对于整系数一元二次方程ax +bx+c=0(a≠0) (1)方程有有理数根的条件是△=b -4ac为一有理数的平方; (2)若a、b、c为奇数,则方程无整数根; (3)若a、b为偶数,而c是奇数,则方程无整数根。 对于整数根,除有结论(2)、(3)外,更多的是在(1)的基础上利用求根公式、判别式、根与系数的关系(韦达定理)等二次方程的基本理论并结合整数的性质进行讨论。 例1:关于x的方程kx -(k-1)x+1=0有有理根,求整数k的值(2002年山东省初中数学竞赛试题)。 解:(1)当k=0时,x=-1,方程有有理根; (2)当k≠0时,因方程有有理根,所以若k是整数,则: △=(k-1) -4k=k -6k+1必为完全平方数,即存在非负整数m,使k -6k+1=m ,配方,得(k-3) -m =8 ∴(k-3+m)(k-3-m)=8 由于k-3+m与k-3-m是奇偶性相同的整数,其积为8,所以它们均是偶数,又k-3+m≥k-3-m,从而有: k-3+m=4k-3-m=2 k-3+m=-2k-3-m=-4 解得k值为k=0或k=6。 [评注]设k -6k+1=m 是将讨论△为完全平方数的问题转化为解二元二次不定方程的问题,最后利用因式分解的方式求出了整数k的值。 例2:求满足如下条件的所有k值,使关于x的方程kx +(k+1)x+(k-1)=0的根都是整数(第十三届江苏省初中数学竞赛试题)。 解:(1)当k=0时,所给方程为x-1=0,有根为x=1,符合题意; (2)当k≠0时,设两根为x 、x , 则有:x +x =- =-1- x x = =1- 两式相减得:x +x -x x =-2,即: x +x -x x -1=-3 ∴(x -1)(x -1)=3 x -1=1x -1=3x -1=-1x -1=-3x -1=3x -1=1x -1=-3x -1=-1 ∴x +x =6或x +x =-2 ∴-1- =6或-1- =-2解得k=- 或k=1 又∵△=-3k +6k+1,当k=- 或1时,都有△>0 综上所述,满足条件的k为0,- ,1。 [评注]该题如果直接用求根公式或判别式讨论k的值则很难解决。因此,要紧紧抓住整数根的条件,利用根与系数的关系,得到x +x ,x x 与k的关系式,但由于 不一定是整数,从而消去 ,结合数的质因数分解就大大缩小了x +x 的范围,从而使问题得以顺利解决。 例3:设关于x的二次方程(k -6k+8)x +(2k -6k-4)x+k =4的两根都是整数,求满足条件的所有实数k的值(2000年全国初中数学联赛试题)。 解:原方程可化为(k-4)(k-2)x +(2k -6k-4)x+(k-2)(k+2)=0 [(k-4)x+(k-2)][(k-2)x+(k+2)]=0 ∵(k-4)(k-2)≠0 ∴x =- =-1- x =- =-1- ∴k-4=- ,k-2=- (x ≠-1,x ≠-1) 消去k,得x x +3x +2=0 ∴x (x +3)=-2 由于x 、x 都是整数,所以有: x =-2x +3=1x =1x +3=-2x =2x +3=-1 解得 x =-2x =-2x =1x =-5x =2x =-4 ∴k=6,3, ,经过检验k=6,3, 均满足题意。 [评注]由于原方程可分解,故而解出方程的根。但由于k为实数,所以消去k,根据整数的分解,最终求出两根,再求k的值。 从上面几例可以看出,求解方程的有理根或整数根的方法较为灵活,并无一定之法,关键在于依据题意,正确理解基本概念及相关知识,找出逻辑关系,寻求解决问题的有效方法。 注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
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