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一元二次方程得整数根.docx

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    • 一元二次方程得整数根【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流一元二次方程的整数根.精品文档.第6讲一元二次方程的整数根精巧的论证常常不是一蹴而就的,而是人们长期切磋积累的成果 我也是慢慢学来的,而且还要继续不断的学习 -阿贝尔知识方法扫描1当含有某个参数k的一元二次方程的左边比较容易分解成两个一次因式的积时,我们可以先利用因式分解直接求方程的解,通常它们是关于k的分式形式的解 然后利用其根是整数的要求来解不定方程 此时因参数k的条件不同,常有两种处理方法 其一是k为整数,这时只需注意分式形式的解中,分子是分母的倍数即可;其二是k为实数,此时应该消去参数k,得到关于两根的关系式,也就是关于两根的不定方程,再解此不定方程即可 2我们知道一元二次方程ax2bxc0在b24ac0时有实数根x 所以要使整系数的一元二次方程方程有整数根,必须b24ac为完全平方数,并且b为2a的整数倍.故处理此类问题,常可用判别式来解决 又可细分为两类:(1)先求参数范围 可利用题设参数的范围,直接求解;也可由不等式0求出参数的范围.再求解。

      (2)再设参数法,即设k2(k是整数) 当k2为关于原参数的一次式时,用代入法来解;当k2为关于原参数的二次式时,用分解因式法来解.此外,对有理系数的二次方程有有理根的问题,上述解法也是适用的 3韦达定理即根与系数的关系是一元二次方程的重要性质,我们也常用它来处理含参数的一元二次方程的整数解得问题,常用的方法有:(1)从根与系数的关系式中消去参数,得到关于两根的不定方程.(2)利用“当两根为整数时,其和、积必为整数”来解 4在含有参数的一元二次方程中,参数和未知数都是用字母表示的,通常是将未知数看作是主元必要时也可反过来将参数看成是主元,即将方程看成是以参数为未知数的方程,这种方法就是变更主元法 (1)当方程中参数的次数为一次时,可将参数直接用未知数表示出来,再利用已知参数的范围或性质来求解 (2)当方程中参数的次数为二次时,可考虑以参数为主元构造一个二次方程,再运用前述的方法(如利用判别式,韦达定理)来处理 经典例题解读例1(1995年山东省初中数学竞赛试卷)k为什么整数时,方程(6k)(9k)x2(11715k)x540的解都是整数?分析此方程的系数均为整数,而且方程的左边可以直接分解成两个整系数的一次因式,故可考虑直接求根来解答此题。

      另外此题的条件中并未说明方程是一元二次方程,故还应考虑二次项系数为0,原方程是一次方程的情况 解若k=6,则x=-2 若k=9,则x=3;若k6且k9,原方程可化为(k-6)x-9(k-9)x-6=0,故方程的二根为x1,x2.为使x1和x2都是整数,则应有k-6=1,3,9,k=-3,3,5,7,9,15 还应有k-9=1,2,3,6,k=3,6,7,8,10,11,12,15.所以k=3,7,15时,x1和x2都是整数,综上所述,当k值为3,6,7,9,15时方程的解都是整数 例2(2000年全国初中数学联赛试卷)设关于x的二次方程(k26k8)x2(2k26k4)xk24的两根都是整数.求满足条件的所有实数k的值.分析此题也可通过直接求根法求出二根,但是它的条件与例1不同,例1中的参数k是整数,而本题中的参数k是实数 因此求得二根后不能像例1那样讨论,因为使x1(或x2)为整数的实数k有无穷多个,所以要先消去k,得到关于x1,x2的不定方程,先求出这个不定方程的整数解,然后再反过来求k的值 解将原方程变形得(k2)(k4)x2(2k26k4)x(k2)(k2)0.分解因式得(k2)xk2(k4)xk20.显然,k2,k4.解得x1=;x2=.于是有,(x1-1,x2-1)两式相减消去k整理得x1x23x120即x1(x23)2.于是有或或或解得或或或(舍去)因为,当x1=-2时,k=6。

      当x1=2时,k= 当x1=1时,k=3.经检验,k=6,3,都满足题意 .例3(2000年广东奥林匹克学校高中入学考试数学试卷)求当m为何整数时,关于x的一元二次方程mx2-6x+9=0与x2-4mx+4m2-4m-5=0的根都是整数 分析从此题的两个方程无法得到用有理式形式表示的二根,但方程有整数根的前提是有实数根,我们可以先求出两个方程有实根的条件,从而求出参数m的取值范围,再由m是整数的条件,确定其值 不过最后还得代入验证此时的方程是否根都是整数 解依题意有解得,且m0.又m为整数,故m=1 当m=1时,方程mx2-6x+9=0的二根均为1,方程x2-4mx+4m2-4m-5=0的二根为-1和5,符合要求 当m=-1时,方程mx2-6x+9=0的二根均不是整数,不符合要求.所以仅当m=1时,方程的两根都是整数 例4(1996年上海市初中数学竞赛试卷)若关于x的方程ax2+2(a-3)x+(a-2)=0至少有一个整数根,且a为整数,求a.分析此题和上题不同在于:若利用判别式求出参数a的取值范围,计算后会发现,满足此范围的整数a有无数多个,无法一一验证。

      注意到要使整系数的一元二次方程方程有整数根,必须判别式为完全平方数 本题的判别式是关于参数a的一次式,一般可以设其为t2(t为非负整数),再将方程的根用t表示出来从而求得其整数解 解当a=0时,方程为-6x-2=0,无整数解 当a0时,方程为一元二次方程,要使方程至少有一个整数根,必须判别式为完全平方数 =4(a-3)2-4a(a-2)=4(9-4a),9-4a为完全平方数 设9-4a=t2(t为正奇数,且t3),则a=.此时,方程的二根为x1,2==-1+=-1+=-1+x1=-1+,x=-1+要使x1为整数,而t为正奇数,只能t=1,此时a=2 要使x2为整数,t只能为1,5,7,此时a=2,-4,-10.综上所述,a的值为2,-4,-10.例5(2022年全国初中数学联赛试卷)已知方程x2-6x-4n2-32n=0的根都是整数,求整数n的值 分析1此题与上题的差别在于其判别式是关于参数的一次式,而是二次式,就不能用代入法了 此类问题一般采用因式分解的方法求解 解法1因二次方程的根都是整数,故=4n2+32n+9应为完全平方数。

      设4n2+32n+9=k2(k0,k为整数),即(2n+8)2-k2=55,所以(2n+8+k)(2n+8-k)=55因2n+8+k2n+8-k,故可得如下4个方程组分别解得n=10,n=0,n=-18,n=-8.分析2因4n2+32n+9=k2又可以看作是关于n的一元二次方程,本题也可以再用判别式来求解 解法2因二次方程的根都是整数,故1=4n2+32n+9应为完全平方数 设4n2+32n+9=k2(k0,k为整数),即4n2+32n+9-k2=0 将其看作关于n的一元二次方程,其判别式也应为完全平方数,即2=322-44(9-k2)=16(k2+55)为完全平方数设k2+55=t2,(t0,t为整数),即(t+k)(t-k)=55因t+kt-k故可得如下4个方程组分别解得k=27,3,-27或-3,于是4n2+32n+9=272,或4n2+32n+9=33,分别解得n=10,n=-18,n=-8,n=0.所以整数n的值为-18,-8,0,10.例6(1996年湖北省黄冈地区初中数学竞赛试卷)求使关于x的方程(a+1)x2-(a2+1)x+2a3-6=0有整数根的所有整数a解当a=-1时,方程为-2x-8=0,x=-4为整数根;当a-1时,=-7a4-8a3+2a2+24a+25若a2,由于-a4+2a210p8p-10q,此时无解;当x1+x2=5+pq时,5+pq=8p-10q,从而(p+10)(q-8)=-85因p,q都是质数,只可能有所以(p,q)=(7,3);当x1+x2=p+5q时,p+5q=8p-10q,7p=15q,不可能成立,此时无解;当x1+x2=q+5p时,q+5p=8p-10q,3p=11q,所以(p,q)=(11,3)综上所述,满足条件的质数对(p,q)=(7,3)或(11,3)。

      6设方程的两个质数根为pq.由根与系数的关系,有pq(k2ak),pq1999k2ak.,得pqpq1999则(p1)(q1)2453.由知,p、q显然均不为2,所以必为奇数.故和均为整数,且2253.若为奇数,则必5r(r1,2,3),从而p25r1为合数,矛盾.因此,必为偶数.同理,也为偶数.所以,和均为整数,且53.不妨设pq,则1或5.当1时,53,得p3,q499,均为质数.当5时,52,得p19,q99,q为合数,不合题意.综上可知,p3,q499.代入得k2ak5020.依题意,方程有惟一的实数解.故a245020.有a27将原方程整理成关于a的方程,得(x2-7)a2+xa+1=0 因x是整数,=x2-4(x2-7)=28-3x20,即x2.从而x2=0,1,4,9.x=0,1,2,3.当x=0时,代入方程解得a=;当x=1时,代入方程解得a=或a=;当x=-1时,代入方程解得a=或a=;当x=2时,代入方程解得a=1或a=;当x=-2时,代入方程解得a=或a=-1;当x=3时,代入方程解得a=或a=-1;当x=-3时,代入方程解得a=或a=1 于是a=,1.当a=时,原方程两根为-2,-1。

      当a=时,原方程两根为1,-3 当a=时,原方程两根为0,-当a=1时,原方程两根为2,-3.综上所述,a=,,1.8设两整数根为x1,x2,则x1+x2=a为整数 a(x-4)=x2,显然x4,0,a=x+4+,于是x-4=1,2,4,8,16,从而x=5,6,8,12,20 于是a=16,18或25 9.(1)f(a)=a3+(2+2a-a2)a-2a(a+1)=0.(2)f(x)=(x-a)(x2+ax+2a+2)因关于的方程f(x)=0有三个整数根,故x=a为整数,且x2+ax+2a+2=0二根为整数,其=a2-8a-8为完全平方数 设a2-8a-8=t2(t0,且为整数),即(a-4+t)(a-4-t)=24(*)因a-4+t与a-4-t的奇偶性相同,由(*)知a-4+t与a-4-t必同为偶数,注意到a-4+ta-4-t,故,或,或,或解得a=11,-3,9或-1,即a的所有值为-3,-1,9,11 10当m为整数时,原方程为二次方程,(2m+1)2-4(2m-1)=4m2-4m+5=(2m-1)2+4 若方程有有理数根,则应为完全平方数,设(2m-1)2+4=k2(k为整数),即k+(2m-1)k-(2m-1)=4。

      注意到k+(2m-1)与k-(2m-1)有相同的奇偶性,故有k+(2m-1)=2,k-(2m-1)=2或k+(2m-1)=-2,k-(2m-1)=-2 二式都得到m=,此时m不是整数 所以方程没有有理数根 7Word版本。

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