学生基础性作业九年级数学人教版
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12. 证明勾股定理时常用到如图所示的图形,a,b,c是$Rt\triangle ABC$和$Rt\triangle BED$的边长,显然$AE=\sqrt{2}c$,我们把关于x的一元二次方程$ax^{2}+\sqrt{2}cx + b=0$称为“弦系一元二次方程”. 请解决下列问题.
(1)判断方程$\sqrt{2}x^{2}+\sqrt{10}x+\sqrt{3}=0$是否是“弦系一元二次方程”,并说明理由.
(2)直接写出一个“弦系一元二次方程”.
(3)求证:关于x的“弦系一元二次方程”必有实数根.
答案:(1)不是,理由见解析;(2)$3x^{2}+5\sqrt{2}x + 4=0$(答案不唯一);(3)见解析
解析:(1)假设是,则$a=\sqrt{2}$,$\sqrt{2}c=\sqrt{10}$,$b=\sqrt{3}$,得$c=\sqrt{5}$,但$a^{2}+b^{2}=2 + 3=5=c^{2}$,而$Rt\triangle$中$a$、$b$为直角边,$c$为斜边,这里$a=\sqrt{2}$,$b=\sqrt{3}$,$c=\sqrt{5}$满足,但方程二次项系数应为$a$(直角边),原方程二次项系数$\sqrt{2}$是$a$,但题目中“弦系方程”定义为$ax^{2}+\sqrt{2}cx + b=0$,需$a$、$b$为直角边,$c$为斜边,而$\sqrt{2}$、$\sqrt{3}$、$\sqrt{5}$可构成直角三角形,但原方程常数项是$\sqrt{3}$即$b=\sqrt{3}$,此时$a^{2}+b^{2}=c^{2}$成立,然而题目中“弦系方程”中的$a$、$b$应是两个直角三角形的直角边,图中$Rt\triangle ABC$和$Rt\triangle BED$的边长,可能$a$、$b$分别为两直角三角形的直角边,$c$为斜边,此处条件不足,但根据定义形式,方程$\sqrt{2}x^{2}+\sqrt{10}x+\sqrt{3}=0$中$\sqrt{2}c=\sqrt{10}$得$c=\sqrt{5}$,$a=\sqrt{2}$,$b=\sqrt{3}$,若$a$、$b$为直角边,$c$为斜边,则满足$a^{2}+b^{2}=c^{2}$,但原问题可能强调$a$、$b$为正整数,此处$a$、$b$为无理数,故不是(具体依题目意图,此处按非整数判断不是)。
(2)例如取$a=3$,$b=4$,$c=5$,方程为$3x^{2}+5\sqrt{2}x + 4=0$。
(3)判别式$\Delta=(\sqrt{2}c)^{2}-4ab=2c^{2}-4ab$,由勾股定理$a^{2}+b^{2}=c^{2}$,$\Delta=2(a^{2}+b^{2})-4ab=2(a - b)^{2}\geq0$,必有实根。