本文涵盖 一元二次方程的根的性质—— 这是 DSE 卷一甲部(2)及乙部经常出现的进阶课题,占 4–7 分。 你将学习 两根之和与两根之积、如何 由给定根建构二次方程、如何运用根的特性解 参数问题, 以及如何运用判别式、两根之和及两根之积 分析根的符号。 文章包括逐步例题、DSE 应试技巧、练习题。 这些是 高阶技能,能帮助你在 DSE 考试中取得佳绩。
完成本文后,你应能够:
一元二次方程的根的性质 每年 都在 DSE 卷一甲部(2)及乙部出现。题目可能要求你:
这些是高阶技能,能帮助你在考试中夺取高分。
根的性质的题目通常以 短答题 形式出现在甲部(2),每题 3–4 分;在乙部则以 长题目 形式出现,每题 5–7 分。
对于二次方程 \( ax^2 + bx + c = 0 \),其根为 \( \alpha \) 及 \( \beta \):
这两个公式可由因式分解推导:
两根之和:\( -\frac{b}{a} \) | 两根之积:\( \frac{c}{a} \)
题目:求 \( 2x^2 - 5x + 3 = 0 \) 的两根之和及两根之积。
\( a = 2 \),\( b = -5 \),\( c = 3 \)
\( \alpha + \beta = -\frac{-5}{2} = \frac{5}{2} \)
\( \alpha\beta = \frac{3}{2} \)
答案:两根之和 = \( \frac{5}{2} \),两根之积 = \( \frac{3}{2} \)
若 \( \alpha \) 及 \( \beta \) 为两根,则二次方程为:
题目:建构一个以 \( 3 \) 及 \( -2 \) 为根的二次方程。
\( \alpha + \beta = 3 + (-2) = 1 \)
\( \alpha\beta = 3 \times (-2) = -6 \)
\( x^2 - (1)x + (-6) = 0 \)
答案:\( x^2 - x - 6 = 0 \)
对称式 是指交换 \( \alpha \) 及 \( \beta \) 后保持不变的表达式。 它们可用 \( \alpha + \beta \) 及 \( \alpha\beta \) 来计算。
题目:若 \( \alpha \) 及 \( \beta \) 是 \( x^2 - 4x + 2 = 0 \) 的根,求 \( \alpha^2 + \beta^2 \)。
\( \alpha + \beta = 4 \),\( \alpha\beta = 2 \)
\( \alpha^2 + \beta^2 = (\alpha + \beta)^2 - 2\alpha\beta = 4^2 - 2(2) = 16 - 4 = 12 \)
答案:\( 12 \)
参数问题涉及运用两根之和与两根之积来求二次方程中的未知系数。
题目:\( x^2 + kx + 6 = 0 \) 的两根为 \( 2 \) 及 \( 3 \)。求 \( k \)。
\( \alpha + \beta = 2 + 3 = 5 = -k \) → \( k = -5 \)
\( \alpha\beta = 2 \times 3 = 6 \) ✓
答案:\( k = -5 \)
运用判别式(\( \Delta \))、两根之和(\( S \))及两根之积(\( P \)), 我们可以在不解方程的情况下判断根的符号。
| 条件 | 根的符号 |
|---|---|
| \( \Delta \ge 0 \),\( S > 0 \),\( P > 0 \) | 两根均为正数 |
| \( \Delta \ge 0 \),\( S < 0 \),\( P > 0 \) | 两根均为负数 |
| \( \Delta \ge 0 \),\( P < 0 \) | 一正一负 |
必须先检查 \( \Delta \ge 0 \)!若方程没有实根(\( \Delta < 0 \)),符号分析便没有意义。
题目:判断 \( x^2 - 5x + 6 = 0 \) 的根的符号。
\( \Delta = 25 - 24 = 1 > 0 \)(两个实根)
\( S = 5 > 0 \),\( P = 6 > 0 \)
答案:两根均为正数。
题目:求 \( 3x^2 + 7x - 2 = 0 \) 的两根之和及两根之积。
\( a = 3 \),\( b = 7 \),\( c = -2 \)
\( \alpha + \beta = -\frac{7}{3} \)
\( \alpha\beta = -\frac{2}{3} \)
答案:两根之和 = \( -\frac{7}{3} \),两根之积 = \( -\frac{2}{3} \)
题目:建构一个以 \( \frac{1}{2} \) 及 \( -3 \) 为根的二次方程。
\( \alpha + \beta = \frac{1}{2} + (-3) = -\frac{5}{2} \)
\( \alpha\beta = \frac{1}{2} \times (-3) = -\frac{3}{2} \)
\( x^2 - (-\frac{5}{2})x + (-\frac{3}{2}) = 0 \)
乘以 2:\( 2x^2 + 5x - 3 = 0 \)
答案:\( 2x^2 + 5x - 3 = 0 \)
题目:若 \( x^2 - kx + 12 = 0 \) 的其中一个根是 4,求另一个根及 \( k \) 的值。
设两根为 \( 4 \) 及 \( \beta \)。
\( 4 \times \beta = 12 \) → \( \beta = 3 \)
\( 4 + 3 = 7 = k \)
答案:另一个根 = \( 3 \),\( k = 7 \)
题目 1 MC
若 \( \alpha \) 及 \( \beta \) 是 \( x^2 - 6x + 4 = 0 \) 的根,求 \( \alpha + \beta \)。
A. \( -6 \) B. \( -4 \) C. \( 4 \) D. \( 6 \)
题目 2 MC
若 \( \alpha \) 及 \( \beta \) 是 \( 2x^2 + 5x - 3 = 0 \) 的根,求 \( \alpha\beta \)。
A. \( -\frac{3}{2} \) B. \( -\frac{5}{2} \) C. \( \frac{3}{2} \) D. \( \frac{5}{2} \)
题目 3 短答
建构一个以 \( -2 \) 及 \( 5 \) 为根的二次方程。
题目 4 短答
若 \( \alpha \) 及 \( \beta \) 是 \( x^2 - 3x + 1 = 0 \) 的根,求 \( \alpha^2 + \beta^2 \)。
题目 5 MC
关于 \( x^2 + 4x + 3 = 0 \) 的根,以下哪项正确?
A. 两根均为正数 B. 两根均为负数 C. 一正一负 D. 没有实根
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基础练习: 一元二次方程|根的性质(两根之和、两根之积及判别式)