=0,当k 为何值时,方程有实数根? 错解:因为方程有实数根,所以△≥0 即[-2(k +1)]-4k (k -1)≥0
2
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解得k ≥-,又因为k ≠0
31
所以k ≥-且k ≠0
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剖析:“方程有实根”在此题中应理解为:方程有一个实数根或有二个实数根,故此题应分一元一次方程与一元二次方程两种情况讨论。
1
(1)当k =0时,原方程变为一元一次方程-2x =1,其实根为x =-,故
2
k 可取0。
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(2)当k ≠0时,原方程为一元二次方程,须满足△≥0,即k ≥-且k ≠0,
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综合(1)、(2)知:k ≥-。
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四、忽视对一元二次方程两根的具体分析导致字母系数取值范围扩大
例4. 若二次方程x 2-6x +5-m =0的两实根都大于2,则m 的取值范围为_________。 错解:设方程两实根为x 1、x 2,则x 1>2,x 2>2 所以x 1+x 2>4,x 1x 2>4
⎧x 1+x 2=6>4⎪
依题意得⎨x 1x 2=5-m >4
⎪∆=36-4(5-m ) ≥0⎩
解得-4≤m
剖析:当m =0时,原方程为x 2-6x +5=0,其根为x 1=1,x 2=5,显然不合题意,错因在于:由x 1>2,且x 2>2得x 1+x 2>4,x 1x 2>4成立;反之,由x 1·x 2>4则不一定有x 1>2且x 2>2成立。 正解:设方程的两实根为x 1、x 2,则
x 1-2>0,x 2-2>0
⎧∆=36-4(5-m ) ≥0⎪(x -2)(x -2) >0⎪12
依题意得⎨
(x -2) +(x -2) >02⎪1⎪⎩x 1+x 2=6,x 1x 2=5-m
解得-4≤m
例5. 已知方程x 2-ax +4-a 2=0的两实根中仅有一根为负数,求a 的取值范围。 错解:设方程两实根为x 1、x 2,因两根中仅有一根为负数,故另一根为0或正数,故有: x 1x 2=-a 2+4≤0
解得a ≥2或a ≤-2
剖析:当x 1≥0且x 2
根中必有一个为负数! 正确解法应分两种情况:
⎧x 1+x 2=a
(1)当x 1
⎩x 1x 2=-a +4=0
即a =-2
(2)当x 10时,有x 1x 2=-a 2+42或a 2或a ≤-2
五、忽视题目中的隐含条件导致错解
例6. 已知a 、b 是方程x 2+(k -1)x +k +1=0的两个根且a 、b 是某直角三角形的两条直角边,其斜边长等于1,求k 的值。 错解:因为a 、b 是方程x 2+(k -1)x +k +1=0的两个根
所以a +b =1-k ,ab =k +1 又由已知得:a 2+b 2=1 所以(a +b )-2ab =1
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即k 2-4k -2=0 解得k =2±6 剖析:由于a ,b 既是方程的两根,又是直角三角形的两直角边,所以
从而a +b >0,ab >0,当k =2+6时 a +b =1-k =-1-0,b >0,
故 k =2+6不合题意,舍去。
当 k =2-6时,a +b =1-k =-1,ab =k +1=3->0,故k 的值为
2-6。
注:通过以上几例错解剖析,提醒同学们在掌握一元二次方程有关基本知识、基本技能和基本解题思路的同时,要注意挖掘题目中的隐含条件,并对所解答案进行分析,并判断其合理性,学会数学反思,同时要注重分类讨论思想在解题中的合理运用。
(初三)