韋達定理推廣的證明

2021-05-18 07:32:25 字數 2043 閱讀 3127

若b^2-4ac=0 則方程有兩個相等的實數根

若b^2-4ac<0 則方程沒有實數解

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韋達定理的推廣

韋達定理在更高次方程中也是可以使用的。一般的,對乙個一元n次方程∑aix^i=0

它的根記作x1,x2…,xn

我們有∑xi=(-1)^1*a(n-1)/a(n)

∑xixj=(-1)^2*a(n-2)/a(n)

…πxi=(-1)^n*a(0)/a(n)

其中∑是求和,π是求積。

如果一元二次方程

在複數集中的根是,那麼

由代數基本定理可推得:任何一元 n 次方程

在複數集中必有根。因此,該方程的左端可以在複數範圍內分解成一次因式的乘積:

其中是該方程的個根。兩端比較係數即得韋達定理。

法國數學家韋達最早發現代數方程的根與係數之間有這種關係,因此,人們把這個關係稱為韋達定理。歷史是有趣的,韋達的16世紀就得出這個定理,證明這個定理要依靠代數基本定理,而代數基本定理卻是在2023年才由高斯作出第乙個實質性的論性。

(3)以x1,x2為根的一元二次方程(二次項係數為1)是

x2-(x1+x2)x+x1x2=0.

3.二次三項式的因式分解(公式法)

在分解二次三項式ax^2+bx+c的因式時,如果可用公式求出方程ax2+bx+c=0的兩個根是x1,x2,那麼ax2+bx+c=a(x-x1)(x-x2).

另外這與射影定理是初中必須

射影定理圖

掌握的.

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設x1,x2,……,xn是一元n次方程∑aix^i=0的n個解。

則有:an(x-x1)(x-x2)……(x-xn)=0

所以:an(x-x1)(x-x2)……(x-xn)=∑aix^i (在開啟(x-x1)(x-x2)……(x-xn)時最好用乘法原理)

通過係數對比可得:

a(n-1)=-an(∑xi)

a(n-2)=an(∑xixj)

…a0==(-1)^n*an*πxi

所以:∑xi=(-1)^1*a(n-1)/a(n)

∑xixj=(-1)^2*a(n-2)/a(n)

…πxi=(-1)^n*a(0)/a(n)

其中∑是求和,π是求積。

有關韋達定理的經典例題

例1 已知p+q=198,求方程x2+px+q=0的整數根.

(』94祖沖之杯數學邀請賽試題)

解:設方程的兩整數根為x1、x2,不妨設x1≤x2.由韋達定理,得

x1+x2=-p,x1x2=q.

於是x1x2-(x1+x2)=p+q=198,

即x1x2-x1-x2+1=199.

∴(x1-1)(x2-1)=199.

注意到x1-1、x2-1均為整數,

解得x1=2,x2=200;x1=-198,x2=0.

例2 已知關於x的方程x2-(12-m)x+m-1=0的兩個根都是正整數,求m的值.

解:設方程的兩個正整數根為x1、x2,且不妨設x1≤x2.由韋達定理得

x1+x2=12-m,x1x2=m-1.

於是x1x2+x1+x2=11,

即(x1+1)(x2+1)=12.

∵x1、x2為正整數,

解得x1=1,x2=5;x1=2,x2=3.

故有m=6或7.

例3 求實數k,使得方程kx2+(k+1)x+(k-1)=0的根都是整數.

解:若k=0,得x=1,即k=0符合要求.

若k≠0,設二次方程的兩個整數根為x1、x2,由韋達定理得

∴x1x2-x1-x2=2,

(x1-1)(x2-1)=3.

因為x1-1、x2-1均為整數,所以

例4 已知二次函式y=-x2+px+q的影象與x軸交於(α,0)、(β,0)兩點,且α>1>β,求證:p+q>1.

(』97四川省初中數學競賽試題)

證明:由題意,可知方程-x2+px+q=0的兩根為α、β.由韋達定理得

α+β=p,αβ=-q.

於是p+q=α+β-αβ,

1)+1

=-(α-1)(β-1)+1>1(因α>1>β).

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