题1:已知m、n为有理数,关于x的方程x^2+mx+n=0有一个根为2+√3,求方程的另一个根及m、n的值. 分析与解:不少学生一见此题首先想到的解法是:把x=2+√3代入方程,得: (2+√3)^2+m(2+√3)+n=0. 至此才发现已知条件好像缺少了一个,或者说方程的字母系数多了一个.总之,认为已知的条件不足以解决这道题.这种认为显然是受到曾经解过以下类似题目的影响. 题2:已知x=2+√3是关于x的方程x^2-mx+m-3=0的一个根,求方程的另一个根及m的值. 对于这个题,人人都会想到如下的解法: 把x=2+√3代入方程,得: (2+√3)^2-m(2+√3)+m-3=0. 整理,得:(1+√3)m=4(1+√3), 所以m=4, 所以方程为:x^2-4x+1=0, 解得方程的另一根为2-√3. 仔细比较一下两道题的异同点,题1的字母系数比题2多了一个;题1强调字母系数m、n为有理数,而题2对m的值不强调为有理数;题1和题2的相同点都是方程的一个根为2+√3,这是一个无理数根. 由此可见,解决题1的关键在于理解和运用系数为有理数这个条件. 首先,我们仍然是把x=2+√3代入方程,得: (2+√3)^2+m(2+√3)+n=0, 即7+4√3+2m+√3m+n=0, 接下来对方程左边按有理数和无理数归类分组,得: (7+2m+n)+(4+m)√3=0, 因为m,n为有理数,所以7+2m+n是有理数, 如果4+m≠0,则(4+m) √3为无理数, 因为有理数与无理数的和不等于0, 所以等式(7+2m+n)+(4+m)√3=0不成立, 所以4+m=0,m=-4, 把m=-4代入(7+2m+n)+(4+m)√3=0,得 7+2×(-4)+n=0,解得n=1, 所以原方程为x^2-4x+1=0, 解得另一根为2-√3. 所以,方程的另一个根为2-√3,m=-4,n=1. 题1是有理系数一元二次方程无理数根的问题,这类问题的解法除了上述方法外,事实上还可以根据如下结论进行简捷地求解. 如果x=m+√n(m,n为有理数,√n是无理数)是有理系数一元二次方程ax^2+bx+c=0(a≠0)的一个根,则x=m-√n是该方程的另一个根. 比如上述题1的解法,在未解得m,n时,我们就可以确定方程的另一个根是2-√3,然后由根和系数的关系(韦达定理)即可得: (2+√3)+(2-√3)=-m, (2+√3)(2-√3)=n, 所以m=-4,n=1. 运用这个结论解得的结果与上述是一样的,而我们要问的是:这个结论对一般的一元二次方程成立吗?回答是肯定的.下面进行证明. 因为x=m+√n(m,n为有理数)是有理系数一元二次方程ax^2+bx+c=0(a≠0)的一个根, 所以a(m+√n)^2+b(m+√n)+c=0, 整理,得:(am^2+an+bm+c)+(2am+b) √n=0, 因为a、b、c、m、n都是有理数, 所以am^2+an+bm+c和2am+b也都是有理数, 因为√n是无理数, 所以am^2+an+bm+c=0且2am+b=0, 当x=2-√n时,方程ax^2+bx+c=0的左边为: a(m-√n)^2+b(m-√n)+c =(am^2+an+bm+c)-(2am+b) √n =0-0√n=0=右边, 所以x=2-√n是方程ax^2+bx+c=0的根. |
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