Question

a、b為實(shí)數(shù)，關(guān)于x的方程x²+ax+b=2和x²+ax+b=-2共有三個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根：
（1）求證：a²-4b-8=0
（2）若該方程的三個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根恰為一直角三角形的三邊長(zhǎng)，求此三角形的三邊的長(zhǎng)度．

Answer 1

分析：（1）由于關(guān)于x的方程x²+ax+b=2和x²+ax+b=-2共有三個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根，所以有三種情況：
①兩個(gè)方程都有不相等的兩個(gè)實(shí)數(shù)根，但兩個(gè)方程有一個(gè)相同的根；
②第一個(gè)方程有兩個(gè)不同的實(shí)數(shù)根，第二個(gè)方程有兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根；
③第一個(gè)方程有兩個(gè)相同的實(shí)數(shù)根，第二個(gè)方程有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根；然后結(jié)合方程的形式討論其中只有②成立，由此即可證明題目的結(jié)論；
（2）利用（1）知道第一個(gè)方程有兩個(gè)不同的實(shí)數(shù)根，第二個(gè)方程有兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根，然后利用根與系數(shù)的關(guān)系及已知條件即可求出結(jié)果．

解答：解：（1）∵關(guān)于x的方程x²+ax+b=2和x²+ax+b=-2共有三個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根，
∴有三種情況：
①兩個(gè)方程都有不相等的兩個(gè)實(shí)數(shù)根，但兩個(gè)方程有一個(gè)相同的根；
設(shè)相同的根是t，將t代入這組方程得到，
t²+at+b=2
t²+at+b=-2
這種情況不可能，所以排除；
②第一個(gè)方程有兩個(gè)不同的實(shí)數(shù)根，第二個(gè)方程有兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根；
此時(shí)x²+ax+b=-2可以變?yōu)閤²+ax+b+2=0，
∴△=a²-4b-8=0；
③第一個(gè)方程有兩個(gè)相同的實(shí)數(shù)根，第二個(gè)方程有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根，
此時(shí)x²+ax+b=2可以變?yōu)閤²+ax+b-2=0，
∴△=a²-4b+8=0，
設(shè)x₁=x₂=t，
∴x₁+x₂=-a，x₁x₂=b-2，
第二個(gè)方程中設(shè)x₃和x₄是方程的根，
∴x₃+x₄=-a，x₃x₄=b+2，
∵x₁x₂=b-2，
∴t=

b-2

，
∴x₃+x₄=-a=2

b-2

，x₃x₄=b+2，
由這組關(guān)系式用韋達(dá)定理可以將x₃，x₄看做方程
x²-2

b-2

x+b+2=0的解，
然而x²-2

b-2

x+b+2=（x-2

b-2

）²+4，這個(gè)關(guān)系式大于0，
所以該方程無(wú)解，也就是第三種情況不存在；

（2）∵第二種情況存在，
設(shè)x₁、x₂是第一個(gè)方程的根，x₃、x₄是第二個(gè)方程的根
∴由韋達(dá)定理知x₁+x₂=-a，x₁x₂=b-2，x₃+x₄=-a，x₃x₄=b+2．
設(shè)x₃=x₄=t（t＞0）
那么t²=b+2，得t=

b+2

，
∵a²-4b-8=0，
∴a²=4b+8，
∴a=-2

b+2

，
∴x₁+x₂=2

b+2

，x₁x₂=b-2，
解得x₁=

b+2

+2，x₂=

b+2

-2
∵x₁，x₂，t構(gòu)成直角三角形三條邊，
∴（

b+2

+2）²=（

b+2

-2）²+（

b+2

）²
解得b=62，
∴x₁=

b+2

+2=8+2=10，
x₂=

b+2

-2=8-2=6，
t=

b+2

=8；
故直角三角形三條邊長(zhǎng)分別是6，8，10（從小到大）．

點(diǎn)評(píng)：此題比較難，綜合考查了一元二次方程的根的定義，判別式，根與系數(shù)的關(guān)系等知識(shí)，同時(shí)也考查了分類討論的數(shù)學(xué)思想，對(duì)于學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力要求比較高，所以平時(shí)要加強(qiáng)訓(xùn)練．