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4. 韦达定理(根与系数的关系)

一元二次方程的解法与根与系数的关系 · 初三
先确认一下:这一关能不能学
先会这个
先会这个
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 一元二次方程两根之和等于一次项系数除以二次项系数的相反数,两根之积等于常数项除以二次项系数。

从哪来 基于 2.2 公式汇总 中的求根公式推导得出,并依赖于 1.2 相关概念 中对方程根与系数关系的初步认知,同时利用 3.3 多项式乘以多项式 验证展开后的系数对应关系。

为什么 韦达定理的本质是代数恒等变形。 设方程 $ax^2+bx+c=0$ ($a\neq0$) 的两根为 $x_1, x_2$。 由求根公式(来自前置知识 2.2): $x_1 = \frac{-b+\sqrt{\Delta}}{2a}, \quad x_2 = \frac{-b-\sqrt{\Delta}}{2a}$ 两式相加:$x_1+x_2 = \frac{-2b}{2a} = -\frac{b}{a}$ 两式相乘:$x_1x_2 = \frac{(-b)^2 - (\sqrt{\Delta})^2}{4a^2} = \frac{b^2 - (b^2-4ac)}{4a^2} = \frac{4ac}{4a^2} = \frac{c}{a}$ 这解释了为什么根的和与积仅由系数决定,而与根的符号无关。

讲法
适合:逻辑推理型、喜欢探究原理的学生 讲法:逆向构造法 1. 先给出两个数,比如 2 和 3。 2. 让学生构造一个以这两个数为根的一元二次方程。 3. 引导学生写出 $(x-2)(x-3)=0$。 4. 利用前置知识 3.3 多项式乘以多项式 展开:$x^2 - 5x + 6 = 0$。 5. 观察系数:$-5$ 是 $-(2+3)$,$6$ 是 $2\times3$。 6. 推广到一般情况:若根为 $x_1, x_2$,则方程为 $x^2 - (x_1+x_2)x + x_1x_2 = 0$。 7. 对比标准形式 $ax^2+bx+c=0$,得出 $-\frac{b}{a} = x_1+x_2$ 和 $\frac{c}{a} = x_1x_2$。
讲法
适合:记忆型、偏好公式直接应用的学生 讲法:口诀记忆法 1. 强调前提:必须是一元二次方程,且 $a\neq0$。 2. 给出口诀:“和取负,积取正;都要除以 $a$”。 - 两根之和 $x_1+x_2 = -\frac{b}{a}$ (注意负号) - 两根之积 $x_1x_2 = \frac{c}{a}$ 3. 通过三个不同 $a$ 值的例子(如 $x^2-3x+2=0$, $2x^2+5x-1=0$, $-x^2+4x+5=0$)反复练习,强化“除以 $a$”和“和取负”的记忆点。 4. 提醒:如果 $a=1$,则直接看 $b$ 的相反数和 $c$。
讲法
适合:视觉型、空间思维强的学生 讲法:几何面积类比法(辅助理解) 1. 虽然韦达定理是代数定理,但可以借助矩形面积模型辅助理解“积”的概念。 2. 将 $x_1$ 和 $x_2$ 想象为矩形的长和宽,那么 $x_1x_2$ 就是面积(对应常数项 $c/a$)。 3. 将 $x_1+x_2$ 想象为半周长的一半(对应一次项系数 $-b/a$)。 4. 通过画图展示:当两根之和固定时,两根之积如何变化(抛物线开口向下),直观感受根与系数的约束关系。 5. 结合 1.1 定义 中对方程解的几何意义(抛物线与 x 轴交点),强化系数决定交点位置与距离的直观印象。
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练一道
基础题
已知方程 $2x^2 - 5x + 3 = 0$ 的两根为 $x_1, x_2$,求 $x_1+x_2$ 和 $x_1x_2$ 的值。
变式
已知方程 $x^2 - 3x + k = 0$ 的一个根是 2,求另一个根及 $k$ 的值。
试试手自己判
检测题
若关于 $x$ 的方程 $x^2 + mx + 4 = 0$ 有两个相等的实数根,求 $m$ 的值及这两个根。
看答案和判分标准
答案:$m = \pm 4$;当 $m=4$ 时,根为 $-2, -2$;当 $m=-4$ 时,根为 $2, 2$。
判对标准:
1. 正确利用判别式 $\Delta = m^2 - 16 = 0$ 求出 $m = \pm 4$(2分)。
2. 正确利用韦达定理或求根公式求出对应的根(2分)。
3. 若只写出 $m$ 的值而未求根,或根与 $m$ 对应错误,不得满分。
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