Ứng dụng định lí Viet trong thực hành giải Toán cấp THCS
PHẦN I: MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài:
Môn Toán ở THCS có một vai trò rất quan trọng, một mặt nó phát triển hệ
thống hóa kiến thức, kỹ năng và thái độ mà học sinh đã lĩnh hội và hình thành
ở bậc tiểu học, mặt khác nó góp phần chuẩn bị những kiến thức, kỹ năng và
thái độ cần thiết để tiếp tục lên THPT, TH chuyên nghiệp, học nghề hoặc đi
vào các lĩnh vực lao động sản xuất đòi hỏi những hiểu biết nhất định về Toán
học.
Chương trình Toán THCS khẳng định quá trình dạy học là quá trình giáo viên
tổ chức cho học sinh hoạt động để chiếm lĩnh kiến thức và kỹ năng. Mặt
khác muốn nâng cao chất lượng cho học sinh, giáo viên cần phải hình thành
cho học sinh những kiến thức cơ bản, tìm tòi đủ cách giải bài toán để phát
huy tính tích cực của học sinh, mở rộng tầm suy nghĩ.
Trong vài năm trở lại đây, các trường Đại học, các trường PTTH chuyên thành
phố... đang ra sức thi tuyển, chọn lọc học sinh và trong các đề thi vào lớp 10
THPT, trong các đề thi tuyển học sinh giỏi lớp 9 các cấp xuất hiện các bài
toán bậc hai có ứng dụng hệ thức Viét khá phổ biến. Trong khi đó nội dung
và thời lượng về phần này trong sách giáo khoa lại rất ít, lượng bài tập chưa
đa dang.
Thế nhưng đa số học sinh khi gặp bài toán bậc hai, các em lại lúng túng
không giải được do trong chương trình học chỉ có 2 tiết, về nhà các em không
biết cách đọc thêm sách tham khảo nên không ứng dụng hệ thức Vi_ét để
giải.
Vì thế tôi đã suy nghĩ làm thế nào để nâng cao chất lượng học tập cho các em
học sinh, giúp các em biết vận dụng hệ thức Viét để giải các bài toán bậc
hai. Góp phần giúp các em tự tin hơn trong các kỳ thi tuyển. Bản thân tôi đã
mạnh dạn làm đề tài “ ứng dụng hệ thức Viet trong thực hành giải toán cấp
THCS” từ năm học 20142015 và đã được hội đồng khoa học ngành Giáo dục
& đào tạo của thành phố công nhận đạt giải C. Trong năm học 20162017 tôi
tiếp tục vận dụng đề tài của mình trong quá trình công tác giảng dạy tại đơn
vị. Tuy nhiên đối với mỗi năm học và với mỗi đói tượng học sinh thì tôi cũng
điều chỉnh cho phù hợp với đối tượng học sinh để đạt được hiệu quả cao
nhất. Đó là lý do tôi tiếp tục chọn đề tài này: “Ứng dụng định lí Viét trong
thực hành giải Toán cấp THCS”.
Mục đích nghiên cứu:
Để nhằm mục đích bổ sung nâng cao kiến thức giải các bài toán bậc hai có
ứng dụng hệ thức Viét cho các em học sinh THCS. Từ đó các em có thể làm
tốt các bài toán bậc hai trong các kỳ thi tuyển.
Kích thích, giúp các em biết cách tìm kiến thức nhiều hơn nữa, không chỉ bài
toán bậc hai mà cả các dạng toán khác.
1/26
Ứng dụng định lí Viet trong thực hành giải Toán cấp THCS
Nhiệm vụ nghiên cứu:
Bài tập toán học rất đa dạng và phong phú. Việc giải bài toán là một yêu cầu
rất quan trọng đối với học sinh. Nhiệm vụ của giáo viên phải làm cho học
sinh nhận dạng, hiểu được bài toán, từ đó nghiên cứu tìm ra cách giải.
Để nghiên cứu đề tài này, tôi đã đề ra các nhiệm vụ sau:
Nghiên cứu các bài toán bậc hai có liên quan đến hệ thức Viét , tìm phương
pháp truyền đạt, hướng dẫn học sinh tiếp thu kiến thức để các em biết cách
tìm kiếm nâng cao kiến thức cho mình.
Đề xuất thêm thời gian hợp lý để tổ chức hướng dẫn học sinh biết ứng dụng
hệ thức Viét vào các bài toán bậc hai sao cho hợp lý.
Điều tra học sinh xem có bao nhiêu học sinh thích được học nâng cao, mở
rộng kiến thức về các bài toán bậc hai và có bao nhiêu học sinh có thể tiếp
thu, nâng cao kiến thức.
Phạm vi và đối tượng nghiên cứu:
Nghiên cứu học sinh đang học lớp 9 ở trường của trường tôi đang công tác.
Nghiên cứu các ứng dụng của hệ thức Viét, trong môn đại số lớp 9, tìm hiểu
các bài toán bậc hai có ứng dụng hệ thức Viét.
Phương pháp nghiên cứu:
Căn cứ vào mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu, tôi sử dụng các phương pháp
nghiên cứu sau:
Phương pháp nghiên cứu tài liệu:
Tôi đọc và chọn ra các bài toán bậc 2 có ứng dụng hê thức Viét, sắp xếp
thành 9 nhóm ứng dụng sau:
Ứng dụng 1: Nhẩm nghiệm của phương trình bậc hai một ẩn. Phân tích tam
thức ra thừa số: ax2 + bx + c = a( xx1) ( xx2)
.
Ứng dụng 2: Lập phương trình bậc hai một ẩn, tìm hệ số của phương trình
bậc hai một ẩn số Tìm hai số biết tổng và tích của chúng.
Ứng dụng 3: Tính tổng và tích hai nghiệm của phương trình. Tính giá trị của
các biểu thức đối xứng giữa các nghiệm. Xác định dấu các nghiệm của
phương trình bậc hai.
Ứng dụng 4: Tìm hệ thức liên hệ giữa hai nghiệm x 1, x2 không phụ thuộc vào
tham số hay tìm hệ thức liên hệ giữa hai nghiêm x1, x2 độc lập với tham số.
Ứng dụng 5: Tìm điều kiện của tham số để thoả mãn một hệ thức giữa hai
nghiệm
Ứng dụng 6: Ứng dụng của định lý Viét trong giải toán chứng minh.
2/26
Ứng dụng định lí Viet trong thực hành giải Toán cấp THCS
Ứng dụng 7: Áp dụng định lý Viét giải phương trình và hệ phương trình.
Ứng dụng 8: Định lý Viét với bài toán cực trị.
Ứng dụng 9: Định lí vi –ét vận dụng vào đồ thị
Phương pháp phỏng vấn, điều tra:
Tôi hỏi điều tra học sinh trong lớp sau 2 tiết dạy thực nghiệm với các câu
hỏi sau:
Câu 1: Em có muốn củng cố và nâng cao kiến thức không ?
Câu 2: Em thích các bài toán bậc hai có ứng dụng hệ thức Viét không?
Câu 3: Em có thích đọc nhiều sách tham khảo nội dung toán không ?
Câu 4: Em hãy đọc lại định lý Viét. Hãy nhẩm nghiệm của các phương trình
sau:
a/ 4321x2 + 21x – 4300 = 0
b/ x2 + 7x + 12 = 0
Câu 5: Cho phương trình: x2 – 3x + m = 0, với m là tham số, có hai nghiệm x1 ,
x2 (x1 > x2). Tính giá trị biểu thức P = x13 x2 − x1 x23 theo m.
Phương pháp thực nghiệm sư phạm:
Sau khi sắp xếp thành 9 nhóm ứng dụng hệ thức Viét, tôi đã thực hiện
lên lớp hướng dẫn học sinh các ứng dụng trên.
3/26
Ứng dụng định lí Viet trong thực hành giải Toán cấp THCS
PHẦN II: NỘI DUNG
Chương I: Cơ sở lý luận và thực tiễn có liên quan đến đề tài
Cơ sở lý luận và thực tiễn:
Mục tiêu của giáo dục THCS theo điều 23 Luật giáo dục_là “Nhằm
giúp học sinh củng cố và phát triển những kết quả của giáo dục tiểu học, có
trình độ học vấn THCS và những hiểu biết ban đầu về kỹ thuật và hướng
nghiệp, học nghề hoặc đi vào cuộc sống lao động”.
Để khắc phục mục tiêu trên, nội dung chương trình THCS mới được thiết kế
theo hướng giảm chương tính lý thuyết hàm luân, tăng tính thực tiễn, thực
hành bảo đảm vừa sức, khả thi, giảm số tiết học trên lớp, tăng thời gian tự
học và hoạt động ngoại khóa.
Trong chương trình lớp 9, học sinh được học 2 tiết:
1 tiết lý thuyết : học sinh được học định lý Viét và ứng dụng hệ thức Viét
để nhẩm nghiệm của phương trình bậc hai một ẩn, lập phương trình bậc hai
và tìm hai số biết tổng và tích của chúng.
1 tiết luyện tập: học sinh được làm các bài tập củng cố tiết lý thuyết vừa
học.
Theo chương trình trên, học sinh được học Định lý Viét nhưng không có
nhiều tiết học đi sâu khai thác các ứng dụng của hệ thức Viét nên các em
nắm và vận dụng hệ thức Viét chưa linh hoạt. Là giáo viên ta cần phải bồi
dưỡng và hướng dẫn học sinh tự học thêm kiến thức phần này.
Thực trạng :
Thuận lợi:
Tôi đã được trực tiếp đứng lớp giảng dạy môn Toán khối 9 nhiều năm, bồi
dưỡng học sinh giỏi lớp 9 và ôn tập, nâng cao kiến thức cho học sinh thi
tuyển vào lớp 10 nên tôi thấy được sự cần thiết phải thực hiện đề tài: “Ứng
dụng hệ thức Viét trong thực hành giải Toán cấp THCS”.
Tôi được các đồng nghiệp góp ý kiến trong giảng dạy.
Đa số học sinh đều mong muốn được củng cố và nâng cao kiến thức.
Khó khăn:
Thời lượng phân bố tiết cho phần này còn hạn chế, cụ thể ở chương trình
lớp 9 chỉ có 2 tiết ( 1 tiết lý thuyết, 1 tiết luyện tập). Do vậy chưa khai thác
hết các ứng dụng của hệ thức Viét.
Hầu hết số học sinh của trường đều có đầu vào cấp THCS thấp so với mặt
bằng chung của cả quận, bố mẹ là dân lao động thuần túy phổ thông. Do đó
các em ít được chú trọng nâng cao kiến thức.
Từ những thuận lợi và khó khăn trên, với đề tài này tôi mong giáo viên sẽ giúp
các em có thêm kiến thức để tự tin hơn trong các kỳ thi tuyển.
Thực trạng của giáo viên và học sinh của trường:
4/26
Ứng dụng định lí Viet trong thực hành giải Toán cấp THCS
Hiện nay, việc dạy và học của giáo viên và học sinh trong thực tiễn ở trường
còn có một số mặt đã đạt được và chưa đạt sau:
Những mặt đã đạt được:
Giáo viên truyền đạt nhiệt tình đủ kiến thức trong chương trình. Học sinh
nắm được kiến thức cơ bản và đã hoàn thành THCS ( đạt 98%).
Giáo viên dạy bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 9 hằng năm nhưng ít có học sinh
tham gia thi học sinh giỏi cấp quận môn Toán.Nhà trường có tổ chức dạy phụ
đạo cho học sinh yếu, kém. Nhờ vậy học sinh đã có nhiều tiến bộ.
Những mặt chưa đạt:
Trường chưa tổ chức bồi dưỡng, nâng cao kiến thức cho học sinh các khối 6 ;
7 ; mà mới chỉ dừng ở bồi dưỡng nâng cao kiến thức cho học sinh khối 8; 9
Số học sinh tự học tập thêm kiến thức, tham khảo tài liệu,… để nâng cao
kiến thức chưa nhiều nên số lượng học sinh giỏi Toán còn rất hạn chế.
Chương II: Giải pháp sư phạm cần thực hiện để giúp học
sinh ứng dụng hệ thức Viét để giải phương trình bậc hai:
Trước hết, Giáo viên dạy tiết lý thuyết ở trong chương trình cho học sinh
nắm được định lý Viét:
Cho phương trình bậc hai: ax2 + bx + c = 0 (a ≠ 0)
có 2 nghiệm : x1 =
Suy ra :
x1 + x2 =
x1 x2
−b + ∆
−b − ∆
; x2 =
2a
2a
−b + ∆ −b − ∆ −2b −b
+
=
=
2a
2a
2a
a
( −b + ∆ ) ( −b − ∆ ) = b
=
4a
2
(
)
2
2
− ∆ b − b − 4ac
4ac c
=
= 2 =
2
2
4a
4a
4a
a
2
Đặt S và P lần lượt là tổng và tích hai nghiệm của phương trình.
Vậy: S = x1 + x2 =
P = x1.x2 =
c
a
−b
a
Giáo viên soạn ra các dạng bài toán bậc hai cần ứng dụng hệ thức Viét để
giải. Trong đề tài này tôi trình bày 9 nhóm ứng dụng sau:
Cụ thể như sau:
Ứng dụng 1: Nhẩm nghiệm của phương trình bậc hai một ẩn. Phân tích tam
thức ra thừa số: ax2 + bx + c = a( xx1) ( xx2)
.
Ứng dụng 2: Lập phương trình bậc hai một ẩn, tìm hệ số của phương trình
bậc hai một ẩn số Tìm hai số biết tổng và tích của chúng.
Ứng dụng 3: Tính tổng và tích hai nghiệm của phương trình. Tính giá trị của
các biểu thức đối xứng giữa các nghiệm. Xác định dấu các nghiệm của
phương trình bậc hai.
5/26
Ứng dụng định lí Viet trong thực hành giải Toán cấp THCS
Ứng dụng 4: Tìm hệ thức liên hệ giữa hai nghiệm x 1, x2 không phụ thuộc vào
tham số hay tìm hệ thức liên hệ giữa hai nghiêm x1, x2 độc lập với tham số.
Ứng dụng 5: Tìm điều kiện của tham số để thoả mãn một hệ thức giữa hai
nghiệm
Ứng dụng 6: Ứng dụng của định lý Viét trong giải toán chứng minh.
Ứng dụng 7: Áp dụng định lý Viét giải phương trình và hệ phương trình.
Ứng dụng 8: Định lý Viét với bài toán cực trị.
Ứng dụng 9: Định lí vi –ét vận dụng vào đồ thị
Ứng dụng 1: Nhẩm nghiệm của phương trình bậc hai một ẩn. Phân tích
tam thức ra thừa số: ax2 + bx + c = a( xx1) ( xx2)
Dạng đặc biệt:
Xét phương trình: ax2 + bx + c = 0 (a ≠ 0) (*)
a/ Nếu cho x = 1 thay vào (*) , ta có : a.12 + b.1 + c = 0 hay a + b + c = 0
Như vậy: phương trình có một nghiệm x1 = 1 và nghiệm kia là x2 =
c
a
b/ Nếu cho x = 1 thay vào (*) , ta có : a.(1)2 +b.(1)+c = 0 hay a b + c = 0
Như vậy: phương trình có một nghiệm x1 = 1 và nghiệm kia là x2 =
Ví dụ:
Dùng hệ thức Vi_ét để nhẩm nghiệm của các phương trình sau:
a/ 2x2 + 5x + 3 = 0 (1)
b/ 3x2 + 8x 11 = 0 (2)
−c
a
Giải:
Ta thấy:
Phương trình (1) có dạng a b + c = 0, nên có một nghiệm x1 = 1 và nghiệm
kia là x2 =
−3
2
Phương trình (2) có dạng a + b + c = 0, nên có một nghiệm x 1 = 1 và nghiệm
kia là x2 =
−11
3
Bài tập áp dụng: Hãy tìm nhanh nghiệm của các phương trình sau:
a/ 35x2 37x + 2 = 0
b/ 7x2 + 500x 507 = 0
c/ x2 49x 50 = 0
d/ 4321x2 + 21x 4300 = 0
Cho phương trình, có một hệ số chưa biết, cho trước một nghiệm còn lại
và chỉ ra hệ số của phương trình:
Ví dụ:
a/ Phương trình x2 – 2px + 5 = 0 có một nghiệm x1 = 2, tìm p và nghiệm kia.
6/26
Ứng dụng định lí Viet trong thực hành giải Toán cấp THCS
b/ Phương trình x2 + 5x + q = 0 có một nghiệm x1 = 5, tìm q và nghiệm kia.
c/ Phương trình x2 – 7x + q = 0 có hiệu hai nghiệm bằng 11. Tìm q và hai
nghiệm của phương trình.
d/ Tìm q và hai nghiệm của phương trình : x2 –qx +50 = 0, biết phương trình
có hai nghiệm và một nghiệm bằng 2 lần nghiệm kia.
Giải:
a/ Ta thay x1 = 2 vào phương trình x2 – 2px + 5 = 0 , ta được:
4 – 4p + 5 = 0
p=
1
4
5
5
Theo hệ thức Viét : x1. x2 = 5 suy ra: x2 = x = 2
1
2
b/ Ta thay x1 = 5 vào phương trình x + 5x + q = 0 , ta được:
25+ 25 + q = 0 q = −50
−50
−50
Theo hệ thức Viét: x1. x2 = 50 suy ra: x2 = x = 5 = −10
1
c/ Vì vai trò của x1 , x2 bình đẳng nên theo đề bài giả sử: x1 x2 =11 và theo hệ
thức Viét: x1+ x2 = 7 ta có hệ phương trình sau:
x1 − x2 = 11
x1 = 9
x1 + x2 = 7
x2 = −2
Suy ra: q = x1. x2 = 9.(2)= 18
d/ Vì vai trò của x1 , x2 bình đẳng nên theo đề bài giả sử: x1 = 2x2 và theo hệ
thức Viét: x1. x2 = 50 ta có hệ phương trình sau:
x1 = 2 x2
x1.x2 = 50
2 x2 2 = 50
x2 2 = 52
x2 = 5
x2 = −5
Với x2 = 5 thì x1 = 10 Suy ra: S = q = x1 + x2 = 5 + 10 = 15
Với x2 = −5 thì x1 = −10 Suy ra: S = q = x1 + x2 = ( 5) + (10) = 15
Ứng dụng 2: Lập phương trình bậc hai một ẩn, tìm hệ số của phương
trình bậc hai một ẩn số Tìm hai số biết tổng và tích của chúng.
1. Lập phương trình bậc hai khi biết hai nghiệm x1, x2
Ví dụ:
Cho x1= 3; x2= 2 . Hãy lập phương trình bậc hai chứa hai nghiệm trên
Giải:
Theo hệ thức Viét, ta có:
S = x1 + x2 = 5
P = x1.x2 = 6
Vậy x1; x2 là nghiệm của phương trình có dạng:
x2 – Sx + P = 0 x2 – 5x + 6 = 0
Bài tập áp dụng: Hãy lập phương trình bậc hai chứa hai nghiệm:
a/ x1= 8 và x2= 3
b/ x1= 3a và x2= a
c/ x1= 36 và x2= 104
d/ x1= 1+ 2 và x2= 1 2
7/26
Ứng dụng định lí Viet trong thực hành giải Toán cấp THCS
2/ Lập phương trình bậc hai có hai nghiệm thỏa mãn biểu thức chứa hai
nghiệm của một phương trìnhcho trước
Ví dụ:
Cho phương trình x2 – 3x + 2 = 0 có hai nghiệm phân biệt x 1; x2 . Không
giải phương trình trên, hãy lập phương trình bậc hai có ẩn là y thỏa mãn:
y1 = x2 +
Giải:
Theo
1
1
y2 = x1 +
và
x1
x2
hệ
thức
Viét,
ta
S = y1 + y2 = x2 +
1
1
1 1
x +x
2 9
+ x1 + = ( x1 + x2 ) +
+
= ( x1 + x2 ) + 1 2 = 3 + =
x1
x2
x1 x2
x1 x2
3 2
P = y1. y2 = x2 +
1
1
1
1 9
. x1 +
= x1.x2 + 1 + 1 +
= 2 +1+1+ =
x1
x2
x1 x2
2 2
có:
Vậy phương trình cần lập có dạng:
9
2
9
2
y 2 − Sy + P = 0 hay y 2 − y + = 0
2 y2 − 9 y + 9 = 0
Bài tập áp dụng:
1/ Cho phương trình 3x2 + 5x 6 = 0 có hai nghiệm phân biệt x1; x2 . Không
giải phương trình trên, hãy lập phương trình bậc hai có ẩn là y thỏa mãn:
1
1
y2 = x2 +
và
x2
x1
5
1
(Đáp số: y 2 + y − = 0
6
2
y1 = x1 +
6 y2 + 5 y − 3 = 0 )
2/ Cho phương trình: x2 5x 1 = 0 có hai nghiệm phân biệt x1; x2 . Không giải
phương trình trên, hãy lập phương trình bậc hai có ẩn là y thỏa mãn:
y1 = x14 và y2 = x2 4
(Đáp số: y 2 − 727 y + 1 = 0 )
3/ Cho biết phương trình x2 px + q = 0 có hai nghiệm dương x 1; x2 mà x1 < x2 .
Hãy lập phương trình bậc hai mà các nghiệm là : x1 ( x2 − 1) và x2 ( 1 − x1 )
(Đề thi tuyển sinh vào 10 chuyên Lương Thế Vinh_Đồng Nai, năm học: 200
2009)
4/ Cho phương trình: x2 2x – m2 = 0 có hai nghiệm phân biệt x1; x2 . Hãy lập
phương trình bậc hai có hai nghiệm y1; y2 sao cho:
a/ y1 = x1 − 3 và y2 = x2 − 3
b/ y1 = 2 x1 − 1 và y2 = 2 x2 − 1
(Đáp số: a/ y 2 − 4 y + 3 − m 2 = 0 ; b/ y 2 − 2 y − (4m 2 − 3) = 0 )
3/Tìm hai số biết tổng và tích của chúng:
Nếu hai số có tổng bằng S và tích bằng P thì hai số đó là hai nghiệm của
phương trình : x2 – Sx + P = 0 (đk: S2 4P ≥ 0)
Ví dụ:
8/26
Ứng dụng định lí Viet trong thực hành giải Toán cấp THCS
Tìm hai số a, b biết tổng S = a + b = 3 và tích P = a.b = 4.
Giải:
Vì: S = a + b = 3 và tích P = a.b = 4
Nên a, b là hai nghiệm của phương trình: x2 + 3x – 4 = 0
giải phương trình trên ta được x1= 1 và x2= 4
Vậy nếu a = 1 thì b = 4
nếu a = 4 thì b = 1
Bài tập áp dụng:
Tìm hai số a, b biết tổng S và tích P:
a/ S = 3 và P = 2
b/ S = 3 và P = 6
c/ S = 9 và P = 20
d/ S = 2x và P = x2 – y2
Bài tập nâng cao:
Tìm hai số a, b biết:
a/ a + b = 9 và a2 + b2 = 41
b/ a b = 5 và a.b = 36
c/ a2 + b2 =61 và a.b = 30
Hướng dẫn:
a/ Theo đề bài ta dã biết tổng của hai số a và b, vậy để áp dụng hệ
thức Viét thì cần tìm tích của hai số a và b.
Từ a + b = 9
( a + b)
2
= 81
a + 2ab + b = 81
2
2
ab =
(
81 − a 2 + b 2
2
) = 20
Suy ra: a, b là nghiệm của phương trình có dạng: x 2 − 9 x + 20 = 0
x1 = 4
x2 = 5
Vậy: Nếu a = 4 thì b = 5
Nếu a = 5 thì b = 4
b/ Đã biết tích: ab = 36 do đó cần tìm tổng: a + b
Cách 1: Đặt c = b ta có: a + c = 5 và a.c = 36
Suy ra: a, c là nghiệm của phương trình có dạng: x 2 − 5 x − 36 = 0
x1 = −4
x2 = 9
Do đó: Nếu a = 4 thì c = 9 nên b = 9
Nếu a = 9 thì c = 4 nên b = 4
2
2
2
2
Cách 2: Từ ( a − b ) = ( a + b ) − 4ab ( a + b ) = ( a − b ) + 4ab = 169
( a + b)
2
= 132
a + b = −13
a + b = 13
Với a + b = 13 và ab = 36, nên a, b là nghiệm của phương trình :
x 2 + 13 x + 36 = 0
x1 = −4
x2 = −9
Vậy a = 4 thì b = 9
9/26
Ứng dụng định lí Viet trong thực hành giải Toán cấp THCS
Với a + b = 13 và ab = 36, nên a, b là nghiệm của phương trình :
x1 = 4
x 2 − 13 x + 36 = 0
x2 = 9
Vậy a = 4 thì b = 9
c/ Đã biết ab = 30, do đó cần tìm a + b:
Từ a 2 + b 2 = 61
( a + b)
2
a + b = −11
a + b = 11
= a 2 + b 2 + 2ab = 61 + 2.30 = 121 = 112
Nếu a + b = 11 và ab = 30 thì a, b là hai nghiệm của phương trình :
x1 = −5
x 2 + 11x + 30 = 0
x2 = −6
Vậy a = 5 thì b = 6 hay a = 6 thì b = 5
Với a + b = 11 và ab = 30, nên a, b là hai nghiệm của phương trình :
x1 = 5
x 2 − 11x + 30 = 0
x2 = 6
Vậy a = 5 thì b = 6 hay a = 6 thì b = 5
Ứng dụng 3: Tính tổng và tích hai nghiệm của phương trình. Tính giá trị
của các biểu thức đối xứng giữa các nghiệm. Xác định dấu các nghiệm
của phương trình bậc hai.
Điều quan trọng nhất đối với các bài toán dạng này là phải biết biến
đổi biểu thức nghiệm đã cho về biểu thức có chứa tổng hai nghiệm S và tích
hai nghiệm P để áp dụng hệ thức Viét rồi tính giá trị của biểu thức.
1/ Biến đổi biểu thức để làm xuất hiện: x1 + x2 và x1. x2
Ví dụ 1:
2
a/ x12 + x2 2 = ( x12 + 2 x1 x2 + x2 2 ) − 2 x1 x2 = ( x1 + x2 ) − 2 x1 x2
b/ x13 + x23 = ( x1 + x2 ) ( x12 − x1 x2 + x2 2 ) = ( x1 + x2 ) ( x1 + x2 ) − 3x1 x2
2
c/ x14 + x2 4 = ( x12 ) + ( x2 2 ) = ( x12 + x2 2 ) − 2 x12 x2 2 = ( x1 + x2 ) − 2 x1 x2 − 2 x12 x2 2
2
1
1
2
2
2
x +x
d/ x + x = 1x x 2
1
2
1 2
x
−
Ví dụ 2: 1 x2 = ?
2
2
Ta biến đổi ( x1 − x2 ) = x12 − 2 x1 x2 + x2 2 = ( x12 + 2 x1 x2 + x2 2 ) − 4 x1 x2 = ( x1 + x2 ) − 4 x1 x2
x1 − x2 =
( x1 + x2 )
2
− 4 x1 x2
Bài tập áp dụng:
Từ các biểu thức đã biến đổi trên hãy biến đổi các biểu thức sau:
a/ x12 − x2 2 = ?
( HD x12 − x2 2 = ( x1 − x2 ) ( x1 + x2 ) = ... )
b/ x13 − x23 = ?
(HD x13 − x23 = ( x1 − x2 ) ( x12 + x1 x2 + x2 2 ) = ( x1 − x2 ) ( x1 + x2 ) − x1 x2 = ... )
2
10/26
Ứng dụng định lí Viet trong thực hành giải Toán cấp THCS
c/ x14 − x2 4 = ?
( HD x14 − x2 4 = ( x12 + x2 2 ) ( x12 − x2 2 ) = ... )
d/ x16 + x26 = ?
( HD x16 + x26 = ( x12 ) + ( x2 2 ) = ( x12 + x2 2 ) ( x14 − x12 x2 2 + x2 4 ) = ... )
3
3
e/ x16 − x26 = ?
f/ x17 + x27 = ?
g/ x15 + x25 = ?
1
1
h/ x − 1 + x − 1 = ?
1
2
2/ Không giải phương trình, tính giá trị của biểu thức nghiệm
Ví dụ :
Cho phương trình: x2 8x + 15 = 0, Không giải phương trình, hãy tính:
a/ x12 + x2 2
1
1
b/ x + x
1
2
Giải:
Theo hệ thức Viét,Ta có:
S = x1 + x2 = 8
P = x1.x2 = 15
a/ x12 + x2 2 = ( x12 + 2 x1 x2 + x2 2 ) − 2 x1 x2 = ( x1 + x2 ) − 2 x1 x2 = 82 − 2.15 = 34
2
1
1
x
x
1
1
1
1
x +x
8
b/ x + x = 1x x 2 = 18
1
2
1 2
Bài tập áp dụng:
1/ Cho phương trình: x2 8x + 15 = 0, Không giải phương trình, hãy tính:
2
a/ ( x12 + x2 2 ) (Đáp án: 46)
34
b/ x1 + x2
(Đáp án: )
15
2
1
2/ Cho phương trình: 8x2 72x + 64 = 0, Không giải phương trình, hãy tính:
a/ x12 + x2 2 (Đáp án: 65)
9
b/ x + x
(Đáp án: )
8
1
2
3/ Cho phương trình: x2 14x + 29 = 0, Không giải phương trình, hãy tính:
a/ x12 + x2 2 (Đáp án: 138)
14
b/ x + x
(Đáp án: )
29
1
2
4/ Cho phương trình: 2x2 3x + 1 = 0, Không giải phương trình, hãy tính:
a/ x12 + x2 2 (Đáp án: 1)
x
x
b/ x +1 1 + x +2 1
2
1
5
6
(Đáp án: )
11/26
Ứng dụng định lí Viet trong thực hành giải Toán cấp THCS
1
1
c/ x + x
1
2
1− x
(Đáp án: 3)
1− x
d/ x 1 + x 2
(Đáp án: 1)
1
2
5/ Cho phương trình: x2 4 3 x + 8 = 0 có 2 nghiệm x1, x2 . Không giải phương
trình, hãy tính:
6 x12 + 10 x1 x2 + 6 x2 2
Q=
5 x1 x23 + 5 x13 x2
(
)
2
2
6. 4 3 − 2.8
6 ( x1 + x2 ) − 2 x1 x2
6 x12 + 10 x1 x2 + 6 x2 2
17
Q
=
=
=
=
(HD:
3
3
2
2
5 x1 x2 + 5 x1 x2
80 )
5 x1 x2 ( x1 + x2 ) − 2 x1 x2
5.8
4
3
−
2.8
(
)
6/ Cho phương trình: x2 3x + m = 0, với m là tham số, có 2 nghiệm x 1, x2 (x1>
x2 ). Tính giá trị biểu thức : A = x13 x2 − x1 x23 theo m.
(Trích đề thi tuyển sinh vào lớp 10 chuyên của tỉnh Đồng Nai năm 2008)
3/ Xác định dấu các nghiệm của phương trình bậc hai:
Cho phương trình: ax2 + bx + c = 0 (a ≠ 0) .Hãy tìm điều kiện để phương trình
có 2 nghiệm: trái dấu, cùng dấu, cùng dương, cùng âm,…
Ta lập bảng xét dấu sau:
Dấu
nghiệm
trái dấu
cùng dấu
cùng dương
cùng âm
x1 x2
m
+
+
S = x1 + P = x1 x2
x2
P < 0
P > 0
S > 0
P > 0
S < 0
P > 0
Điều kiện chung
0
0
0
0
0 ; P< 0
0 ; P > 0
0 ; P > 0 ; S > 0
0 ; P > 0 ; S < 0
Ví dụ :
Xác định tham số m sao cho phương trình: x2 – (3m + 1) x + m2 – m – 6 = 0 có
2 nghiệm trái dấu.
Giải:
Để phương trình trên có hai nghiệm trái dấu thì:
2
∆ 0
P<0
(
∆ = ( 3m + 1) − 4.2. m 2 − m − 6
)
0
∆ = ( m − 7)
2
0∀m
m −m−6
P = ( m − 3) ( m + 2 ) < 0
P=
<0
2
Vậy với −2 < m < 3 thì phương trình trên có hai nghiệm trái dấu.
2
−2 < m < 3
Bài tập áp dụng:
1/ Xác định tham số m sao cho phương trình: mx2 – 2(m + 2) x + 3(m 2) = 0
có 2 nghiệm cùng dấu.
12/26
Ứng dụng định lí Viet trong thực hành giải Toán cấp THCS
2/ Xác định tham số m sao cho phương trình: 3mx2 + 2(2m + 1) x + m = 0 có 2
nghiệm âm.
3/ Xác định tham số m sao cho phương trình: (m 1)x2 +2x + m = 0 có ít nhất
một nghiệm không âm.
Ứng dụng 4: Tìm hệ thức liên hệ giữa hai nghiệm x1, x2 không phụ thuộc
vào tham số hay tìm hệ thức liên hệ giữa hai nghiệm x1, x2 độc lập với
tham số.
Để làm các bài toán dạng này, ta làm lần lượt theo các bước sau:
Đặt điều kiện cho tham số để phương trình đã cho có 2 nghiệm x1 và x2
(thường là a ≠ 0 và ≥ 0).
Áp dụng hệ thức Viét viết S = x1 + x2 và P = x1. x2 theo tham số.
Dùng quy tắc cộng hoặc thế để tính tham số theo x 1 và x2 . Từ đó đưa ra hệ
thức liên hệ giữa các nghiệm x1 và x2 .
Ví dụ 1 :
Cho phương trình: (m 1)x2 – 2mx + m 4 = 0 có 2 nghiệm x1 và x2. Lập hệ
thức liên hệ giữa hai nghiệm x1 và x2 của phương trình sao cho chúng không
phụ thuộc vào m.
Giải:
Để phương trình trên có hai nghiệm x1 và x2 thì:
m −1 0
∆' 0
m 1
m 2 − ( m − 1) ( m − 4 )
0
m 1
5m − 4 0
m 1
4
m
5
2m
2
S = x1 + x2 = 2 +
(1)
m −1
m −1
Theo hệ thức Viét,Ta có:
m−4
3
P = x1.x2 =
P = x1.x2 = 1 −
(2)
m −1
m −1
2
2
Rút m từ (1), ta có: m − 1 = x1 + x2 − 2 m − 1 = x + x − 2 (3)
1
2
3
3
Rút m từ (2), ta có: m − 1 = 1 − x1 x2 m − 1 = 1 − x x (4)
1 2
S = x1 + x2 =
Từ (3) và (4), ta có:
2
3
=
x1 + x2 − 2 1 − x1 x2
2 ( 1 − x1 x2 ) = 3 ( x1 + x2 − 2 )
3 ( x1 + x2 ) + 2 x1 x2 − 8 = 0
Ví dụ 2 :
Gọi x1 và x2 là 2 nghiệm của phương trình: (m 1)x2 – 2mx + m 4 = 0. chứng
minh rằng biểu thức A = 3(x1 + x2 ) + 2 x1 x2 8 không phụ thuộc giá trị của
m.
Giải:
Để phương trình trên có hai nghiệm x1 và x2 thì:
13/26
Ứng dụng định lí Viet trong thực hành giải Toán cấp THCS
m −1 0
∆' 0
m 1
m 2 − ( m − 1) ( m − 4 )
0
m 1
5m − 4 0
m 1
4
m
5
2m
m −1
Theo hệ thức Viét,Ta có:
m−4
P = x1.x2 =
m −1
S = x1 + x2 =
Thay vào biểu thức A, ta có:
2m
m−4
6m + 2m − 8 − 8(m − 1)
0
+ 2.
−8 =
=
=0
m −1
m −1
m −1
m −1
4
Vậy A = 0 với mọi m 1 và m
.
5
A = 3(x1 + x2 ) + 2 x1 x2 – 8 = 3.
Do đó biểu thức A không phụ thuộc giá trị của m.
Bài tập áp dụng:
1/ Cho phương trình: x2 – (m + 2)x + (2m 1) =0 có 2 nghiệm x1 và x2. Hãy lập
hệ thức liên hệ giữa hai nghiệm x1 và x2 của phương trình sao cho x1 và x2 độc
lập đối với m.
Hướng dẫn:
Tính ta được: = (m 2)2 + 4 > 0 do đó phương trình đã cho có 2 nghiệm
phân biệt x1 và x2
Vận dụng hệ thức Viét, ta biến đổi được : 2 ( x1 + x2 ) − x1 x2 − 5 = 0 độc lập đối
với m.
2/ Cho phương trình: x2 + (4m + 1) x + 2(m 4) =0 có 2 nghiệm x1 và x2. Hãy
tìm hệ thức liên hệ giữa hai nghiệm x 1 và x2 của phương trình sao cho x1 và x2
không phụ thuộc giá trị của m.
Hướng dẫn:
Tính ta được: = 16m2 + 33 > 0 do đó phương trình đã cho có 2 nghiệm
phân biệt x1 và x2
Vận dụng hệ thức Viét ta biến đổi được : 2 x1 x2 + ( x1 + x2 ) + 17 = 0 không phụ
thuộc giá trị của m.
Ứng dụng 5: Tìm điều kiện của tham số để thoả mãn một hệ thức giữa
hai nghiệm
Đặt điều kiện cho tham số để phương trình đã cho có 2 nghiệm x1 và x2
(thường là a ≠ 0 và ≥ 0).
Từ biểu thức nghiệm đã cho, áp dụng hệ thức Viét để giải phương trình (có
ẩn là tham số).
Đối chiếu với điều kiện xác định của tham số để xác định giá trị cần tìm.
Ví dụ 1 :
14/26
Ứng dụng định lí Viet trong thực hành giải Toán cấp THCS
Cho phương trình: mx2 – 6(m 1) x + 9(m – 3) = 0. Tìm giá trị của tham số m
để 2 nghiệm x1 và x2 thỏa mãn hệ thức: x1 + x2 = x1 x2
Giải:
Để phương trình trên có hai nghiệm x1 và x2 thì:
m
m −1 0
∆' 0
0
m
∆ ' = 3 ( m − 21)
m
0
∆ ' = 9 ( m − 1)
2
− 9 ( m − 3) m 0
0
(
)
∆ ' = 9 m 2 − 2m + 1 − 9m 2 + 27 0
m 0
m −1
0
6(m − 1)
m
Theo hệ thức Viét,Ta có:
9(m − 3)
P = x1.x2 =
m
Vì x1 + x2 = x1 x2 (giả thiết)
6(m − 1) 9( m − 3)
=
6(m − 1) = 9(m − 3) 3m = 21
Nên
m
m
S = x1 + x2 =
m = 7 ( thỏa mãn)
Vậy với m = 7 thì phương trình đã cho có 2 nghiệm x1 và x2 thỏa mãn hệ thức:
x1 + x2 = x1 x2
Ví dụ 2 :
Cho phương trình: x2 – (2m + 1) x + m2 + 2 = 0. Tìm giá trị của tham số m để 2
nghiệm x1 và x2 thỏa mãn hệ thức: 3x1 x2 − 5 ( x1 + x2 ) + 7 = 0
Giải:
Để phương trình trên có hai nghiệm x1 và x2 thì:
(
2
∆ ' = ∆ ' = ( 2m + 1) − 4 m + 2
2
)
Theo hệ thức Viét,Ta có:
7
4
S = x1 + x2 = 2m + 1
0
m
P = x1.x2 = m 2 + 2
Vì 3x1 x2 − 5 ( x1 + x2 ) + 7 = 0 (giả thiết)
Nên 3 ( m + 2 ) − 5 ( 2m + 1) + 7 = 0
2
m = 2(TM )
4
m = ( KTM )
3
Vậy với m = 2 thì phương trình có 2 nghiệm x1 và x2 thỏa mãn hệ thức:
3 x1 x2 − 5 ( x1 + x2 ) + 7 = 0
Bài tập áp dụng:
1/ Cho phương trình: mx2 +2 (m 4)x + m + 7 =0 .
Tìm m để 2 nghiệm x1 và x2 thỏa mãn hệ thức: x1 − 2 x2 = 0
2/ Cho phương trình: x2 + (m 1)x + 5m 6 =0 .
Tìm m để 2 nghiệm x1 và x2 thỏa mãn hệ thức: 4 x1 + 3x2 = 1
3/ Cho phương trình: 3x2 (3m 2)x – (3m + 1) = 0 .
Tìm m để 2 nghiệm x1 và x2 thỏa mãn hệ thức: 3x1 − 5 x2 = 6
Hướng dẫn:
15/26
Ứng dụng định lí Viet trong thực hành giải Toán cấp THCS
Đối với các bài tập dạng này ta thấy có một điều khác so với bài tập ở VD1
và VD2 ở chỗ:
+ Trong ví dụ thì biểu thức nghiệm đã chứa sẵn tổng nghiệm x1 + x2 và tích
nghiệm x1 x2 nên ta có thể vận dụng trực tiếp hệ thức Viét để tìm tham số m.
+ Còn trong 3 bài tập trên thì các biểu thức nghiệm lại không cho sẵn như
vậy, do đó vấn đề đặt ra ở đây là làm thế nào để từ biểu thức đã cho biến đổi
về biểu thức có chứa tổng nghiệm x1 + x2 và tích nghiệm x1 x2 rồi từ đó vận
dụng tương tự cách làm đã trình bày ở VD1 và VD2.
Bài 1:
ĐKXĐ: m 0; m
16
15
Theo hệ thức Viét,Ta có:
S = x1 + x2 =
m+7
P = x1.x2 =
m
Theo đề bài ta có:
x1 − 2 x2 = 0
Suy ra:
x1 = 2 x2
x1 + x2 = 3 x2
2 ( x1 + x2 ) = 3 x1
− ( m − 4) m
m
( 1)
2 ( x1 + x2 ) = 6 x2
x1 + x2 = 3 x2
2 ( x1 + x2 ) = 3x1
2 ( x1 + x2 ) = 9 x1 x2 ( 2 )
2
Thế (1) vào (2) ta đưa về phương trình:
m2 + 127m 128 = 0 m1 = 1 ; m2 = 128 .
Bài 2:
ĐKXĐ: 11 − 96 m 11 + 96
Theo hệ thức Viét, Ta có:
S = x1 + x2 = 1 − m
P = x1.x2 = 5m − 6
Theo đề bài ta có: 4 x1 + 3x2 = 1
( 1)
x1 = 1 − 3 ( x1 + x2 )
x2 = 4 ( x1 + x2 ) − 1
x1 x2 = 1 − 3 ( x1 + x2 ) . 4 ( x1 + x2 ) − 1
x1 x2 = 7 ( x1 + x2 ) − 12 ( x1 + x2 ) − 1( 2 )
2
Thế (1) vào (2) ta đưa về phương trình: 12m(m – 1) = 0
m=0
(TMĐK).
m =1
Bài 3:
2
2
Vì ∆ = ( 3m − 2 ) + 4.3 ( 3m + 1) = 9m 2 + 24m + 16 = ( 3m + 4 ) 0 với mọi số thực m nên
phương trình luôn có 2 nghiệm phân biệt.
3m − 2
3
( 1)
− ( 3m + 1)
S = x1 + x2 =
Theo hệ thức Viét, Ta có:
P = x1.x2 =
3
16/26
Ứng dụng định lí Viet trong thực hành giải Toán cấp THCS
Theo đề bài ta có: 3x1 − 5 x2 = 6
8 x1 = 5 ( x1 + x2 ) + 6
8 x2 = 3 ( x1 + x2 ) − 6
64 x1 x2 = 5 ( x1 + x2 ) + 6 . 3 ( x1 + x2 ) − 6
64 x1 x2 = 15 ( x1 + x2 ) − 12 ( x1 + x2 ) − 36
2
Thế (1) vào (2) ta đưa về phương trình: m ( 45m + 96 ) = 0
m=0
m=−
32 (TMĐK).
15
Ứng dụng 6: định lý Viét trong giải toán chứng minh.
1. Ví dụ :Ví dụ 1: Cho a, b là nghiệm của phương trình: x 2 + px + 1 = 0 và b, c
là nghiệm của phương trình x2 + qx + 2 = 0
Chứng minh: (b a)(b c) = pq 6.
Cách giải:
Ta có : a, b là nghiệm của phương trình: x2 + px + 1 = 0
b, c là nghiệm của phương trình: x2 + qx + 2 = 0.
a b -p
b c -q
Theo định lý Viét ta có:
và
a.b 1
b.c 2
2
Do đó: (b – a)(b – c) = b + ac 3
(1)
2
pq = ( p)( q) = (a + b)(b + c) = b + ac + 3
Suy ra: pq 6 = b2 + ac +3 – 6 = b2 + ac 3 (2)
Từ (1) và (2) suy ra (b a)(b c) = pq 6 (đpcm)
Vídụ 2: Cho các số a,b,c thoả mãn điều kiện:
a + b + c = 2 (1);
a2 + b2 + c2 = 2 (2)
Chứng mình rằng mỗi số a, b, c đều thuộc đoạn
4
;0
3
khi biểu diễn trên trục
số:
Cách giải:
Bình phương hai vế của (1) được: a2 + b2 + c2 + 2(ab + bc + ca) = 4
Do (2) nên: ab + bc + ca = (4 2): 2 = 1 bc = 1 a(b + c) = 1 a( 2 a) = a 2 +
2a + 1
Ta lại có: b + c = (a + 2), do đó b, c là nghiệm của phương trình :
X2 + (a + 2)X + (a2 + 2a + 1) = 0 (*)
Để (*) có nghiệm ta phải có: = (a+2)2 4(a2+2a+1) 0 a(3a + 4) 0
4
3
a 0
4
3
4
3
Chứng minh tương tự ta được: b 0; c 0
2. Bài tập:
1. Gọi a, b là hai nghiệm của phương trình bậc hai: x2 + px + 1 = 0. Gọi c, d là
hai nghiệm của phương trình: y2 + qy + 1 = 0
17/26
Ứng dụng định lí Viet trong thực hành giải Toán cấp THCS
Chứng minh hệ thức: (ca)(ab)(bc)(bd) = (pq)2
2. Chứng minh rằng khi viết số x = () 200 dưới dạng thập phân, ta được chữ số
liền trước dấu phẩy là 1, chữ số liền sau dấu phẩy là 9.
Ứng dụng 7: Áp dụng định lý Viét giải phương trình và hệ phương trình.
1. Ví dụ:
5 x
x 1
Ví dụ 1: Giải phương trình: x
5 x
=6
x 1
x
Hướng dẫn: ĐKXĐ: {x R x 1}
Đặt:
u
5
x
5
x
x
x.
x
1
x
1
u
?
u.
?
5
x
5
x.
x
x
5 x
x
1
x 1
x
5 x
. x
1
x 1
Tính: u, v, rồi từ đó tính x.
Bài giải:
ĐKXĐ: {x R x 1}
Đặt:
u
5
x
5
x
x
x.
x
1
x (*)
1
u
x.
u.
u
5
u.
6
u, v là nghiệm của phương trình:
x2 5x + 6 = 0
= 25 – 24 = 1
x1 =
u = 3 thì v = 2 hoặc u = 2 thì v = 3
Nếu:
u
3
thì (*) trở thành:
2
5 1
5 1
= 3, x2 =
= 2
2
2
x2 2x + 3 = 0
' = 1 – 3 = 2 < 0
Nếu:
u
Phương trình vô nghiệm
2
thì (*) trở thành: x2 3x + 2 = 0 Suy ra: x1 = 1; x2 = 2
3
Vậy phương trình có hai nghiệm x1 = 1; x2 = 2.
Ví dụ 2: Giải các hệ phương trình:
x y 11
x y yx 7
a)
b)
xy 31
xy 2 x 2y 12
Bài giải :
a) x, y là nghiệm của phương trình: X2 – 11X +31 = 0
=(11)2 4.1.31 = 121 – 124 = 3 < 0 Phương trình vô nghiệm
Vậy hệ phương trình đã cho vô nghiệm.
b) Đặt x + y = S và xy = P
S P 7
Ta có hệ:
S.P 12
Khi đó S và P là hai nghiệm của phương trình: t2 – 7t + 12 = 0.
18/26
Ứng dụng định lí Viet trong thực hành giải Toán cấp THCS
Giải phương trình này được t = 4 và t = 3.
+ Nếu S = 4 thì P = 3 khi đó x, y là nghiệm của phương trình : u2 4u + 3 = 0
u = 1 và u = 3
Suy ra (x = 1; y = 3) và (x = 3; y = 1)
+ Nếu S = 3 thì P = 4 khi đó x, y là nghiệm của phương trình: v2 – 3v + 4 = 0
Phương trình này vô nghiệm vì = 9 16 = 7 < 0
Vậy hệ đã cho có hai nghiệm số là: (x = 1; y = 3) và (x = 3; y =1)
2. Bài tập:
1. Giải phương trình: x3 + 9x2 + 18 + 28 = 0
2. Giải các hệ phương trình sau:
x y 3
x y 9
a) 2 2
b) 4 4
x y 4
x y 17
Ứng dụng 8 : Định lí Vi –ét với bài toán cực trị:
Ví dụ 1 : Cho phương trình: x2 + (2m 1) x m = 0. Gọi x 1 và x2 là các nghiệm
của phương trình. Tìm m để: A = x12 + x2 2 − 6 x1 x2 có giá trị nhỏ nhất.
Giải:
Theo hệ thức VI ÉT,Ta có:
S = x1 + x2 = − ( 2m − 1)
P = x1.x2 = − m
Theo đề bài ta có:
2
2
2
A = x12 + x2 2 − 6 x1 x2 = ( x1 + x2 ) − 8 x1 x2 = ( 2m − 1) + 8m = 4m2 − 12m + 1 = ( 2m − 3) − 8 −8
Suy ra: min A = −8
2m − 3 = 0
m=
3
2
Ví dụ 2 : Cho phương trình: x2 mx + m 1 = 0. Gọi x 1 và x2 là các nghiệm
của phương trình. Tìm giá trị nhỏ nhất và giá trị lớn nhất của biều thức sau:
B=
2 x1 x2
x + x2 + 2 ( x1 x2 + 1)
2
1
2
Giải:
Theo hệ thức Viét , Ta có:
S = x1 + x2 = m
P = x1.x2 = m − 1
2x x
2x x
1 2
1 2
=
Theo đề bài ta có: B = x 2 + x 2 + 2 x x + 1 =
2
(
)
( x1 + x2 ) + 2
1
2
1 2
Cách 1: Biến đổi B bằng cách thêm, bớt như sau:
B=
(
) = 1 − ( m − 1)
m 2 + 2 − m 2 − 2m + 1
m2 + 2
Vì ( m − 1) 2 0
( m − 1)
2
m2 + 2
2
m2 + 2
0
B 1
Vậy maxB = 1 m = 1
Với cách thêm, bớt khác ta lại có:
19/26
2 ( m − 1) + 3
m +2
2
=
2m + 1
m2 + 2
Ứng dụng định lí Viet trong thực hành giải Toán cấp THCS
1 2
1
1 2
1
2
m + 2m + 2 − m 2 − 2
m + 4m + 4 − m 2 + 2
( m + 2) 1
2
2
2
2
B=
=
=
−
m2 + 2
m2 + 2
2 m2 + 2 2
(
Vì ( m + 2 )
2
0
( m + 2)
(
2
2 m +2
2
)
)
0
(
)
(
1
1
− . Vậy min B = −
2
2
B
)
m = −2
Cách 2: Đưa về giải phương trình bậc hai với ẩn là m và B là tham số, ta sẽ
tìm điều kiện cho tham số B để phương trìnhdã sho luôn có nghiệm với mọi
m.
2m + 1
Bm 2 − 2m + 2 B − 1 = 0 (với ẩn là m và B là tham số) (*)
m2 + 2
Ta có: ∆ = 1 − B ( 2 B − 1) = 1 − 2 B 2 + B
B =
Để phương trình trên (*) luôn có nghiệm với mọi m thì ≥ 0
Hay 1 − 2 B 2 + B 0 2 B 2 − B − 1 0 ( 2 B + 1) ( B − 1) 0
2B + 1 0
B −1 0
2B + 1 0
B −1 0
Vậy: max B = −1
B
−
1
2
B 1
1
B −
2
B 1
−
1
2
B 1
m = 1 ; min B = −
1
2
m = −2
Bài tập áp dụng:
1/ Cho phương trình: x2 +(4m + 1)x + 2(m – 4) =0 .
2
Tìm m để biểu thức A = ( x1 − x2 ) có giá trị nhỏ nhất.
2/ Cho phương trình: x2 2(m 1)x – 3 – m = 0 . Tìm m sao nghiệm x1 và x2
thỏa mãn điều kiện x12 + x2 2 10 có giá trị nhỏ nhất.
3/ Cho phương trình: x2 2(m 4)x + m2 – 8 = 0 . Xác định m sao 2 nghiệm x 1
và x2 thỏa mãn điều kiện :
a/ A = x1 + x2 − 3x1 x2 đạt giá trị lớn nhất.
b/ B = x12 + x2 2 − x1 x2 đạt giá trị nhỏ nhất.
4/ Cho phương trình: x2 (m – 1)x m2 + m – 2 =0 . Với giá trị nào của m để
biểu thức C = x12 + x2 2 đạt giá trị nhỏ nhất.
5/ Cho phương trình: x2 +(m + 1)x + m =0 . Xác định m để biểu thức
D = x12 + x2 2 đạt giá trị nhỏ nhất.
Ứng dụng 9: Định lí vi –ét vận dụng vào đồ thị
1. Một số kiến thức cần nhớ:
a. Tìm giao điểm các đồ thị:
Xét hàm số y = f(x) có đồ thị ( C1) và hàm số y = g(x) có đồ thị ( C2)
Số giao điểm của ( C1) và ( C2) là nghiệm của hệ
20/26
y
y
f ( x)
g ( x)
Ứng dụng định lí Viet trong thực hành giải Toán cấp THCS
Tọa độ giao điểm của ( C1) và ( C2) là nghiệm của hệ trên.
b. Cho 2 điểm A( x1; y1) và B(x2; y2)
Độ dài đoạn thẳng AB= ( x1 x 2 ) 2 ( y1 y 2 ) 2
1
2
1
2
Trung điểm I của đoạn thẳng AB có tọa độ xI = ( x1 + x2) và yI = ( y1 +
y2)
c. Quỹ tích đại số: Điểm A có tọa độ x A = f(m), yA = g( m) với m là tham số.
Quỹ tích A là đồ thị của hàm số lien hệ giữa y và xA không phụ thuộc vào m,
với giới hạn tập xác định của các hàm số trên.
2. Một số ví dụ:
Ví dụ 1: Cho parabol y= x2 ( P) và đường thẳng (d) : y = mx + 2. Tìm m để
(d) cắt (P) tại A, B phân biệt mà đoạn AB ngắn nhất.
Giải: y= x2 ( P) và (d) : y = mx + 2
Xét phương trình: x2 – mx – 2 = 0( 1) luôn có hai nghiệm trái dấuvì a, c trái
dấu.
Gọi x1; x2 là nghiệm của phương trình (1).
Ta có A( x1; mx1 +2) và B( x2; mx2 +2)
AB2 = ( x1 – x2)2 + ( mx1 – mx2)2 = ( m2 +8)( m2 +1)
> AB ngắn nhất = 2 2 khi m = 0
Ví dụ 2:Cho parabol ( P): y = x 2 và đường thẳng ( d) : y = 2mx – m +1( với m
≠ 0). Tìm m sao cho (d) cắt ( P) tại hai điểm A; B phân biệt có hoành độ x 1; x2
mà x1 x2 = 2.
Giải: Xét x2 = 2mx – m +1 x2 2mx + m 1 = 0
'= m2 – m + 1> 0 với mọi giá trị của m.
Phương trình luôn có hai nghiệm phân biệt x1; x2.
Xét x1 x2 = 2=> (x1+ x2)2 4 x1x2 = 4 => m2 – m = 0 => m = 0 ; m= 1
Ví dụ 3: Cho y= x2 (P) và ( d) là đường thẳng đi qua A( 1; 2) có hệ số góc k.
a. Chứng minh với mọi k thì ( d) luôn cắt (P) ở hai điểm phân biệt.
b. Với k = 2, chứng minh ( d) cắt (P) ở hai điểm nhận A là trung điểm.
Giải:
a. Phương trình đường thẳng( d): y = k( x 1) +2 = kx – k+2
Xét x2 kx + k – 2 = 0 có = k2 4k + 8 = ( k 2) 2 +4 > o vơi mọi k
=> luôn có hai giao điểm phân biệt B và C.
1
2
k
2
b. Khi k = 2 có ( x1 + x2) = = 1 là hoành độ của A. Mà A; B; C thẳng
hang, nên A là trung điểm của BC.
3. Bài tập thêm:
Bài 1: Cho parabol( P): y = x 2 và đường thẳng (d) : y = mx + 1( với m là tham
số)
a. Vẽ đồ thị của ( P) và ( d) khi m = 1
21/26
Ứng dụng định lí Viet trong thực hành giải Toán cấp THCS
b. Chứng minh ( d ) luôn đi qua một điểm cố định và luôn cát ( P) tại A; B
phân biệt.
c. Tìm m để diện tích tam giác OAB bằng 2( Với O là gốc tọa độ)
Bài 2: Cho parabol( P): y = x 2 và đường thẳng (d) : y = 2x + m( với m là tham
số)
a. Tìm m để 2 đồ thị tiếp xúc với nhau? Tìm hoành độ tiếp điểm.
b. Tìm m để 2 đồ thị cát nhau tại hai điểm mà một giao điểm có hoành độ là
1. Xác định hoành độ giao điểm còn lại.
c. Giả sử giao điểm của hai đồ thị là A và B. Tìm quỹ tích trung điểm I của
AB.
Bài 3: Cho parabol( P): y = x2 và đường thẳng (d) : y = 4mx + 3( với m là tham
số)
a. Chứng minh rằng: hai đồ thị luôn cắt nhau tại hai điểm phân biệt mà hoành
độ là x1; x2.
b. Chứng minh: T = x12 +4mx2 – 3m2 – 2 > 0 với mọi m
Bài tập tổng hợp :
1. Cho phương trình bậc hai có ẩn x : x2 2mx + 2m 1 = 0
a) Chứng tỏ rằng phương trình có nghiệm x1, x2 với mọi m
b) Đặt A = 2( x12 + x 22 ) 9x1x2.
Chứng minh A = 8m2 18m + 9.
Tìm m sao cho A = 27
c) Tìm m sao cho phương trình có nghiệm này bằng hai nghiệm kia.
Giải:
a) ∆ ' = (m)2 (2m 1) = m2 2m + 1 = (m 1)2 0
Vậy phương trình luôn có nghiệm với mọi m.
b) Áp dụng định lý Viét: x1 + x2 = 2m, x1x2 = 2m 1
A = 2( x12 + x 22 ) 9x1x2 = 2[(x1 + x2)2 2x1x2] 9x1x2
= 2[(2m)2 2(2m 1)] 9(2m 1)
= 8m2 13(2m 1) = 8m2 26m + 13
A = 27 <=> 8m2 26m + 13 = 27 <=> 8m2 26m 14 = 0
13 − 281
8
<=> 4m2 13m 7 = 0 <=>
13 + 281
m2 =
8
m1 =
c) Giả sử x1 = 2x2
=> 3x2 = 2m
2
2x2 = 2m 1
(2)
(1)
Lấy (2) trừ đi (1) ta được: 2x2 3x2 = 1 <=> 2x 3x2 + 1 = 0
2
2
2
22/26
x2 = 1
x2 =
1
2
Ứng dụng định lí Viet trong thực hành giải Toán cấp THCS
3
2
1
3
Với x2 = => x1 = 1 => m =
2
4
Với x2 = 1 => x1 = 2 => m =
2. Cho phương trình: (m 1)x2 + 2(m 1) x m = 0 có ẩn là x.
a) Xác định m để phương trình có nghiệm kép. Tính nghiệm kép này.
b) Xác định m để phương trình có 2 nghiệm phân biệt đều âm.
Giải: a) Phương trình này có nghiệm kép nếu:
m 1
( m − 1) ( 2m − 1) = 0
m −1 0
∆ ' = ( m − 1) + m ( m − 1) = 0
m 1
1
m=
2
1
2
Vậy m = thì phương trình có nghiệm kép: x1 = x2 = −
2
2 ( m − 1)
b
=−
= −1
2a
2 ( m − 1)
b) Để phương trình có hai nghiệm phân biệt đều âm thì :
m −1 0
∆ ' = ( m − 1) ( 2m − 1) > 0
m >1
1
m<
2
0 < m <1
m
>0
m −1
2 ( m − 1)
x1 + x 2 = −
<0
m −1
x1 x 2 = −
0
1
2
3. Cho phương trình x2 4x (m2 + 3m) = 0
a) Chứng minh rằng phương trình luôn luôn có 2 nghiệm x1, x2 với mọi m
b) Xác định m để x12 + x22 = 4(x1 + x2)
c) Lập phương trình bậc hai ẩn y có 2 nghiệm y1 và y2 thoả mãn.
y1
y
+ 2 =3
1 − y 2 1 − y1
y1 + y2 = x1 + x2;
Giải:
a) Xét ∆ ' = 4 + m2 + 3m = m +
3
2
2
+
7
>0
4
Phương trình có 2 nghiệm x1 và x2 với mọi m
b) Ta có: x12 + x22 = 4(x1 + x2) <=> (x1 + x2)2 2x1x2 = 4(x1 + x2)
Theo định lý Viét: x1 + x2 = 4; x1x2 = (m2 + 3m)
=> 16 + 2(m2 + 3m) = 16 <=> m2 + 3m = 0 =>
m=0
m = −3
c) y1 + y2 = x1 + x2 = 4
Từ
y1
y
+ 2 = 3 => y1 (1 y1) + y2 (1 y2) = 3(1 y1) (1 y2)
1 − y 2 1 − y1
<=> y1 + y2 (y12 + y22) = 3[1 (y1 + y2) + y1y2] => y1y2 = 3 và y1 + y2 = 4
4. Cho phương trình bậc hai: 3x2 + 4(a 1) x + a2 4a + 1 = 0
23/26
Ứng dụng định lí Viet trong thực hành giải Toán cấp THCS
Xác định a để phương trình có hai nghiệm phân biệt x1 và x2 thoả mãn hệ
thức:
x1 + x 2
1
1
=
+
2
x1 x 2
Giải:
* Điều kiện cần: Tìm a để phương trình có 2 nghiệm phân biệt.
Giả sử phương trình có 2 nghiệm phân biệt x1, x2 thoả mãn:
x1 + x 2
1
1
=
+
<=> (x1x2 2) (x1 + x2) = 0
2
x1 x 2
4(a − 1)
Hoặc là: x1 + x2 = 0 <=> −
= 0 <=> a = 1
3
a = −1
a 2 − 4a + 1
Hoặc là: x1x2 = 3 <=>
= 2 <=> a2 4a 5 = 0 <=>
a =5
3
* Điều kiện đủ:
Nếu a = 1: Ta có phương trình 3x2 2 = 0 (thoả mãn)
Nếu a = 5: Ta có phương trình 3x2 + 16x + 2 = 0 (thoả mãn)
Nếu a = 1: Ta có phương trình 3x2 8x + 6 = 0
Phương trình này vô nghiệm (không thoả mãn)
Vậy a = 1 và a = 5
5. Cho f(x) = x2 2 (m+2)x + 6m + 1
a) Chứng minh rằng phương trình f(x) = 0 có nghiệm với mọi m
b) Đặt x = t + 2. Tính f(x) theo t, từ đó tìm điều kiện đối với m để ph ương
trình f(x) = 0 có hai nghiệm lớn hơn 2.
Giải:
a) Xét ∆ ' = [ (m+2)]2 (6m + 1) = m2 2m + 3 = (m 1)2 + 2 > 0 ∀ m.
b) Thay x = t + 2
f(t) = (t + 2)2 2(m + 2) (t + 2) + 6m + 1
f(t) = t2 2mt + 2m 3
Phương trình f(x) = 0 có hai nghiệm phân biệt lớn hơn 2 khi và chỉ khi ph
ương trình
t2 2mt + 2m 3 = 0 có hai nghiệm phân biệt dương.
t1 + t 2 = 2m > 0
t1 t 2
= 2m − 3 > 0
m>
3
2
6. Giả sử phương trình bậc hai: x2 + ax + b 1 = 0 có hai nghiệm nguyên d
ương.
Chứng minh rằng a2 + b2 là một hợp số.
Giải: Gọi x1, x2 là hai nghiệm => x1 + x2 = a; x1x2 = b + 1
Ta có: a2 + b2 = [(x1 + x2)]2 + (x1x2 1)2
=> a2 + b2 = (x12 + x22 + 2x1x2) + (x12x22 2x1x2 + 1)
=> a2 + b2 = x12 + x22 + x12x22 + 1 = (x12 + 1) (x22 + 1) => a2 + b2 là hợp số.
7. Gọi x1, x2 là hai nghiệm của phương trình: x2 3x + a = 0
Gọi t1, t2 là hai nghiệm của phương trình t2 12t + b = 0
24/26
Ứng dụng định lí Viet trong thực hành giải Toán cấp THCS
Cho biết
x 1 x 2 t1
=
= . Tính a và b.
x2
t1 t 2
Giải: Áp dụng định lý Viét
x1 + x2 = 3;
t1 + t2 = 12;
x1x2 = a
t1t2 = b
x1 x 2 t 1
=
= => x1 = kx2, x2 = kt1, t1 = kt2
x2
t1 t 2
1
Thế vào và rút ra ta được: k2 =
4
1
* Nếu k = thì a = 2 và b = 32
2
1
* Nếu k = thì a = 18 và b = 288
2
Đặt k =
8. Cho phương trình: ax + bx + c = 0 (a 0)
Chứng minh rằng điều kiện cần và đủ để phương trình có 2 nghiệm mà
nghiệm này gấp đôi nghiệm kia là 9ac = 2b2.
Giải:
* Điều kiện cần:
Giả sử phương trình có hai nghiệm là x1, x2 thoả mãn hoặc x1 = 2x2 hoặc x2 =
2x1
=> (x1 2x1) (x2 2x1) = 0 => x1x2 2(x12 + x22) + 4x1x2 = 0
c
a
=> 5x1x2 2[(x1 + x2)2 2x1x2] = 0=> 9x1x2 2(x1 + x2)2 = 0 => 9. 2
=> 9ac = 2b2
* Điều kiện đủ:
Giả sử có 9ac = 2b2
Xét ∆ = b2 4ac = b2
b2
= 0
a2
−4b
−2b
8b 2 b 2
=
=> x1 =
và x2 =
=> x1 = 2x2
6a
6a
9
9
PHẦN III: KẾT LUẬN
Kết quả nghiên cứu :
Học sinh có những tiến bộ quan trọng trong ph ương pháp giải phương trình
bậc hai. Biết giải các bài tập khó tương tự như các dạng bài tập đã biết để
làm. Có hứng thú rõ rệt trong học toán, có tư duy đổi mới linh hoạt. Có nhu
cầu vươn tới tìm tòi sáng tạo ở các bài tập khó hơn nữa.
Đối với việc vận dụng định lý Viét vào việc giải ph ương trình bậc hai một
ẩn chỉ là một trong những chuyên đề để các đồng nghiệp lựa chọn ôn luyện
cho học sinh. Mong rằng đây là một chuyên đề quan trọng giúp cho học sinh
vận dụng một cách khoa học sáng tạo hơn trong việc học Toán. Xây dựng cho
25/26