一元一次方程和一元二次方程的根的分布

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第三节一元一次方程和一元二次方程的根的分布
一、方程的根与函数的零点
二、方程的根(函数的零点)的转化
三、一元一次方程的根的分布(一次函数的零点分布)
四、一元二次方程的根的分布(二次函数的零点分布)
直接方法是先求出根,再由题意列不等式.
间接解答一元二次方程的根的分布问题一般思路有二,思路一是:从判别式和韦达定理入手列不等式组;思路二是由图象分析入手,从开口方向、对称轴、判别式、端点值这四个方面列不等式组.
在这里,两个思路是等价的,只不过列出的不等式组有简单与复杂的区别,一般来说,端点值为零时用思路一、思路二列出的不等式组都较简单(下面的第1、2种情况),端点值不为零或不全为零时用思路二列出的不等式组简单一些(下面的3至12种情况).
其中,端点值指的是方程的根所在区间的端点或分界点对应的函数值,比如“根在区间
(1,3)之间”其端点值为(1)f 、(3)f ,
“两根一正一负”其端点值为(0)f . 一元二次方程的根的分布思维模型:
对于一元二次方程,设其根为1x 、2x ,则
1.两根一正一负;
2.两根都大于零; 两根都小于零;
3.一根比大一根比小()0af k <;
4.两根都比大;
5.两根都比小; 2()0f x ax bx c =++=⇔(0)0af <⇔12
00x x ∆>⎧⎨<⎩⇔002(0)0
b x a af ∆≥⎧⎪⎪=->⎨⎪>⎪⎩⇔1212000x x x x ∆≥⎧⎪+>⎨⎪>⎩⇔002(0)0
b x a af ∆≥⎧⎪⎪=-<⎨⎪>⎪⎩⇔1212000x x x x ∆≥⎧⎪+<⎨⎪>⎩k k ⇔k ⇔02()0
b x k a af k ∆≥⎧⎪⎪=->⎨⎪>⎪⎩k ⇔02()0
b x k a af k ∆≥⎧⎪⎪=-<⎨⎪>⎪⎩
6.两不等根在12(,)k k 之间121202()0()0
b k k a af k af k ∆>⎧⎪⎪<-<⎪⎨⎪>⎪>⎪⎩; 7.两根在之外即一根比大一根比小12
()0()0af k af k <⎧⎨<⎩; 8.一根比大,一根在12(,)k k 之间12
()0()0af k af k >⎧⎨<⎩; 9.一根在12(,)k k 之间,一根比小12
()0()0af k af k <⎧⎨>⎩; 10.一根在12(,)k k 之间,一根在12[,]k k 之外12()()0f k f k <;
11.一根在12(,)k k 之间,一根在23(,)k k 之间1223()()0()()0f k f k f k f k <⎧⎨<⎩
; 12.设23k k <,两根一根在12(,)k k 之间,一根在34(,)k k 之间. 比如,一元二次方程22(1)210m x mx -+-=的两个根一个小于零,另一个大于1,试
确定m 的取值范围.
本题具体操作过程示范:先设函数22
()(1)21f x m x mx =-+-,显然(0)1f =-即函数过点(0,1)-,画出函数草图如图,然后根据函数图象从四个方面分析.第一个方面是开口
方向,由题意知抛物线开口方向向上,则210m ->.第二个方面是对称轴,对称轴所在区间不定,故不需要列不等式.第三个方面是判别式,判别式大于零已经隐含在“函数过点
(0,1)-以及开口方向向上”
之中,故不等式0∆>可以省略.第四个方面是端点值,端点为0和1,(0)f 已经确定,故有(1)0f <.所以得210(1)0
m f ⎧->⎨<⎩,解得m 的取值围为10m -<<.
⇔12[,]k k 2k 1k ⇔2k ⇔1k ⇔⇔⇔⇔1234()()0()()0f k f k f k f k <⎧⎨
<⎩
注意:需要强调的是,方程的根的分布问题的直接解法是解出其根,再列不等式(组).对于二次方程而言,如果方程的根含有根式则用直接法解答不太容易,可以选择间接解法,如果方程的根为整式(即方程右边能够轻松分解因式)则用直接法解答就容易一些,这时选择直接法解答.比如,已知222320x ax a --=有根在区间[1,1]-上,求a 的取值范围;此题用直接法解答就容易一些,分解因式得(2)(2)0x a x a +-=,则2
a x =-或2a ,故112
a -≤≤或121a -≤≤,所以a 的取值范围为22a -≤≤。

显然,这比用间接法解答要简单.所以,对于一元二次方程的根的分布问题的思维方法,先看能否分解因式,能分解因式的先分解因式,求出其根,然后用直接法解答;如果不能分解因式,则采用间接法解答.。