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专题 21.3 根的判别式(举一反三讲义)
【人教版】
【题型1 判断不含参方程根的情况】......................................................................................................................1
【题型2 判断含参方程根的情况】..........................................................................................................................3
【题型3 知根的情况求参数的取值范围(二次项系数为常数)】.....................................................................5
【题型4 知根的情况求参数的取值范围(二次项系数含参)】.........................................................................6
【题型5 根的判别式联系代数的应用】..................................................................................................................9
【题型6 根的判别式融汇函数的应用】................................................................................................................11
【题型7 根的判别式综合几何的应用】................................................................................................................14
知识点 一元二次方程根的判别式
b 2 b2−4ac
1. 对于一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0),通过配方可得(x+ ) = ,则方程根的情况由
2a 4a2
b2−4ac 的符号决定.
一般地,式子b2−4ac叫做一元二次方程ax2+bx+c=0根的判别式,通常用希腊字母“∆”表示它,即
∆=b2−4ac.
2. 根的判别式∆的符号与一元二次方程根的情况
(1)∆>0⟺一元二次方程有两个不相等的实数根;
(2)∆=0⟺一元二次方程有两个相等的实数根;
(3)∆<0⟺一元二次方程无实数根.
3. 应用
(1)不解方程判断一元二次方程根的情况;
(2)根据方程根的情况求字母系数的取值范围.
【题型1 判断不含参方程根的情况】
【例1】(24-25八年级下·安徽安庆·期中)一元二次方程x2+3x−11=0的根的情况是( )
A.有两个不相等的实数根 B.有两个相等的实数根
C.只有一个实数根 D.没有实数根【答案】A
【分析】本题考查了一元二次方程根的判别式,求出Δ=b2−4ac的值即可判断求解,掌握一元二次方程
根的判别式与一元二次方程根的关系是解题的关键.
【详解】解:∵Δ=32−4×1×(−11)=9+44=53>0,
∴一元二次方程有两个不相等的实数根,
故选:A.
【变式1-1】(2025·辽宁铁岭·模拟预测)下列方程有两个不相等的实数根是( )
A.x2−2x−1=0 B.x2−2x+1=0
C.x2−2x+2=0 D.x2+2x+1=0
【答案】A
【分析】本题考查了一元二次方程根的判别式,当Δ>0时,方程有两个不相等的实数根;当Δ=0时,方程
有两个相等的实数根;当Δ<0时,方程没有实数根,分别计算四个方程的根的判别式,再根据判别式的符
号判断根的情况即可.
【详解】解:A.∵Δ=(−2) 2−4×(−1)=8>0,
∴方程有两个不相等的实数根,符合题意;
B. ∵Δ=(−2) 2−4×1=0,
∴方程有两个相等的实数根,不符合题意;
C. ∵Δ=(−2) 2−4×2=−4<0,
∴方程没有实数根,不符合题意;
D. ∵Δ=22−4×1=0,
∴方程有两个相等的实数根,不符合题意,
故选:A.
【变式1-2】(2025·云南临沧·三模)一元二次方程(x+3)(x−3)=5(x+3)的根的情况是( )
A.只有一个实数根 B.有两个不相等的实数根
C.有两个相等的实数根 D.没有实数根
【答案】B
【分析】本题主要考查了一元二次方程根的判别式,熟知根的判别式与一元二次方程根的关系式解题的关
键.
先把一元二次方程化为一般式,然后利用根的判别式求解即可.【详解】解:∵(x+3)(x−3)=5(x+3),
∴x2−9=5x+15,
即x2−5x−24=0,
∴根的判别式Δ=b2−4ac=(−5) 2−4×(−24)=121>0,
∴方程有两个不相等的实数根,
故选:B.
【变式1-3】(2025·河北唐山·二模)已知整式P=x2−2(2x−x2)+1.
(1)化简P;
(2)若P=0,利用判别式判断此方程实数根的情况.
【答案】(1)P=3x2−4x+1;
(2)此方程有两个不相等的实数根.
【分析】本题考查的是整式的加减运算,根据根的判别式判断方程根的情况;
(1)去括号,合并同类项即可;
(2)由题意可得3x2−4x+1=0,再利用根的判别式判断即可.
【详解】(1)解:∵P=x2−2(2x−x2)+1,
∴P=x2−4x+2x2+1=3x2−4x+1.
(2)解:当P=0时,3x2−4x+1=0.
∴Δ=(−4) 2−4×3×1=4>0;
∴此方程有两个不相等的实数根.
【题型2 判断含参方程根的情况】
【例2】(24-25九年级上·河南信阳·期末)已知a,b,c为常数,点P(a,c)在第四象限,则关于x的方程
ax2+bx+c=0的根的情况是 .
【答案】有两个不相等的实数根
【分析】本题考查了点的坐标特征、一元二次方程根的判别式,由点P(a,c)在第四象限,得出a>0,c<0
,从而可得ac<0,再由一元二次方程根的判别式计算即可得解.
【详解】解:∵点P(a,c)在第四象限,
∴a>0,c<0,
∴ac<0,b2≥0,∴Δ=b2−4ac>0,
∴关于x的方程ax2+bx+c=0的根的情况是有两个不相等的实数根,
故答案为:有两个不相等的实数根.
【变式2-1】(2025·上海金山·二模)利用根的判别式判断方程2x2−mx−2=0(m为常数)的根的情况是
.
【答案】有两个不相等的实数根
【分析】本题主要考查了根的判别式,熟知一元二次方程根的判别式是解题的关键.
利用一元二次方程根的判别式即可解决问题.
【详解】解:因为一元二次方程为2x2−mx−2=0(m为常数),
则Δ=(−m) 2−4×2×(−2)=m2+16>0,
所以此一元二次方程有两个不相等的实数根.
故答案为:有两个不相等的实数根.
【变式2-2】(2025·江苏·三模)关于x的一元二次方程x2+4x−2=0中,则该一元二次方程根的情况为
( )
A.有两个不相等的实数根 B.有两个相等的实数根
C.无实数根 D.无法判断
【答案】A
【分析】本题主要考查了根的判别式,一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根与Δ=b2−4ac有如下关
系:当Δ>0时,方程有两个不相等的实数根;当Δ=0时,方程有两个相等的实数根;当Δ<0时,方程无
实数根.
先计算判别式的值,再利用根据判别式的意义进行判断即可.
【详解】解:∵关于x的一元二次方程x2+4x−2=0中,a=1,b=4,c=−2,
∴Δ=b2−4ac=42−4×1×(−2)=16+8=24>0,
∴方程有两个不相等的实数根.
故选:A.
【变式2-3】关于x的方程x2+x−k2−1=0的根的情况是________.
【答案】有两个不相等的实数根
【分析】根据方程的系数及根的判别式Δ=b2−4ac,可得出Δ=4k2+5,由偶次方的非负性可得出k2≥0
,进而可得出4k2+5>0,即Δ>0,再由“当Δ>0时,方程有两个不相等的实数根”,即可得出关于x的
方程x2+x−k2−1=0有两个不相等的实数根.【详解】解:∵a=1,b=1,c=−k2−1,
∴Δ=b2−4ac=12−4×1×(−k2−1)=4k2+5.
∵k2≥0,
∴4k2+5>0,即Δ>0,
∴关于x的方程x2+x−k2−1=0有两个不相等的实数根.
故答案为:有两个不相等的实数根.
【点睛】本题考查了根的判别式以及偶次方的非负性,利用偶次方的非负性,找出Δ=4k2+5>0是解题的
关键.
【题型3 知根的情况求参数的取值范围(二次项系数为常数)】
【例3】等腰三角形三边长分别为a、b、2,且a,b是关于x的一元二次方程x2−6x+n−1=0的两根,
则n的值为
【答案】10
【详解】解:当a=2或b=2时,把x=2代入x2-6x+n-1=0得4-12+n-1=0,解得n=9,此时方程的根为2和
4,而2+2=4,故舍去;
当a=b时,△=(-6)2-4×(n-1)=0,解得n=10,
所以n为10.
点睛:一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根与△=b2-4ac有如下关系:当△>0时,方程有两个不相等的
两个实数根;当△=0时,方程有两个相等的两个实数根;当△<0时,方程无实数根.
【变式3-1】(2025·河北唐山·一模)关于x的方程x2−2x+m=p2,无论实数p取何值,该方程总有两个
不相等的实数根,则实数m的取值范围为 .
【答案】m<1
【分析】先根据一元二次方程的根的判别式可得m<1+p2,从而可得m应该小于1+p2的最小值,再根据
偶次方的非负性求解即可得.
【详解】原方程可化为x2−2x+m−p2=0,
当该方程总有两个不相等的实数根时,
则其根的判别式Δ=(−2) 2−4(m−p2 )=−4m+4+4 p2>0,
解得m<1+p2,
∵无论实数p取何值,该方程总有两个不相等的实数根,即无论实数p取何值,不等式m<1+p2恒成立,
∴m小于1+p2的最小值,
由偶次方的非负性得:p2≥0,∴1+p2≥1,
∴1+p2的最小值为1,
∴m<1,
故答案为:m<1.
【点睛】本题考查了一元二次方程的根的判别式等知识点,正确将问题转化为无论实数p取何值,不等式
m<1+p2恒成立是解题关键.
【变式3-2】(2025·湖南娄底·三模)对于实数a,b定义新运算:a※b=ma2b−2a−1,例如:
1※2=m×12×2−2×1−1=2m−3.若关于x的一元二次方程x※1=0有两个相等的实数根,则m的值
是 .
【答案】−1
【分析】本题考查了新定义运算,一元二次方程根的判别式,先根据新运算列出一元二次方程,再根据方
程有2个相等的实数根得Δ=0,据此列出关于m的方程解答即可求解,理解新定义运算是解题的关键.
【详解】解:由题意得,mx2−2x−1=0,
∵关于x的一元二次方程x※1=0有两个相等的实数根,
∴Δ=(−2) 2−4×m×(−1)=4+4m=0,
解得m=−1,
故答案为:−1.
【变式3-3】(2025·江苏泰州·三模)若关于x的方程x2−4x+k+2=0有两个不相等的实数根,则直线
y=(k−2)x+1不经过第 象限.
【答案】三
【分析】本题考查了一元二次方程根的判别式,一次函数的图像与性质,解题的关键是掌握一元二次方程
根的判别式,一次函数的图像与性质.先利用一元二次方程根的判别式的意义得到k<2,然后根据一次函
数的性质解决问题.
【详解】解:∵关于x的方程x2−4x+k+2=0有两个不相等的实数根,
∴ Δ=(−4) 2−4(k+2)>0,
解得:k<2,
∴ k−2<0,
∴函数y=(k−2)x+1过第一、二、四象限,不经过第三象限
故答案为:三.【题型4 知根的情况求参数的取值范围(二次项系数含参)】
【例4】(2025·云南·模拟预测)若关于x的一元二次方程mx2−6mx+3=0有两个实数根,则m的取值范
围为( )
1 1 1 1
A.m< B.00时,方程有两个不相等的实数根;当Δ=0时,方程有两个相等的实数
根;当Δ<0时,方程无实数根.
若一元二次方程有两个实数根,则根的判别式Δ=b2−4ac≥0,建立关于m的不等式,求出m的取值范
围.由一元二次方程根的情况确定方程中待定系数的取值范围时,若一元二次方程的二次项系数含有字
母,应注意二次项系数不为0这个隐含条件.
【详解】解:∵关于x的一元二次方程mx2−6mx+3=0有两个实数根,
∴Δ=b2−4ac=36m2−12m≥0,
1
解得:m≤0或m≥ ,
3
又∵m≠0,
1
∴m<0或m≥ .
3
故选:D.
【变式4-1】(24-25九年级下·江苏泰州·阶段练习)关于x的一元二次方程kx2−2x+1=0有两个实数
根,则k的取值范围是
【答案】k≤1且k≠0
【分析】根据一元二次方程的定义,得k≠0,根据方程有两个实数根,得出Δ≥0,求出k的取值范围即可
得出答案.
此题考查了根的判别式,掌握一元二次方程的定义,以及一元二次方程根的情况与根的判别式的关系是解
题的关键.
【详解】解:∵关于x的一元二次方程kx2−2x+1=0,
∴k≠0,
∵方程有两个实数根,
∴Δ=22−4k×1≥0,
解得k≤1,∴k的取值范围是k≤1且k≠0.
1
【变式4-2】(2025·山东济南·二模)若关于x的方程ax2−2x+ =0有解,则a的值不可能是( )
4
A.0 B.2 C.4 D.6
【答案】D
【分析】本题考查了方程的解,一元二次方程根的判别式和解一元一次不等式,能得出关于a的不等式是
解此题的关键.
根据方程有解得出当a=0或a≠0且Δ≥0,求出不等式的解集即可判断.
1
【详解】解:当a=0时,则−2x+ =0,方程有解,故A选项不符合题意;
4
1
当a≠0且Δ≥0,即Δ=(−2) 2−4a× ≥0,
4
解得:a≤4
∴a≤4且a≠0,∴a可以为2、4,不可能为6,
故B、C选项不符合题意,D选项符合题意;
故选:D.
【变式4-3】(24-25八年级下·安徽蚌埠·期中)已知关于x的一元二次方程(a−b)x2+(c−a)x+(b−c)=0
有两个相等的实数根,且实数a,b,c互不相等,则下列结论一定成立的是( )
A.2a=b+c B.2b=a+c C.2c=a+b D.b2−4ac=0
【答案】B
【分析】本题考查一元二次方程根的判别式,根据判别式的意义得到Δ=0,然后可得实数a,b,c之间的
关系.解题的关键是掌握一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根的判别式Δ=b2−4ac:Δ>0⇔方程有两
个不相等的实数根;Δ=0⇔方程有两个相等的实数根;Δ<0⇔方程没有实数根.
【详解】解:∵关于x的一元二次方程(a−b)x2+(c−a)x+(b−c)=0有两个相等的实数根,
∴Δ=(c−a) 2−4(a−b)(b−c)=0,即(a−c) 2−4(a−b)(b−c)=0,
2
∴[(a−b)+(b−c)) −4(a−b)(b−c)=0,
∴(a−b) 2+2(a−b)(b−c)+(b−c) 2−4(a−b)(b−c)=0,
即(a−b) 2−2(a−b)(b−c)+(b−c) 2=0,∴[(a−b)−(b−c)) 2 =0,即(a−2b+c) 2=0,
∴a−2b+c=0,
∴2b=a+c.
故选:B.
【题型5 根的判别式联系代数的应用】
【例5】(22-23八年级下·安徽·期末)若实数a,b满足a−2ab+2ab2+4=0,则a的取值范围是
.
【答案】−8≤a<0
【分析】由实数a,b满足a−2ab+2ab2+4=0得到关于b的一元二次方程2ab2−2ab+a+4=0,由根
的判别式Δ=−4a2−32a≥0且2a≠0,得到不等式组,解不等式组即可得到a的取值范围.
【详解】解:∵实数a,b满足a−2ab+2ab2+4=0,
∴关于b的一元二次方程2ab2−2ab+a+4=0中,
Δ=(−2a) 2−4×2a(a+4)=−4a2−32a≥0且2a≠0,
即a(a+8)≤0且a≠0,
{ a>0 ) { a<0 )
∴ 或 ,
a+8≤0 a+8≥0
解得−8≤a<0,
即a的取值范围是−8≤a<0.
故答案为:−8≤a<0
【点睛】此题考查了一元二次方程根的判别式、一元一次不等式组的解法等知识,由根的判别式
Δ=−4a2−32a≥0且2a≠0得到不等式组是解题的关键.
【变式5-1】如果a、b、c为互不相等的实数,且满足关系式b2+c2=2a2+16a+14与bc=a2﹣4a﹣5,那么a
的取值范围是 .
5 1±❑√21 7
【答案】a>﹣1且a≠﹣ 且a≠ 且a≠﹣
6 4 8
【详解】试题解析:∵b2+c2=2a2+16a+14,bc=a2−4a−5,
∴(b+c) 2=2a2+16a+14+2(a2−4a−5)=4a2+8a+4=4(a+1) 2,
即有b+c=±2(a+1).
又bc=a2−4a−5,所以b,c可作为一元二次方程x2±2(a+1)x+a2−4a−5=0③的两个不相等实数根,
故△=4(a+1) 2−4(a2−4a−5)=24a+24>0,
解得a>−1.
若当a=b时,那么a也是方程③的解,
∴a2±2(a+1)a+a2−4a−5=0,
即4a2−2a−5=0或−6a−5=0,
1±❑√21 5
解得,a= 或a=− .
4 6
当a=b=c时,16a+14=0,−4a−5=0,
7 5
解得a=− ,a=− (舍去),
8 4
5 1±❑√21 7
所以a的取值范围为a>−1且a≠− 且a≠ 且a≠− .
6 4 8
5 1±❑√21 7
故答案为a>−1且a≠− 且a≠ 且a≠− .
6 4 8
【变式5-2】(23-24九年级上·江苏南通·阶段练习)已知实数a,b,c满足:a+b+c=2,abc=4.求
|a)+|b)+|c)的最小值
【答案】6
【分析】用分类讨论的思想,解决问题即可.
【详解】解:不妨设a是a,b,c中的最大者,即a≥b,a≥c,由题设知a>0,
4
且b+c=2−a,bc= ,
a
4
于是b,c是一元二次方程x2−(2−a)x+ =0的两实根,
a
4
∴Δ=(2−a) 2−4× ≥0,即(a2+4)(a−4)≥0,
a
所以a≥4.
又当a=4,b=c=−1时,满足题意.
故a,b,c中最大者的最小值为4.
因为abc=4>0,所以a,b,c为全大于0或一正二负.
①若a,b,c均大于0,a,b,c中的最大者不小于4,这与a+b+c=2矛盾.②若a,b,c为或一正二负,
不妨设a>0,b<0,c<0,则|a)+|b)+|c)=a−b−c=a−(2−a)=2a−2,
∵a≥4,
故2a−2≥6,
当a=4,b=c=−1时,满足题设条件且使得不等式等号成立.
故|a)+|b)+|c)的最小值为6.
故答案为:6.
【点睛】本题考查绝对值,一元二次方程等知识,解题的关键是学会用转化的思想思考问题,题目比较
难,属于竞赛题目.
【变式5-3】(2023·福建·模拟预测)已知实数x、y满足4x2+2= y2,则x−y的取值范围是 .
❑√6 ❑√6
【答案】x−y≥ 或x−y≤−
2 2
【分析】设w=x−y,则y=x−w,代入4x2+2= y2,得到关于x的方程,根据题意此方程有解,利用根
的判别式即可求解.
【详解】解:设w=x−y,则y=x−w,
∵4x2+2= y2,
∴4x2+2=(x−w) 2,整理得3x2+2wx+2−w2=0,
由题意得,Δ=(2w) 2−4×3×(2−w2)≥0,
3 ❑√6
整理得w2≥ ,解得|w)≥ ,
2 2
{ w>0 ) { w≤0 ) ❑√6 ❑√6
∴ ❑√6 或 ❑√6 ,即w≥ 或w≤− ,
w≥ w≤− 2 2
2 2
❑√6 ❑√6
∴x−y的取值范围是x−y≥ 或x−y≤− ,
2 2
❑√6 ❑√6
故答案为:x−y≥ 或x−y≤− .
2 2
【点睛】本题考查了一元二次方程根的判别式,解题的关键是消去y得到关于x的方程,利用根的判别式
求解.【题型6 根的判别式融汇函数的应用】
1
【例6】(24-25八年级下·浙江金华·阶段练习)已知关于x的方程 x2−(a+2b)x+2=0有两个相等实数
2
1 (1 )
根.若在直角坐标系中,点P在直线l:y=−x+ 上,点Q a,b 在直线l下方,则PQ的最小值为( )
3 2
2 ❑√2 4 ❑√6
A. ❑√2 B. C. D.
3 3 3 3
【答案】A
【分析】先根据一元二次方程根的判别式可得a=−2b+2或a=−2b−2,则点Q的坐标为Q(−b+1,b)或
Q(−b−1,b),再得出点Q在直线y=−x−1上,从而可得当PQ与两条直线垂直时,PQ的值最小,然后
利用勾股定理、直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半求解即可得.
1
【详解】解:∵关于x的方程 x2−(a+2b)x+2=0有两个相等实数根,
2
∴这个方程根的判别式为Δ=[−(a+2b)) 2 −4× 1 ×2=(a+2b) 2−4=0,
2
∴(a+2b) 2=4,
∴a+2b=2或a+2b=−2,即a=−2b+2或a=−2b−2,
(1 )
∵点Q的坐标为Q a,b ,
2
∴Q(−b+1,b)或Q(−b−1,b),
∴点Q在直线y=−x+1或直线y=−x−1上,
(1 ) 1
∵点Q a,b 在直线l:y=−x+ 下方,
2 3
∴点Q在直线y=−x−1上,
1
∵点P在直线l:y=−x+ 上,且直线l与直线y=−x−1平行,
3
∴当PQ与两条直线垂直时,PQ的值最小,
如图,过点O作两条直线的垂线,垂直分别为点P,Q,则PQ即为所求,
1
设直线l:y=−x+ 交x轴于点A,交y轴于点B,
31 1 (1 ) 1
当y=0时,−x+ =0,解得x= ,即A ,0 ,OA= ,
3 3 3 3
1 ( 1) 1
当x=0时,y= ,即B 0, ,OB= ,
3 3 3
1
∴OA=OB,AB=❑√OA2+OB2= ❑√2,
3
∵OP⊥AB,
1 1
∴OP= AB= ❑√2,
2 6
1
同理可得:OQ= ❑√2,
2
1 1 2
∴PQ=OP+OQ= ❑√2+ ❑√2= ❑√2,
6 2 3
2
即PQ的最小值为 ❑√2,
3
故选:A.
【点睛】本题考查了一次函数的应用、一元二次方程根的判别式、平行线间的距离、直角三角形斜边上的
中线等于斜边的一半、勾股定理等知识,正确确定点P,Q的位置是解题关键.
【变式6-1】(2025·安徽合肥·三模)直线y=2与y=ax(1−x)的图象有两个不同的交点,则a的取值范围
是 .
【答案】a<0或a>8
【分析】该题考查了二次函数的图象和性质,根据题意联立y=2与y=ax(1−x),得出
Δ=(−a) 2−4a×2=a2−8a>0,求解即可.
【详解】解:联立y=2与y=ax(1−x),则−ax2+ax=2,整理得:ax2−ax+2=0,
∵直线y=2与y=ax(1−x)的图象有两个不同的交点,
则Δ=(−a) 2−4a×2=a2−8a>0,解得:a<0或a>8,
故答案为:a<0或a>8.
【变式6-2】(2024·四川成都·模拟预测)定义:在平面直角坐标系xOy中,若点P(a,b)满足a+b=ab,
则称点P为“积和点”.例如:(0,0),(2,2)就是“积和点”.若直线y=−x+m上所有的点中只有唯一一
个“积和点”,则m= .
【答案】0或4
【分析】本题考查了一次函数图象上点的特征和一元二次方程根的判别式,设直线y=−x+m上所有的点
中唯一一个“积和点”为点P(a,b),根据“积和点”定义可得a+(−a+m)=a(−a+m),再由唯一一个
“积和点”可知关于a的方程只有一个解,一元二次方程的根判别式等于0即可求解.
【详解】解:设直线y=−x+m上所有的点中唯一一个“积和点”为点P(a,b),依题意得:b=−a+m,
代入a+b=ab得:a+(−a+m)=a(−a+m),
整理得:a2−ma+m=0,
由点P(a,b)是唯一一个“积和点”可知:△=m2−4m=0,解得:m =0,m =4.
1 2
故答案为:0或4.
【变式6-3】(23-24九年级上·四川成都·期中)定义:在平面直角坐标系xOy中,函数图象上到两条坐标
1
轴的距离之积等于n(n≠0)的点,叫做该函数图象的“n阶积点”.例如:点(3,− )为一次函数
4
3 3
y=− x+2图象的“ 阶积点”.若y关于x的一次函数y=nx+3n−5图象的“n阶积点”恰好有3个,
4 4
则n的值为 .
【答案】1或5
【分析】由y关于x的一次函数y=nx+3n−5图象的“n阶积点”恰好有3个,可得出关于x的一元二次方
程|x|⋅|nx+3n−5|=n有三个实数根,分x,nx+3n−5同号及x,nx+3n−5异号两种情况考虑,当x
,nx+3n−5同号时,原方程可整理得nx2+(3n−5)x−n=0,由根的判别式Δ>0,可得出此时原方程有
两个不相等的实数根;当x,nx+3n−5异号时,原方程可整理得nx2+(3n−5)x+n=0,由该方程有两
个相等的实数根,可得出关于n的一元二次方程,解之即可求出n的值.
【详解】解:根据题意得:关于x的一元二次方程|x|⋅|nx+3n−5|=n有三个实数根.
当x,nx+3n−5同号时,x(nx+3n−5)=n,整理得:nx2+(3n−5)x−n=0,
∴ Δ=(3n−5) 2−4×n×(−n)=(3n−5) 2+4n2,
∵n≠0,
∴(3n−5) 2≥0,n2>0,
∴ Δ>0,
∴此时原方程有两个不相等的实数根;
当x,nx+3n−5异号时,x(nx+3n−5)=−n,
整理得:nx2+(3n−5)x+n=0,
∵当x,nx+3n−5同号时,有两个不相等的实数根,
∴该方程有两个相等的实数根,
∴ Δ=(3n−5) 2−4n2=0,
∴(3n−5+2n)(3n−5−2n)=0,
解得:n =1,n =5,
1 2
∴n的值为1或5.
故答案为:1或5.
【点睛】本题考查了一次函数图象上点的坐标特征、根的判别式以及因式分解法解一元二次方程,分两种
情况考虑是解题的关键.
【题型7 根的判别式综合几何的应用】
【例7】定义:有一组邻边相等的凸四边形叫做等邻边四边形.如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=
2,BC=1,将△ABC沿∠ABC的平分线BB'的方向平移,得到A'B'C',连接AC',CC',若四边形ABCC'是
等邻边四边形,则平移距离BB'的长度是 .5
【答案】1或 ❑√2.
2
【分析】由平移的性质得到BB′=CC′,A′B′//AB,A′B′=AB=2,B′C′=BC=1,A′C′=AC=❑√5,①
当CC′=BC时,BB′=CC′=BC=1;② 如图1,当AC′=AB=2时,③如图2,当AC′=CC′时,则
AC′=BB′,延长C′B′交AB于H,设BH=B′H=x,根据勾股定理即可得到结论.
【详解】解:∵将Rt△ABC平移得到△A′B′C′,
∴BB′=CC′,A′B′//AB,A′B′=AB=2,B′C′=BC=1,A′C′=AC=❑√5,
① 当CC′=BC时,BB′=CC′=BC=1;
②如图1,当AC′=AB=2时,
∵∠ABC=90°,BB′是∠ABC的角平分线,
∴∠B′BA=45°,
延长C′B′交AB于H,
∵A′B′//AB,∠A′B′C′=90°,
∴∠AHC′=∠A′B′C′=90°,
∴∠BHB′=90°,
设BH=B′H=x,
∴BB′=❑√2x,AH=2−x,C′H=1+x,
∵AC′2=AH2+C′H2
∴22=(2﹣x)2+(1+x)2,
整理方程为:2x2﹣2x+1=0,
∵△=4﹣8=﹣4<0,
∴此方程无实数根,故这种情况不存在;
③如图2,当当AC′=CC′时,则AC′=BB′,
延长C′B′交AB于H,
∵A′B′//AB,∠A′B′C′=90°,∴∠AHC′=∠A′B′C′=90°,
∴∠BHB′=90°,
设BH=B′H=x,
∴BB′=AC′=❑√2x,AH=2−x,C′H=1+x,
∵AC′2=AH2+C′H2
∴(❑√2x)2=(2﹣x)2+(1+x)2,
5
解得:x= ,
2
5
∴BB′= ❑√2,
2
5
综上所述,若四边形ABCC'是等邻边四边形,则平移距离BB'的长度是1或 ❑√2,
2
5
故答案为:1或 ❑√2.
2
【点睛】此题主要考查勾股定理,平移的性质,理解“等邻边四边形”的定义是解本题的关键.
【变式7-1】如图,在△ABC中,∠B=90°,BC=8cm,AB=5cm.点P从点A开始沿AB边向点B以
1cm/s的速度移动,同时点Q从点B开始沿BC边向点C以2cm/s的速度移动,另外一点也随之停止运
动.
(1)几秒后,四边形APQC的面积等于16cm2?
(2)△PQB的面积能否等于9cm2?请说明理由.【答案】(1)1秒
(2)不能,见解析
【分析】(1)根据题意可得当运动时间为ts (0≤t≤4)时,AP=tcm,BP=(5−t)cm,BQ=2tcm,根
1 1
据题意列出方程 ×5×8− (5−t)×2t=16,进行求解即可;
2 2
1
(2)看△PQB的面积能否等于9cm2,只需要看方程 (5−t)×2t=9是否有解即可.
2
【详解】(1)解:∵ 5÷1=5s,8÷2=4s,
∴当运动时间为ts (0≤t≤4)时,AP=tcm,BP=(5−t)cm,BQ=2tcm,
根据题意可得:
1 1
×5×8− (5−t)×2t=16,
2 2
整理得:t2−5t+4=0,
解得:t=1或t=4,
当t=4时,点C、Q重合,不符合题意,舍去,
∴经过1秒钟,四边形APQC的面积等于16cm2;
(2)解:△PQB的面积不能等于9cm2,
理由如下:
根据题意可得:
1
(5−t)×2t=9,
2
整理得:t2−5t+9=0,
∵Δ=(−5) 2−4×1×9=−11<0,
∴所列方程没有实数根,
∴△PQB的面积不能等于9cm2.
【点睛】本题主要考查一元二次方程的应用以及根的判别式,关键在于理解清楚题意,找出等量关系列出
方程求解.
【变式7-2】(24-25九年级上·四川泸州·期中)已知平行四边形ABCD的两边AB,AD的长是关于x的方
程:x2−3ax+3a−1=0的两个实数根.
(1)当a为何值的,四边形ABCD是菱形?求出这时菱形的边长;
(2)若此方程的一个根是2,请求出此平行四边形ABCD的周长是多少?2
【答案】(1)当a= 时,四边形ABCD是菱形,这时菱形的边长为1
3
(2)平行四边形ABCD的周长是6
【分析】此题考查了平行四边形的性质、菱形的性质以及根的判别式,注意由菱形的邻边相等,得到
x2−3ax+3a−1=0有相等的实数根,即Δ=0是解题的关键.
(1)由四边形ABCD是菱形,可得AB=AD,又由平行四边形ABCD的两边AB,AD的长是关于x的方
程:x2−3ax+3a−1=0的两个实数根,可得x2−3ax+3a−1=0有相等的实数根,即Δ=0,则可求得a
的值,继而求得答案;
(2)首先将方程的一个根2,代入x2−3ax+3a−1=0,即可求得a的值,继而求得答案.
【详解】(1)解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=AD,
∵平行四边形ABCD的两边AB,AD的长是关于x的方程:x2−3ax+3a−1=0的两个实数根,
∴Δ=(−3a) 2−4×(3a−1)=9a2−12a+4=0,
2
解得:a= ,
3
2
∴当a= 时,四边形ABCD是菱形;
3
∴原方程为:x2−2x+1=0,
解得:x =x =1,
1 2
∴这时菱形的边长为:1;
(2)解:∵此方程的一个根是2,
∴22−6a+3a−1=0,
解得:a=1,
∴原方程为:x2−3x+2=0,
∴(x−2)(x−1)=0,
解得:x =2,x =1,
1 2
∴AB+AD=3,
∴平行四边形ABCD的周长是:3×2=6.
【变式7-3】(22-23八年级下·浙江·阶段练习)如图,四边形ACDE是证明勾股定理时用到的一个图形,
a,b,c是Rt△ABC和Rt△BED边长,易知AE=❑√2c,这时我们把关于x的形如ax2+❑√2cx+b=0的一
元二次方程称为“勾系一元二次方程”.请解决下列问题:
(1)写出一个“勾系一元二次方程”;
(2)求证:关于x的“勾系一元二次方程”ax2+❑√2cx+b=0必有实数根;
(3)若x=−1是“勾系一元二次方程”ax2+❑√2cx+b=0的一个根,且四边形ACDE的周长是6❑√2,求
△ABC的面积.
【答案】(1)3x2+5❑√2x+4=0(答案不唯一)
(2)见解析
(3)1
【分析】(1)直接找一组勾股数代入方程即可;
(2)通过判断根的判别式Δ的正负来证明结论;
(3)利用根的意义和勾股定理作为相等关系先求得c的值,根据完全平方公式求得ab的值,从而可求得面
积.
【详解】(1)解:当a=3,b=4,c=5时勾系一元二次方程为3x2+5❑√2x+4=0;
(2)证明:根据题意,得Δ=(❑√2c) 2 −4ab=2c2−4ab,
∵a2+b2=c2,
∴2c2−4ab=2(a2+b2)−4ab=2(a−b) 2≥0
∴Δ≥0,
∴勾系一元二次方程ax2+❑√2cx+b=0必有实数根;
(3)解:当x=−1时,有a−❑√2c+b=0,即a+b=❑√2c,
∵四边形ACDE的周长是6❑√2,
∴2a+2b+❑√2c=6❑√2,即2(a+b)+❑√2c=6❑√2,
∴3❑√2c=6❑√2,
∴c=2,
∴a2+b2=c2=4,a+b=2❑√2,∵(a+b) 2=a2+b2+2ab,
∴8=4+2ab
∴ab=2,
1
∴S = ab=1.
△ABC 2
【点睛】本题主要考查了勾股定理,完全平方公式的变形求值,一元二次方程的解和一元二次方程根的判
别式,正确读懂题意是解题的关键.