高中数学中的基本不等式-高中数学理科选修那几本
.
第一讲 数与式的运算
在初中,我们已
学习了实数,知道字母可以表示数用代数式也可以表示数,我们把
实数和代数式简称为数与式.代数式中
有整式(多项式、单项式)、分式、根式.它们具有
实数的属性,可以进行运算.在多项式的乘法运算中
,我们学习了乘法公式(平方差公式与
完全平方公式),并且知道乘法公式可以使多项式的运算简便.由
于在高中学习中还会遇到
更复杂的多项式乘法运算,因此本节中将拓展乘法公式的容,补充三个数和的完
全平方公式、
立方和、立方差公式.在根式的运算中,我们已学过被开方数是实数的根式运算,而在高中
数学学习中,经常会接触到被开方数是字母的情形,但在初中却没有涉及,因此本节中要补
充.
基于同样的原因,还要补充“繁分式”等有关容.
一、乘法公式
【公式1】
(a?b?c)?a?b?c?2ab?2bc?2ca
证明:
?(a?b?c)?[(a?b)?c]?(a?b)?2(a?b)c?c
2222
2222
?a
2
?2ab
?b
2
?2ac?2bc?c
2
?
等式成立
2
【例1】计算:
(x?2x?)
解:原式=
[x?(?2x)?]
2
1
3
21
3
2
111
?(x
2
)
2
?(?2
x)
2
?()
2
?2x
2
(?2)x?2x
2??2??(?2x)
333
8221
?x
4
?22
x
3
?x
2
?x?
339
说明:多项式乘法的结果一般是按某个字母的降幂或升幂排列.
2233
【公式2】
(a?b)(a?ab?b)?a?b
(立方和公式)
证明:
(a?b)(a?ab?b)?a?ab?ab?ab?ab?b?a?b
2232222333
.
.
说明:请同学用文字语言表述公式2.
【例2】计算:
(
a?b
)(
a?ab?b
)
<
br>22
解:原式=
[a?(?b)][a?a(?b)?(?b)]?a?(?b)?a?
b
我们得到:
【公式3】
(a?b)(a?ab?b)?a?b
(立方差公式)
请同学观察立方和、立方差公式的区别与联系,公式1、2、3均称为乘法公式.
2233
223333
【例3】计算:
(1)
(4?m
)(16
?
4
m?m
)
2
4
2
(2)
(m?
1
5
1111
n)(m
2
?mn?n
2
)
225104
22222
(3)
(
a?
2)(
a?
2)(
a?
4
a?
16
)
解:(1)原式=
4?m?64?m
(2)原式=
(m)?(n)?
242
(4)
(x?2x
y?y)(x?xy?y)
333
1
5
3
1
2<
br>3
1
3
1
3
m?n
1258
22
336
(3)原式=
(
a?
4)(
a?
4
a?4)
?
(
a
)
?
4
?a?
64
(4)原式=
(x?y)(x?xy?y)?[(x?y)(x?xy?y)]
2222222
?(x
3
?y
3
)
2
?x
6
?2x
3
y
3
?y
6
<
br>说明:(1)在进行代数式的乘法、除法运算时,要观察代数式的结构是否满足乘法公
式的结构.
(2)为了更好地使用乘法公式,记住1、2、3、4、…、20的平方数和1、2、3、4、…、10的立方数,是非常有好处的.
1
的值.
3
x
1
解:
?x
2
?
3
x?
1
?
0
?x?0
?x??3
x
1
2<
br>111
22
原式=
(x?)(x?1?
2
)?(x?)[(x
?
)
?
3]
?
3(3
?
3)
?
1
8
xxx
x
3
【例4】已知
x?
3
x?
1
?
0
,求
x?
2
说明:本题若先从方程
x?
3
x?
1
?
0
中解出
x
的值后,再
代入代数式求值,则计算较
2
专业资料
.
烦琐.本题是根据条件式与求值式的联系,用整体代换的方法计算,简化了计算.请注意整
体代换法.本题的解法,体现了“正难则反”的解题策略,根据题求利用题知,是明智之举.
【例5】
已知
a?b?c?0
,求
111111
a(?)?b(?)?c(?)
的值.
bccaab
解:
?a?b?c?0,?a?b??c,b?c??a,c
?a??b
?
原式=
a?
b?ca?ca?b
?b??c
?
bcacab
a(?a)b(?b)c(?c)a
2
?b
2
?c
2
?????
①
bcacababc
?
a3
?
b
3
?
(a
?
b)[(a
?b)
2
?
3ab]
??
c(c
2
?
3
ab)
??
c
3
?
3abc
?
a
3
?
b
3
?
c
3
?
3abc
②,把②代入①得原式=
?
3abc
??3
abc
说明:注意字母的整体代换技巧的应用.
引申:同学可以探求并证明:
a?b?c?
3
abc?
(
a?b?c
)(a?b?c?ab?bc?ca
)
333222
二、根式
式子
a(a?0)
叫做二次根式,其性质如下:
2
(1)
(a)?a(a?0)
(2)
a
2
?|a|
bb
?
(
a?
0,
b?
0)
a
a
(3)
ab?a?b(a?0,b?0)
(4)
【例6】化简下列各式:
(1)
(3?2)
2
?(3?1)
2
(2)
(1?x)
2
?(2?x)
2
(x?1)
解:(1) 原式=
|3?2|?|3?1|?2?3?3?1?1
?
(x?1)?(x?2)?2x?3 (x?2)
(2)
原式=
|x?1|?|x?2|?
?
(x?1)?(x?2)?1
(1?x?2)
?
说明:请注意性质
a
2
?|a|
的使
用:当化去绝对值符号但字母的围未知时,要对字母
的取值分类讨论.
专业资料
.
【例7】计算(没有特殊说明,本节中出现的字母均为正数):
(1)
3
2?3
(2)
11
?
ab
?
(3)
2
x
?x
3
?8x
2
?6?33
解:(1) 原式=
3(2?3)
(2?3)(2?
3)
3(2?3)
2
2
?3
a?ba
2
b?ab
2
?
(2) 原式=
abab
(3) 原式=
2
2x
?x?x
2?2?2
2
x?2x?xx?22x?32x?xx
2?2
说
明:(1)二次根式的化简结果应满足:①被开方数的因数是整数,因式是整式;②被
开方数不含能开得
尽方的因数或因式.
(2)二次根式的化简常见类型有下列两种:①被开方数是整数或整式.化简时,
先将它分解
因数或因式,然后把开得尽方的因数或因式开出来;②分母中有根式(如
有分母(如
3
2?3
)或被开方数
ax
xx
).这时可将其化为形式(
如可化为) ,转化为 “分母中有根式”
22
b2
的情况.化简时,要把分母中的根
式化为有理式,采取分子、分母同乘以一个根式进行化
简.(如
3
2?3
化为
3(2?3)
(2?3)(2?3)
,其中
2?3
与
2?3
叫做互为有理化因式).
【例8】计算:
(1)
(a?b?1)(1?a?b)?(a?b)
2
(2)
a
a?ab
?
a
a?ab
解:(1) 原式=<
br>(1?b)
2
?(a)
2
?(a?2ab?b)??2a?2ab?2
b?1
(2) 原式=
a
a(a?b)
?
a
a
(a?b)
?
?
1
a?b
?
1
a?b
?
(a?b)?(a?b)
(a?b)(a?b)
2a
a?b
专业资料
.
说明:有理数的运算法则都适用于加法、乘法的运算律以及多项式的乘法公式、分式二
次根
式的运算.
【例9】设
x?
2?3
2?3
?
,y?
2?3
2?3
,求
x
3
?y
3
的值.
解:
x?
2?3
2?3
(2?3)
2
2
2
?3
?7?43,y?7?43 ? x?y?14,xy?1
原式=
(x
?y)(x
2
?xy?y
2
)?(x?y)[(x?y)
2
?3xy]?14(14
2
?3)?2702
说明:有关代数式的求值问题
:(1)先化简后求值;(2)当直接代入运算较复杂时,可根
据结论的结构特点,倒推几步,再代入条
件,有时整体代入可简化计算量.
三、分式
当分式
AA
的分子
、分母中至少有一个是分式时,就叫做繁分式,繁分式的化简常用
BB
以下两种方法:(1)
利用除法法则;(2) 利用分式的基本性质.
【例10】化简
x
1?x
x?
1
x?
x
x(x?1)
x?1xxxx
???
2
??
2
1?x(1?x)?xx
x
x?x?x
x
x?
2
x?
x?
x?1
(x?1)(x?1)
x
?1
x?1
x
x(x?1)
xxxx?1
???
2
?
解法二:原式=
(1?x)?xx(1?x)x
x
x?x?x
x
?
x?x?
2
1
x?1
x?1
(x?)?x
x解法一:原式=
说明:解法一的运算方法是从最部的分式入手,采取通分的方式逐步脱掉繁分式,解
法
二则是利用分式的基本性质
AA?m
进行化简.一般根据题目特点综合使用两种方法
.
?
BB?m
x
2
?3x?96xx?1
??
【
例11】化简
22
6?2x
x?279x?x
x
2
?3x
?96xx?116x?1
?????
解:原式=
22
2(3?x)x?3
(x?3)(x?3)2(x?3)
(x?3)(x?3x?9)x(9?x)
专业资料
.
2(x?3)?12?(x?1)(x+3)?x
2
?3
??
2(x?3)(x?3)2(x?3)(x?3)
说明:(1)
分式的乘除运算一般化为乘法进行,当分子、分母为多项式时,应先因式分
解再进行约分化简;(2)
分式的计算结果应是最简分式或整式.
第二讲
因式分解
因式分解是代数式的一种重要的恒等变形,它与整式乘法是相反方向的变形.在分式运
算、解方程及各种恒等变形中起着重要的作用.是一种重要的基本技能.
因式分解的方法较多,除了
初中课本涉及到的提取公因式法和公式法(平方差公式和完
全平方公式)外,还有公式法(立方和、立方
差公式)、十字相乘法和分组分解法等等.
一、公式法(立方和、立方差公式)
在第一讲里,我们已经学习了乘法公式中的立方和、立方差公式:
(a?b)(a
2
?ab?b
2
)?a
3
?b
3
(立方和公式)
(a?b)(a
2
?ab?b
2
)?a
3
?b3
(立方差公式)
由于因式分解与整式乘好是互为逆变形,所以把整式乘法公式反过来写,就得到:
a
3
?b
3
?(a?b)(a
2
?ab?b
2
)
a
3
?b
3
?(a?b)(a
2
?ab?b
2
)
这就是说,两个数的立方和(差),等于这两个数的和(差)乘以它们
的平方和与它们积的
差(和).
运用这两个公式,可以把形式是立方和或立方差的多项式进行因式分解.
【例1】用立方和或立方差公式分解下列各多项式:
(1)
8?x
3
(2)
0.125?27b
3
专业资料
.
3
分析:
(1)中,
8?2
,(2)中
0.125?0.5,27b?(3b)
.
333
解:(1)
8?x?2?x?(2?x)(4?2x?x)
(2)
0.125?27b?0.5?(3b)?(0.5?3b)[
0.5?0.5?3b?(3b)]
33322
3332
?(0
.5?3b)(0.25?1.5b?9b
2
)
说明:(1) 在运用立方
和(差)公式分解因式时,经常要逆用幂的运算法则,如
8a
3
b
3
?(2ab)
3
,这里逆用了法则
(ab)
n
?a
n
b
n
;(2)
在运用立方和(差)公式分解因式时,
一定要看准因式中各项的符号.
【例2】分解因式:
(1)
3ab?81b
34
(2)
a?ab
66
76
分析:(1)
中应先提取公因式再进一步分解;(2) 中提取公因式后,括号出现
a?b
,
323
22323
可看着是
(a)?(b)
或
(a)?(b)
.
解:(1)
3ab?81b?3b(a?27b)?3b(a?3b)(a?3ab?9b)
.
(2)
a?ab?a(a?b)?a(a?b)(a?b)
76663333
343322
?a(a?b)(a
2
?ab?b<
br>2
)(a?b)(a
2
?ab?b
2
)
?a(a?b
)(a?b)(a?ab?b)(a?ab?b)
2222
二、分组分解法
从前面可以看出,能够直接运用公式法分解的多项式,主要是二项式和三项式
.而对于
四项以上的多项式,如
ma?mb?na?nb
既没有公式可用,也没有公因
式可以提取.因此,
可以先将多项式分组处理.这种利用分组来因式分解的方法叫做分组分解法.分组分
解法的
关键在于如何分组.
1.分组后能提取公因式
【例3】把
2ax?10ay?5by?bx
分解因式.
专业资料
.
分析:把多项式的
四项按前两项与后两项分成两组,并使两组的项按
x
的降幂排列,然
后从两组分别提出
公因式
2a
与
?b
,这时另一个因式正好都是
x?5y
,这
样可以继续提取
公因式.
解:
2ax?10ay?5by?bx?2a(x?5y)
?b(x?5y)?(x?5y)(2a?b)
说明:用分组分解法,一定要想想分组后能否
继续完成因式分解,由此合理选择分组的
方法.本题也可以将一、四项为一组,二、三项为一组,同学不
妨一试.
【例4】把
ab(c?d)?(a?b)cd
分解因式.
分析:按照原先分
组方式,无公因式可提,需要把括号打开后重新分组,然后再分解因
2222
式.
解:
ab(c?d)?(a?b)cd?abc?abd?acd?bcd
22222222
?(abc
2
?a
2
cd)?
(b
2
cd?abd
2
)
?ac(bc?ad)?bd(bc?ad)?(bc?ad)(ac?bd)
说明
:由例3、例4可以看出,分组时运用了加法结合律,而为了合理分组,先运用了
加法交换律,分组后,
为了提公因式,又运用了分配律.由此可以看出运算律在因式分解中
所起的作用.
2.分组后能直接运用公式
【例5】把
x?y?ax?ay
分解因式.
分析:把第一、二项为一组,这
两项虽然没有公因式,但可以运用平方差公式分解因式,
22
其中一个因式是
x?y<
br>;把第三、四项作为另一组,在提出公因式
a
后,另一个因式也是
x?y
.
解:
x?y?ax?ay?(x?y)(x?y)?a(x?y)?(x?y)(x?y
?a)
【例6】把
2x?4xy?2y?8z
分解因式.
分析:先将系数2提出后
,得到
x?2xy?y?4z
,其中前三项作为一组,它是一
222
222<
br>22
个完全平方式,再和第四项形成平方差形式,可继续分解因式.
专业资料
.
解:
2x?4xy?2y?8z?2(x?2xy?y?4z)
222222
?2[(x?y)
2
?(2z)
2
]?2(x?y?2
z)(x?y?2z)
说明:从例5、例6可以看出:如果一个多项式的项分组后,各组都能
直接运用公式或
提取公因式进行分解,并且各组在分解后,它们之间又能运用公式或有公因式,那么这个
多
项式就可以分组分解法来分解因式.
三、十字相乘法
1.
x?(p?q)x?pq
型的因式分解
这类式子在许多问题中经常出现,其特点是:
(1) 二次项系数是1;(2)
常数项是两个数之积;(3) 一次项系数是常数项的两个因数
之和.
2
x
2
?(p?q)x?pq?x
2
?px?qx?pq?x(x?p)?q(x?p)?
(x?p)(x?q)
因此,
x?(p?q)x?pq?(x?p)(x?q)
运用这个公式,可以把某些二次项系数为1的二次三项式分解因式.
【例7】把下列各式因式分解:
(1)
x?7x?6
2
2
(2)
x?13x?36
2
解:(1)
Q 6?(?1)?(?6),(?1)?(?6)??7
?
x?7x?6?[x?(?1)][x?(?6)]?(x?1)(x?6)
.
(2)
Q 36?4?9,4?9?13
?
x?13x?36?(x?4)(x?9)
2
2
说明:此例可以看出,常数
项为正数时,应分解为两个同号因数,它们的符号与一次项
系数的符号相同.
【例8】把下列各式因式分解:
专业资料
.
(1)
x?5x?24
2
(2)
x?2x?15
2
解:(1)
Q
?24?(?3)?8,(?3)?8?5
? x?5x?24?[x?(?3)](x?8)?(x?3)(x?8)
(2)
Q ?15?(?5)?3,(?5)?3??2
?
x?2x?15?[x?(?5)](x?3)?(x?5)(x?3)
2
2
说明:此例可以看出,常数项为负数时,应分解为两个异号的因数,其中绝对值较大的
因数与一次项系
数的符号相同.
【例9】把下列各式因式分解:
(1)
x?xy?6y
22
22
(2)
(x?x)?8(x?x)?12
2
222
分析:(1) 把x?xy?6y
看成
x
的二次三项式,这时常数项是
?6y
,一
次项系数是
y
,把
?6y
2
分解成
3y
与
?2y
的积,而
3y?(?2y)?y
,正好是一次项系数.
(2)
由换元思想,只要把
x?x
整体看作一个字母
a
,可不必写出,只当作分解<
br>2
2
二次三项式
a?8a?12
.
解:(1)
x?xy?6y?x?yx?6?(x?3y)(x?2y)
(2)
(x?x)?8(x?x)?12?(x?x?6)(x?x?2)
22222
2222
?(x?3)(x?2)(x?2)(x?1)
2
2.一般二次三项式
ax?bx?c
型的因式分解
2
大
家知道,
(a
1
x?c
1
)(a
2
x?c
2
)?a
1
a
2
x?(a
1
c
2
?a
2
c
1
)x?c
1
c
2
.
2
反过来,就得到:
a
1
a
2
x?(a
1
c
2
?a
2
c
1
)x?c
1
c
2
?(a
1
x?c
1
)(a
2
x?c
2)
我们发现,二次项系数
a
分解成
a
1
a<
br>2
,常数项
c
分解成
c
1
c
2
,把
a
1
,a
2
,c
1
,c
2
写成<
br>a
1
a
2
1
,
?
c
c
2<
br>2
这里按斜线交叉相乘,再相加,就得到
a
1
c
2
?
a
2
c
1
,如果它正好等于
ax?bx?c
的一次项
系数
b
,那么
ax?bx?c
就可以分解成
(a
1
x?c
1
)(a
2
x?c
2
)
,其中
a
1
,c
1
位于上一行,
a
2
,c
2
2
位于下一行.
专业资料
.
这种借助画十字交叉线分解系数,从而将二次三项式分解因式的方法,叫做十字相乘法.
必须注意,分解因数及十字相乘都有多种可能情况,所以往往要经过多次尝试,才能确
定一个二次三项式
能否用十字相乘法分解.
【例10】把下列各式因式分解:
(1)
12x?5x?2
2
(2)
5x?6xy?8y
22
解:(1)
12x?5x?2?(3x?2)(4x?1)
2
3
4
?
?2
1
(2)
5x?6xy?8y?(x?2y)(5x?4y)
22
1
2y
5?4y
?
说明:用十字相乘法分解二次三项式很重要.当二次项系数
不是1时较困难,具体分
解时,为提高速度,可先对有关常数分解,交叉相乘后,若原常数为负数,用减
法”凑”,
看是否符合一次项系数,否则用加法”凑”,先”凑”绝对值,然后调整,添加正、负号.
四、其它因式分解的方法
1.配方法
【例11】分解因式
x?6x?16
解:
x?6x?16?x?2?x?3?3?3?16?(x?3)?5
222222
2
?(x?3?5)(x?3?5)?(x?8)(x?2)
说明:这种设法配成有完全平方式的方法叫做配方法,配方后将二次三项式化为两个平
方式,然
后用平方差公式分解.当然,本题还有其它方法,请大家试验.
2.拆、添项法
【例12】分解因式
x?3x?4
分析:此多项式显然不能直接提取公因式
或运用公式,分组也不易进行.细查式中无一
32
次项,如果它能分解成几个因式的积,那么进
行乘法运算时,必是把一次项系数合并为0
专业资料
.
了,可考虑通过添项或拆项解决.
解:
x?3x?4?(x?1)?(3x?3)
3232
?(x?1)(x
2
?x?1)?3(x?1)(x?1)?(x?1)[(x
2?x?1)?3(x?1)]
?(x?1)(x
2
?4x?4)?(x?1)(x?2)
2
说明:本解法把原常数4拆成1与3的和,将多项式分成两组,满足系数对应成比例,
2
造
成可以用公式法及提取公因式的条件.本题还可以将
?3x
拆成
x?4y
,将
多项式分成
32
22
2
两组
(x?x)
和
?4x?
4
.
一般地,把一个多项式因式分解,可以按照下列步骤进行:
(1)
如果多项式各项有公因式,那么先提取公因式;
(2)
如果各项没有公因式,那么可以尝试运用公式来分解;
(3)
如果用上述方法不能分解,那么可以尝试用分组或其它方法(如十字相乘法)来分解;
(4)
分解因式,必须进行到每一个多项式因式都不能再分解为止.
第三讲
一元二次方程根与系数的关系
现行初中数学教材主要要求学生掌握一元二次方程的概念、解法及应用,
而一元二次方
程的根的判别式及根与系数的关系,在高中教材中的二次函数、不等式及解析几何等章节有
着许多应用.本节将对一元二次方程根的判别式、根与系数的关系进行阐述.
一、一元二次方程的根的判别式
一元二次方程
ax?bx?c?0
(a?0)
,用配方法将其变形为:
2
b
2
b
2
?4ac
(x?)?
2
2a
4a
(1)
当
b?4ac?0
时,右端是正数.因此,方程有两个不相等的实数根:
2
专业资料
.
?b?b
2
?4ac
x?
2a
(2) 当
b?4ac?0
时,右端是零.因此,方程有两个相等的实数根:
x
1,2
??
(3) 当
b?4ac?0
时,右端是负数.因此,方程没有实数根.
由于可以用
b?4ac
的取值情况来判定一元二次方程的根的情况.因此,把
b?4a
c
叫
2
做一元二次方程
ax?bx?c?0
(a?0)
的根的判别式,表示为:
??b?4ac
2
2
b
2a
2
22
【例1】不解方程,判断下列方程的实数根的个数:
(1)
2x?3x?1?0
2
2
(2)
4y?9?12y
2
(3)
5(x?3)?6x?0
2
解:(1)
Q ??(?3)?4?2?1?1?0
,∴
原方程有两个不相等的实数根.
(2)
原方程可化为:
4y?12y?9?0
Q
??(?12)?4?4?9?0
,∴ 原方程有两个相等的实数根.
(3)
原方程可化为:
5x?6x?15?0
Q
??(?6)?4?5?15??264?0
,∴ 原方程没有实数根.
2
2
2
2
说明:在求判别式时,务必先把方程变形为一元二次方程的一般形式.
【例2
】已知关于
x
的一元二次方程
3x?2x?k?0
,根据下列条件,分别求出
k
的
2
围:
(1)
方程有两个不相等的实数根;
(3)方程有实数根;
2
(2) 方程有两个相等的实数根
(4) 方程无实数根.
解:
??(?2)?4?3?k?4?12k
1
;
3
1
(3)
4?12k?0?k?
;
3
(1)
4?12k?0?k?
2
(2)
4?12k?0?k?
1
;
3
(4)
4?12k?0?k?
2
1
.
3
【例3】已知实数
x
、
y
满足
x?y?xy?2x?y?1?0
,试求
x<
br>、
y
的值.
解:可以把所给方程看作为关于
x
的方程,整理得:
专业资料
.
x
2
?(y?2)x?y
2
?y?1?0
由于
x
是实数,所以上述方程有实数根,因此:
??[?(y?2)]2
?4(y
2
?y?1)??3y
2
?0?y?0
,
代入原方程得:
x?2x?1?0?x??1
.
综上知:
x??1,y?0
2
二、一元二次方程的根与系数的关系
一元二次方程
ax?bx?c?0 (a?0)
的两个根为:
2
?b?b
2
?4ac?b?b
2
?4ac
x?,x?
2a2a
?b?b
2
?4ac?b?b
2
?4a
cb
???
,
所以:
x
1
?x
2
?
2a2aa
?b?b
2
?4ac?b?b
2
?4ac(?b)
2
?(b
2
?4ac)
2
4acc
x
1
?x
2
????
2
?
2
2a2aa
(2
a)4a
2
定理:如果一元二次方程
ax?bx?c?0
(a?0)
的两个根为
x
1
,x
2
,那么:
bc
x
1
?x
2
??,x
1
x
2
?<
br>
aa
说明:一元二次方程根与系数的关系由十六世纪的法国数学家韦达发现,所以通
常把此
定理称为”韦达定理”.上述定理成立的前提是
??0
.
【例4】若
x
1
,x
2
是方程
x?2x?2007?0
的两个
根,试求下列各式的值:
22
(1)
x
1
?x
2
; (2)
2
11
?
;
x
1
x
2
(3)
(x
1
?5)(x
2
?5)
; (4)
|x
1
?x
2
|
.
分析:本题若直接用求根公式
求出方程的两根,再代入求值,将会出现复杂的计算.这
里,可以利用韦达定理来解答.
解:
由题意,根据根与系数的关系得:
x
1
?x
2
??2,x
1
x
2
??2007
2222
(1)
x
1
?x
2
?(x
1
?x
2
)?2x
1x
2
?(?2)?2(?2007)?4018
专业资料
.
(2)
x?x
2
11?22
??
1
??
x1
x
2
x
1
x
2
?20072007
(3)
(x
1
?5)(x
2
?5)?x
1
x2
?5(x
1
?x
2
)?25??2007?5(?2)?25
??1972
(4)
|x
1
?x
2
|?(x<
br>1
?x
2
)?
2
(x
1
?x
2)?4x
1
x
2
?
2
(?2)?4(?2007)?2
2008?4502
2
说明:利用根与系数的关系求值,要熟练掌握以下等式变形:
x
1
2
?x
2
2
?(x
1
?x<
br>2
)
2
?2x
1
x
2
,
x?x2
11
22
??
1
,
(x
1
?x2
)?(x
1
?x
2
)?4x
1
x
2
,
x
1
x
2
x
1
x
2
|x
1
?x
2
|?(x
1
?x
2
)
2
?4x
1
x
2
,
x
1
x
2<
br>2
?x
1
2
x
2
?x
1
x
2
(x
1
?x
2
)
,
x
1
3<
br>?x
2
3
?(x
1
?x
2
)
3?3x
1
x
2
(x
1
?x
2
)
等等.韦达定理体现了整体思想.
【例5】已知关于
x
的方程
x?(k?
1)x?
2
1
2
k?1?0
,根据下列条件,分别求出
k<
br>的
4
值.
(1) 方程两实根的积为5; (2) 方程的两实根
x
1
,x
2
满足
|x
1
|?x
2
.
分析:(1) 由韦达定理即可求之;(2) 有两种可能,一是
x
1
?x<
br>2
?0
,二是
?x
1
?x
2
,
所以
要分类讨论.
解:(1) ∵方程两实根的积为5
1
2
?2
??[?(k?1)]?4(k?1)?0
?
3
?
4
?k?,k??4
∴
?
2
?
xx?
1
k
2
?1?5
12
?
?4
所以,当
k?4
时,方程
两实根的积为5.
(2) 由
|x
1
|?x
2
得知:
①当
x
1
?0
时,
x1
?x
2
,所以方程有两相等实数根,故
??0?k?
3
;
2
②当
x
1
?0
时,
?x
1
?x
2
?x
1
?x
2
?0?k?1?0?k??1
,由于
??0?k?
3
,故
k??1
不合题意,舍去.
2
综上可得,
k?
3
时,方程的两实根
x
1
,x
2
满足
|x
1
|?x
2
.
2
专业资料
.
说明:根据一元二次
方程两实根满足的条件,求待定字母的值,务必要注意方程有两实
根的条件,即所求的字母应满足
??0
.
【例6】已知
x
1
,x
2
是一元二次
方程
4kx?4kx?k?1?0
的两个实数根.
(1) 是否存在实数
k
,使
(2x
1
?x
2
)(x
1
?2x<
br>2
)??
2
3
成立?若存在,求出
k
的值;
2
若不存在,请您说明理由.
(2) 求使
x
1
x
2<
br>??2
的值为整数的实数
k
的整数值.
x
2
x
1
解:(1) 假设存在实数
k
,使
(2x
1
?x
2
)(x
1
?2x
2
)?
?
2
3
成立.
2
∵
一元二次方程
4kx?4kx?k?1?0
的两个实数根
∴
??
4k?0
?
??(?4k)?4?4k(k?1)??16k?0
2<
br>2
?k?0
,
又
x
1
,x
2
是一元二次方程
4kx?4kx?k?1?0
的两个实数根
?
x
1
?x
2
?1
?
∴
?
k?1
x
1
x
2
?
?
4k
?
222
∴
(2x
1
?x
2
)(x
1
?2x
2
)?2(x
1
?x
2
)?5x
1
x
2
?2(x
1
?x
2
)?9
x
1
x
2
k?939
???k?
,但
k?0
.
4k25
3
∴不存在实数
k
,使
(2x
1
?x
2
)(x
1
?2x
2
)??
成立.
2
??
x
1
x
2
x
1
2
?x
2
2
(x
1
?x
2
)<
br>2
4k4
(2) ∵
??2??2??4??4??
x
2
x
1
x
1
x
2
x
1
x
2
k?1k?1
∴ 要使其值是整数,只需
k?1
能被4整除,故
k
?1??1,?2,?4
,注意到
k?0
,
要使
x
1x
2
??2
的值为整数的实数
k
的整数值为
?2,?3
,?5
.
x
2
x
1
说明:(1)
存在性问题的题型,通常是先假设存在,然后推导其值,若能求出,则说明
存在,否则即不存在.
专业资料
.
(2)
本题综合性较强,要学会对
4
为整数的分析方法.
k?1
专业资料
.
第四讲
二次函数的最值问题
二次函数
y?ax?bx?c (a?0)
是初中函数的主要容
,也是高中学习的重要基础.在
初中阶段大家已经知道:二次函数在自变量
x
取任意实
数时的最值情况(当
a?0
时,函数在
2
4ac?b
2
bb
x??
处取得最小值
x??
,无最大值;当
a?0
时,函数
在处取得最大值
4a
2a2a
4ac?b
2
,无最小值.
4a
本节我们将在这个基础上继续学习当自变量
x
在某个围取值时,函数的最值问题.
同时
还将学习二次函数的最值问题在实际生活中的简单应用.
【例1】当
?2?x?
2
时,求函数
y?x?2x?3
的最大值和最小值.
2
分析:作出
函数及其对称轴在所给围的草图,(注意:是所给围的。在下面的图中,所
给围的有效图象是用实线标示
的,虚线部分是无效部分)观察有效图象的最高点和最低点,
由此得到函数的最大值、最小值及函数取到
最值时相应自变量
x
的值.
解:作出函数的图象.当
x?1
时,
y
min
??4
,当
x??2
时,
y
ma
x
?5
.
【例2
】当
1?x?2
时,求函数
y??x?x?1
的最大值和最小值.
2
解:作出函数的图象.当
x?1
时,
y
max
??1,当
x?2
时,
y
min
??5
.
由上述两
例可以看到,二次函数在自变量
x
的给定围,对应的图象是抛物线上的一段.那
么最高
点的纵坐标即为函数的最大值,最低点的纵坐标即为函数的最小值.
专业资料
.
根据二次函数对称轴
的位置(主要是对称轴与所研究围的相对位置关系),函数在所给
自变量
x
的围的图象
形状各异.下面给出一些常见情况:
【例3】当
x?0
时,求函数
y??x(2?x)
的取值围.
解:作出函数
y??x(2?x)?x?2x
在
x?0
的图象. <
br>可以看出:当
x?1
时,
y
min
??1
,无最大值
.
所以,当
x?0
时,函数的取值围是
y??1
.
【例
4】当
t?x?t?1
时,求函数
y?
2
1
2
5<
br>x?x?
的最小值(其中
t
为常数).
22
分析:由于x
所给的围随着
t
的变化而变化,所以需要比较对称轴与其围的相对位置. 解:函数
y?
1
2
5
x?x?
的对称轴为
x?
1
.画出其草图.
22
当
x?t
时,
y
min
?
(1)
当对称轴在所给围左侧.即
t?1
时:
1
2
5
t?t?
;
22
(2)
当对称轴在所给围之间.即
t?1?t?1?0?t?1
时:
当
x?1<
br>时,
y
min
?
1
2
5
?1?1???3<
br>;
22
(3) 当对称轴在所给围右侧.即
t?1?1?t?0
时:
专业资料
当
x?t?1时,
y
min
?
151
(t?1)
2
?(t?
1)??t
2
?3
.
222
.
?
1
2
?
2
t?3,t?0
?综上所述:
y?
?
?3,0?t?1
?
15
?
t
2
?t?,t?1
2
?
2
在实际生活中,我们
也会遇到一些与二次函数有关的问题:
【例5】某商场以每件30元的价格购进一种商品,试销中发现
这种商品每天的销售量
m
(件)与每件的销售价
x
(元)满足一次函数
m?162?3x,30?x?54
.
(1)
写出商场卖这种商品每天的销售利润
y
与每件销售价
x
之间的函数关系式;
(2)
若商场要想每天获得最大销售利润,每件商品的售价定为多少最合适?最大销售利
润为多少?
解:(1) 由已知得每件商品的销售利润为
(x?30)
元,
那么
m
件的销售利润为
y?m(x?30)
,
又
m?162?3x
.
? y?(x?30)(162?3x)??3x
2
?252x?4860,30?x?54
(2)
由(1)知对称轴为
x?42
,位于
x
的围,另抛物线开口向下
?
当
x?42
时,
y
max
??3?42
2
?252?42?4860?432
?
当每件商品的售价定为42元时每天有最大销售利润,最大销售利润为432元.
专业资料
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