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第五講 一元二次方程的整數(shù)整數(shù)解
在數(shù)學課外活動中,在各類數(shù)學競賽中,一元二次方程的整數(shù)解問題一直是個熱點,它將古老的整數(shù)理論與傳統(tǒng)的一元二次方程知識相結合,涉及面廣,解法靈活,綜合性強,備受關注,解含參數(shù)的一元二次方程的整數(shù)解問題的基本策略有:
從求根入手,求出根的有理表達式,利用整除求解;
從判別式手,運用判別式求出參數(shù)或解的取值范圍,或引入?yún)?shù)(設△=),通過窮舉,逼近求解;
從韋達定理入手,從根與系數(shù)的關系式中消去參數(shù),得到關于兩根的不定方程,借助因數(shù)分解、因式分解求解;
從變更主元入人,當方程中參數(shù)次數(shù)較低時,可考慮以參數(shù)為主元求解.
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注:一元二次方程的整數(shù)根問題,既涉及方程的解法、判別式、韋達定理等與方程相關的知識,又與整除、奇數(shù)、偶數(shù)、質數(shù)、合數(shù)等整數(shù)知識密切相關.
【例題求解】
【例1】若關于的方程的解都是整數(shù),則符合條件的整數(shù)是的值有 個.
思路點撥 用因式分解法可得到根的簡單表達式,因方程的類型未指明,故須按一次方程、二次方程兩種情形討論,這樣確定是的值才能全面而準確.
注:系數(shù)含參數(shù)的方程問題,在沒有指明是二次方程時,要注意有可能是一次方程,根據(jù)問題的題設條件,看是否要分類討論.
【例2】 已知、為質數(shù)且是方程的根,那么的值是( )
A.
3、B. C. D.
思路點撥 由韋達定理、的關系式,結合整數(shù)性質求出、、的值.
【例3】 試確定一切有理數(shù),使得關于的方程有根且只有整數(shù)根.
思路點撥 由于方程的類型未確定,所以應分類討論.當時,由根與系數(shù)關系得到關于r的兩個等式,消去r,利用因式(數(shù))分解先求出方程兩整數(shù)根.
【例4】 當為整數(shù)時,關于的方程是否有有理根?如果有,求出的值;如果沒有,請說明理由.
思路點撥 整系數(shù)方程有有理根的
4、條件是為完全平方數(shù).
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設△=(為整數(shù))解不定方程,討論的存在性.
注:一元二次方程 (a≠0)而言,方程的根為整數(shù)必為有理數(shù),而△=為完全平方數(shù)是方程的根為有理數(shù)的充要條件.
【例5】 若關于的方程至少有一個整數(shù)根,求非負整數(shù)的值.
思路點撥 因根的表示式復雜,從韋達定理得出的的兩個關系式中消去也較困難,又因的次數(shù)低于的次數(shù),故可將原方程變形為關于的一次方程.
學歷訓練
1.已知關于的方程的根都是整數(shù),那么符合條件的整數(shù)有 .
2.已知方程有兩個質數(shù)解,則m= .
3.給出四個
5、命題:①整系數(shù)方程(a≠0)中,若△為一個完全平方數(shù),則方程必有有理根;②整系數(shù)方程(a≠0)中,若方程有有理數(shù)根,則△為完全平方數(shù);③無理數(shù)系數(shù)方程(a≠0)的根只能是無理數(shù);④若、、均為奇數(shù),則方程沒有有理數(shù)根,其中真命題是 .
4.已知關于的一元二次方程 (為整數(shù))的兩個實數(shù)根是 、,則= .
5.設rn為整數(shù),且4
6、為正整數(shù)時,關于的方程的兩根均為質數(shù),試解此方程.
9.設關于的二次方程的兩根都是整數(shù),試求滿足條件的所有實數(shù)的值.
10.試求所有這樣的正整數(shù),使得方程至少有一個整數(shù)解.
11.已知為質數(shù),使二次方程的兩根都是整數(shù),求出的所有可能值.
12.已知方程及分別各有兩個整數(shù)根、及、,且 >0, >0.
(1)求證:<0,<0,<0,< 0;
(2)求證:;
(3)求、所有可能的值.
13.如果直角三角形的兩條直角邊都是整數(shù),且是方程的根(為整數(shù)),這樣的直角三角形是否存在?若存在,求出滿足條件的所有三角形的三邊長;若不存在,請說明理由.
參考答案
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