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在平面直角坐标系中,借助直角三角板可以找到一元二次方程的实数根.比如对于方程x2-5x+2=0,操作步骤是:第一步:根据方程的系数特征,确定一对固定点A(0,1),B(5,2);第二步:
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在平面直角坐标系中,借助直角三角板可以找到一元二次方程的实数根.比如对于方程x2-5x+2=0,操作步骤是:
第一步:根据方程的系数特征,确定一对固定点A(0,1),B(5,2);
第二步:在坐标平面中移动一个直角三角板,使一条直角边恒过点A,另一条直角边恒过点B;
第三步:在移动过程中,当三角板的直角顶点落在x轴上点C处时,点C的横坐标m即为该方程的一个实数根(如图1);
第四步:调整三角板直角顶点的位置,当它落在x轴上另一点D处时,点D的横坐标n即为该方程的另一个实数根.
(1)在图2中,按照“第四步”的操作方法作出点D(请保留作出点D时直角三角板两条直角边的痕迹);
(2)结合图1,请证明“第三步”操作得到的m就是方程x2-5x+2=0的一个实数根;
(3)上述操作的关键是确定两个固定点的位置,若要以此方法找到一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0,b2-4ac≥0)的实数根,请你直接写出一对固定点的坐标;
(4)实际上,(3)中的固定点有无数对,一般地,当m1,n1,m2,n2与a,b,c之间满足怎样的关系时,点P(m1,n1),Q(m2,n2)就是符合要求的一对固定点?
第一步:根据方程的系数特征,确定一对固定点A(0,1),B(5,2);
第二步:在坐标平面中移动一个直角三角板,使一条直角边恒过点A,另一条直角边恒过点B;
第三步:在移动过程中,当三角板的直角顶点落在x轴上点C处时,点C的横坐标m即为该方程的一个实数根(如图1);
第四步:调整三角板直角顶点的位置,当它落在x轴上另一点D处时,点D的横坐标n即为该方程的另一个实数根.
(1)在图2中,按照“第四步”的操作方法作出点D(请保留作出点D时直角三角板两条直角边的痕迹);
(2)结合图1,请证明“第三步”操作得到的m就是方程x2-5x+2=0的一个实数根;
(3)上述操作的关键是确定两个固定点的位置,若要以此方法找到一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0,b2-4ac≥0)的实数根,请你直接写出一对固定点的坐标;
(4)实际上,(3)中的固定点有无数对,一般地,当m1,n1,m2,n2与a,b,c之间满足怎样的关系时,点P(m1,n1),Q(m2,n2)就是符合要求的一对固定点?
▼优质解答
答案和解析
(1)如图所示,点D即为所求;
(2)如图所示,过点B作BD⊥x轴于点D,
根据∠AOC=∠CDB=90°,∠ACO=∠CBD,可得△AOC∽△CDB,
∴
=
,
∴
=
,
∴m(5-m)=2,
∴m2-5m+2=0,
∴m是方程x2-5x+2=0的实数根;
(3)方程ax2+bx+c=0(a≠0)可化为
x2+
x+
=0,
模仿研究小组作法可得:A(0,1),B(-
,
)或A(0,
),B(-
,c)等;
(4)如图,P(m1,n1),Q(m2,n2),
设方程的根为x,根据三角形相似可得
=
,
上式可化为x2-(m1+m2)x+m1m2+n1n2=0,
又∵ax2+bx+c=0,即x2+
x+
=0,
∴比较系数可得m1+m2=-
,
m1m2+n1n2=
.
(2)如图所示,过点B作BD⊥x轴于点D,
根据∠AOC=∠CDB=90°,∠ACO=∠CBD,可得△AOC∽△CDB,
∴
AO |
CD |
OC |
BD |
∴
1 |
5-m |
m |
2 |
∴m(5-m)=2,
∴m2-5m+2=0,
∴m是方程x2-5x+2=0的实数根;
(3)方程ax2+bx+c=0(a≠0)可化为
x2+
b |
a |
c |
a |
模仿研究小组作法可得:A(0,1),B(-
b |
a |
c |
a |
1 |
a |
b |
a |
(4)如图,P(m1,n1),Q(m2,n2),
设方程的根为x,根据三角形相似可得
n1 |
x-m1 |
m2-x |
n2 |
上式可化为x2-(m1+m2)x+m1m2+n1n2=0,
又∵ax2+bx+c=0,即x2+
b |
a |
c |
a |
∴比较系数可得m1+m2=-
b |
a |
m1m2+n1n2=
c |
a |
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