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微课课堂 · 模块二 方程与不等式 · 第02节 | 微课编号:WK-方程-02 | 前置:微课01

韦达定理与判别式:不解方程的智慧

适合:学完微课01后进阶 | 预计用时:25分钟 | 中考权重:约6分(选择+大题一问) | 配套故事:韦达(律师抢了数学家的活)

开场为什么这一节能"白捡"6分

中考账本:判别式Δ判断根的个数,是选择题/填空钉子户(3分);韦达定理求对称式,是大题里"送分的一问"(3分)。两样都不难,但不会的人一个字都写不出,会的人30秒收分——这是全卷性价比最高的6分。

更深一层:二次函数压轴题"抛物线与x轴交点个数"、解析几何里"直线与抛物线有两个交点求k的范围",本质都是Δ。这一节是把压轴题门槛降低的课。

📖 故事钩子 · 30秒版
400年前法国律师韦达,业余玩数学。所有人都在老老实实解方程,他把一堆方程的根摆在一起盯着看,突然发现:方程还没解,两根的和与积早就写在系数里了。一个律师,靠"换角度看问题"抢了数学家的饭碗。今天我们就学他的两招:先看"天气预报"(Δ),再读"档案袋"(韦达)。

①判别式Δ:方程根的天气预报

💡 类比:出门前看天气
出门前先看天气预报,决定带不带伞;解方程前先算Δ = b² − 4ac,决定"有几个根"——别等解到一半才发现无解,白忙活。
Δ的值根的情况记忆画面
Δ > 0两个不相等实数根抛物线穿x轴两次 ☂☂
Δ = 0两个相等实数根抛物线刚好蹭到x轴 ☂
Δ < 0无实数根抛物线悬空,碰不到x轴 ✗
🤔 先想30秒
为什么叫"判别式"?——它"判别"的是根的存在与个数,而且不用真解方程。注意Δ=0时说"两个相等的实数根"而不说"一个根"(x₁=x₂,本质还是两个,只是重合了)——这是表述规范分。
例题1 · 老师板书:不解方程,判断 2x² − 3x + 4 = 0 的根的情况
a=2,b=−3,c=4
Δ = b² − 4ac = (−3)² − 4×2×4 = 9 − 32 = −23 < 0
∴ 方程无实数根。
← 每步为什么:①b=−3代入b²要平方,负号自动消失;②−4ac中4×2×4=32,前面带负号;③比较大小即得结论,全程没解方程——3分到手

反方向用法(更常考):"方程有两个不相等的实数根,求m的取值范围"——翻译成Δ>0,解一个不等式。注意:若二次项系数含m,还要额外保证 a≠0(两个条件取交集,漏a≠0是最常见的扣分)。

✏️ 跟做1:关于x的方程 x² − 2x + m = 0 有两个不相等的实数根,求m的取值范围。
提示 "有两个不相等实根" ⟺ Δ > 0。

Δ = (−2)² − 4×1×m = 4 − 4m > 0 → 4 > 4m → m < 1。(本题二次项系数是1不含参数,不用管a≠0;若系数是m−1,就要加m≠1再取交集)

✏️ 变式1(独立做):方程 mx² + 2x − 1 = 0 有两个不相等的实数根,求m范围。

坑来了:①m≠0(否则是一次方程,谈不上"两个根");②Δ=4+4m>0 → m>−1。答案:m>−1 且 m≠0。只答m>−1的,选择题里正好掉进备选错误答案。

②韦达定理:两根的档案袋

设 x₁、x₂ 是 ax² + bx + c = 0(a≠0,Δ≥0)的两根,则:

x₁ + x₂ = −b/a   x₁ · x₂ = c/a

💡 类比:档案袋
解方程=审问本人;韦达=看档案:两根的"合影"(和)与"共同财产"(积)早就登记在系数里。审问之前,档案先看——快而且稳。
🤔 先想30秒:和为什么是 −b/a 而不是 b/a?
用求根公式把两根相加:x₁+x₂ = [−b+√Δ]/2a + [−b−√Δ]/2a = −2b/2a = −b/a。√那一对正负抵消了,剩下两个−b——负号就是这么来的。理解了来历,就再也不会丢负号。
例题2 · 老师板书:x₁、x₂ 是 x² − 6x + 8 = 0 的两根,不求根,求 ① x₁+x₂ ② x₁x₂ ③ x₁²+x₂²
先验前提:Δ = 36 − 32 = 4 ≥ 0 ✓ ← 动笔先验Δ,这是保命步骤
① x₁+x₂ = −(−6)/1 = 6 ② x₁·x₂ = 8/1 = 8
③ x₁²+x₂² = (x₁+x₂)² − 2x₁x₂ = 36 − 16 = 20 ← 平方和不是"和的平方"!差的平方才是:配方 (x₁+x₂)² 里多出2x₁x₂,减掉它

对称式翻译表(必须练到条件反射)

要求的式子翻译成口诀
x₁² + x₂²(x₁+x₂)² − 2x₁x₂和方减二积
1/x₁ + 1/x₂(x₁+x₂)/(x₁x₂)通分即和比积
(x₁−x₂)²(x₁+x₂)² − 4x₁x₂和方减四积
x₁x₂² + x₁²x₂x₁x₂(x₁+x₂)提公因式
|x₁−x₂|√[(x₁+x₂)²−4x₁x₂]先平方再开方
✏️ 跟做2:接例题2,求 ① 1/x₁ + 1/x₂ ② (x₁−x₂)²

① (x₁+x₂)/(x₁x₂) = 6/8 = 3/4;② 36 − 4×8 = 4。(验算:真实两根是2和4,1/2+1/4=3/4 ✓,(2−4)²=4 ✓——平时练时可以解出来验一遍,考试就不用了)

反着用:已知两根,直接造方程

例题3 · 老师板书:以 2+√3 和 2−√3 为根的一元二次方程
和 = (2+√3)+(2−√3) = 4 ← √3一正一负抵消,无理数变有理数
积 = (2+√3)(2−√3) = 4 − 3 = 1 ← 平方差公式 (a+b)(a−b)=a²−b²
方程:x² − (和)x + 积 = 0 → x² − 4x + 1 = 0

③实战:中考怎么考(六题型速览)

题型长相破法
1 判根不解方程判根况算Δ,比大小
2 求参数范围"有实根/两不等根,求m"Δ≥0 或 Δ>0(+a≠0)
3 求对称式"x₁²+x₂²=?"翻译表
4 造方程"以两根为根写方程"和积代入 x²−(和)x+积
5 根的结构"一根是另一根的2倍/互为倒数"设关系式+韦达联立
6 二次函数里"抛物线与x轴两交点"翻译成Δ>0
例题4 · 题型5示范:x² − 4x + m = 0 的两根满足 x₁ − x₂ = 2,求m
两边平方:x₁² − 2x₁x₂ + x₂² = 4,即 (x₁+x₂)² − 4x₁x₂ = 4 ← 为什么平方?因为(x₁−x₂)²能翻译,(x₁−x₂)不能直接翻译
x₁+x₂ = 4,x₁x₂ = m → 16 − 4m = 4 → m = 3 ← 验根:m=3时方程x²−4x+3=0根为1和3,3−1=2 ✓ 且Δ=4>0 ✓
✏️ 变式2(独立做·2024湖北风格):关于x的方程 x² + (2k−1)x + k² = 0 两根互为倒数,求k。
提示 互为倒数 ⟺ x₁·x₂ = 1。

①x₁x₂ = k²/1 = 1 → k = ±1;②必须验Δ:k=1时方程x²+x+1=0,Δ=1−4=−3<0 无实根,舍去;k=−1时方程x²−3x+1=0,Δ=9−4=5>0 ✓。答案:k = −1。——不验Δ的话会多答一个k=1,这题就白算了。"韦达必验Δ"第二次出现,可见其分量。

④总结:带走这四样

📌 本节口诀
解前先算Δ,根数它安排:正两零一负没有;
韦达读档案:和负b比a,积c比a;
对称式先翻译,平方和"和方减二积";
用韦达,验Δ——不验白算分没有。
易错清单(考前扫一遍)
① 用韦达不验Δ(本节两次踩坑示范,中考判卷直接扣)
② x₁+x₂ = b/a(丢负号——想"两根相加√抵消剩−2b"的来历)
③ x₁²+x₂² 写成 (x₁+x₂)²(漏减2x₁x₂)
④ Δ=0 说成"一个根"(规范:两个相等的实数根)
⑤ 求参数范围题:二次项系数含参时忘 a≠0
👨‍👩‍👧 家长陪学卡(今天10分钟)
1. 问:"Δ三种情况分别什么根?"(答"正两个、零两个相等的、负没有"=过关)
2. 问:"x₁+x₂等于什么?为什么有负号?"(能说出"负b比a,因为开方那对正负抵消"=真懂)
3. 让孩子讲例题4给你听——重点听他讲"为什么要平方"(因为对称式才能翻译)。讲清楚=这一节毕业。