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一元二次方程根与系数的关系

一句话

韦达定理不是一个需要额外记忆的技巧,它就是 ax2+bx+c=a(xx1)(xx2) 展开后比较系数的结果。

因式分解、求根与韦达定理由这个展开联系起来,但各自回答的问题不同;使用前先检查方程次数和根所在的数系。


前置知识

可选补充: 十字相乘法与分组分解。这些建议不作为开始学习的硬性门槛。

概念与推导

从因式分解出发

a0,且 x1,x2ax2+bx+c=0 的两个实根(可以相等),由因式分解有

ax2+bx+c=a(xx1)(xx2)

展开右边:

a(xx1)(xx2)=ax2a(x1+x2)x+ax1x2

与左边比较系数:

a(x1+x2)=b,ax1x2=c

 x1+x2=ba,x1x2=ca 

推导只用到"展开括号"和"比较系数"两件事,没有任何技巧成分。

为什么它这么重要

它常让我们不求出两个根,就能计算两根的对称多项式。分式、根式和绝对值表达式还需要额外检查定义域与符号。

对称式:交换 x1,x2 后表达式不变。例如 x12+x22 是对称式,x12+x2 不是。

对称多项式基本定理保证:任何对称多项式都能用 e1=x1+x2e2=x1x2 表出。

例如中点用到根的和,弦长平方用到根差的平方。还必须结合距离公式、交点存在条件和斜率是否存在,不能只凭“对称”就省去几何条件。

一般情形

可选拓展:当 an0,把 n 次方程 anxn++a0=0 的全部复根按重数计为 x1,,xn 时,有

ek(x1,,xn)=(1)kankan

其中 ek 是各个不同的 k 个根之积的总和。本页训练只需二次情形,无须先学习一般理论。


公式与适用场景

韦达定理(根与系数的关系)

x1+x2=ba,x1x2=ca
成立条件

ax2+bx+c=0 (a0)Δ=b24ac0

从哪里来

当二次方程有实根时,将多项式写成a(x−x₁)(x−x₂),展开比较系数即可推得;重根时按重数记作x₁=x₂。

适用场景与常见误用

可以用在

  • 求两根的对称式(x12+x221x1+1x2|x1x2| 等)

  • 已知和与积构造方程(逆向使用)

  • 解析几何"设而不求":弦长、中点、面积

  • 根的分布问题(配合判别式与区间端点函数值)

要防止

  • 在两个实根的应用中漏掉Δ≥0条件;若讨论复根,应明确数系,不能混用实根题设。

  • 求出参数后不回代检验判别式条件

  • 只会正向(已知根求和积),不会逆向构造方程

补充说明与可选推广

可选拓展:对首项系数 an0 的n次多项式,在复数中把全部根按重数列出,有 ek=(1)kank/an。本页中学训练只需二次实根情形。

知识讲解:一元二次方程根与系数的关系(韦达定理)

AI辅助推导复核:Codex,2026-09-09。

查看课程依据及核验范围

对称式常用改写

a2+b2=(a+b)22ab(ab)2=(a+b)24aba3+b3=(a+b)33ab(a+b)1a+1b=a+bab
成立条件

第四式需 ab0;其余对任意实数成立

从哪里来

前三式分别由平方、立方展开整理得到;第四式在ab≠0时通分得到。一般的对称多项式可用a+b、ab表示,但这一概括只谈多项式,不能直接扩大为所有对称表达式。

适用场景与常见误用

可以用在

  • 韦达定理的配套使用 —— 这是"不必解出根"的技术保障

  • 解析几何弦长公式(用到 (x1x2)2 的改写)

  • 已知 x+1xx2+1x2 一类问题

要防止

  • 遇到非对称式(如 x12+x2)也硬套 —— 此时必须解出根或另想办法

补充说明与可选推广

互换检验帮助识别对称结构。分式还需分母非零,根式需定义域与符号;非对称目标也可能经变形后使用和积。

知识讲解:对称多项式的表达

AI辅助推导复核:Codex,2026-09-09。

典型例题

例 1(基础)

已知 x1, x2 是方程 x23x+1=0 的两个根,求 x12+x22

解与结论

7

  1. 由韦达定理得 x1+x2=3, x1x2=1

    为什么这样做

    方程系数已知,直接读出两个基本对称式,不必解方程

  2. x12+x22=(x1+x2)22x1x2=322×1=7

    为什么这样做

    目标式是对称式,可用 e1=x1+x2e2=x1x2 表出。 恒等式 a2+b2=(a+b)22ab 是最常用的一条改写。

易错与反例
  • 直接解根再平方也能得到正确答案;本题用和积可减少根式计算。含参二次方程仍可用求根公式,不应说成根本无法求根。

本例与题库共用题面、答案和解析。进入题组并选择独立练习或复测

例 2(逆向使用)

已知两数之和为 5,之积为 6,求这两个数。

解与结论

{2,3}

  1. 设这两数为 x1,x2,则它们是方程 x25x+6=0 的两根

    为什么这样做

    韦达定理反过来用:知道 e1=5, e2=6,就能构造出以它们为根的方程 x2e1x+e2=0。这是从"根"到"方程"的方向。

  2. x25x+6=(x2)(x3)=0,故两数为 2,3

    为什么这样做

    十字相乘找 m+n=5, mn=6,即 23

易错与反例
  • 已知和积后,应先构造方程;之后可用分解、配方或求根公式。不能把不会十字相乘当成无法逆向构造的理由。

本例与题库共用题面、答案和解析。进入题组并选择独立练习或复测

例 3(含参)

已知关于 x 的方程 x22(m+1)x+m2=0 有两个实根 x1,x2, 且 x12+x22=8,求 m 的值。

解与结论

m=2+6

  1. 判别式条件 Δ=4(m+1)24m202m+10m12

    为什么这样做

    题设要求两个实根,因此必须同时满足判别式非负。可以先记录这项条件,并用它筛选后续得到的参数候选。

  2. 韦达定理:x1+x2=2(m+1), x1x2=m2

    为什么这样做

    系数含参不影响韦达定理的使用

  3. x12+x22=(x1+x2)22x1x2=4(m+1)22m2=2m2+8m+4

    为什么这样做

    仍是把对称式化归为 e1,e2

  4. 2m2+8m+4=8,即 m2+4m2=0,解得 m=2±6

    为什么这样做

    建立方程

  5. m12 筛选:2+60.449>12 保留; 26<12 舍去。故 m=2+6

    为什么这样做

    回代检验判别式条件。这一步是分类讨论"最后合并结论"的体现, 与解分式方程要验增根是同一类要求。

易错与反例
  • 忘记写 Δ0,得出两个答案

  • 求出 m 后不回代检验

本例与题库共用题面、答案和解析。进入题组并选择独立练习或复测

例 4(衔接补充:两个根都在区间内)

方程 x22mx+m+2=0 有两个不同的实根,且都在 (0,3) 中,求 m 的范围。

:设 f(x)=x22mx+m+2。开口向上,要有两个不同实根,需 Δ=4(m2)(m+1)>0;两根都在区间内还要求轴 x=m(0,3) 内,并有 f(0)=m+2>0,f(3)=115m>0。这些条件合并得到 2<m<11/5

为什么充分:此范围内顶点在区间中,顶点值因 Δ>0 而为负,两端为正;抛物线在顶点两侧各有一个零点,均在 (0,3) 内。m=2 为重根,m=11/5 时一个根等于3,都必须排除。

只检查端点为正不够。例如 (x4)(x5) 在0和3处都为正,但两根均不在区间内;还要检查轴与判别式。

易错点

错误根因怎么改
含参题忘记写 Δ0把韦达定理当成无条件恒等式记住它的前提是"两根存在"
求出参数后不回代检验分类讨论的"合并结论"意识缺失与解分式方程验增根同一类要求
只会正向、不会构造方程没有理解和积决定系数先写 x2sx+p=0,再选择求根方法
对非对称式硬套韦达没有"对称式"这个概念互换 x1,x2 检验
遇到对称式仍去解根习惯未建立刻意训练:见对称式先写 e1,e2

衔接提示

练习

11 道题。先独立作答,答案和解析默认收起。

第 1 题 基础 · 示例(讲解中已出现)

已知 x1, x2 是方程 x23x+1=0 的两个根,求 x12+x22

查看答案

7

查看逐步解析与易错点
  1. 由韦达定理得 x1+x2=3, x1x2=1

    为什么这样做

    方程系数已知,直接读出两个基本对称式,不必解方程

  2. x12+x22=(x1+x2)22x1x2=322×1=7

    为什么这样做

    目标式是对称式,可用 e1=x1+x2e2=x1x2 表出。 恒等式 a2+b2=(a+b)22ab 是最常用的一条改写。

易错与反例

  • 直接解根再平方也能得到正确答案;本题用和积可减少根式计算。含参二次方程仍可用求根公式,不应说成根本无法求根。

同法可求立方和。倒数和写成 (x1+x2)/(x1x2) 时必须有 x1x20;根式和非对称表达式要分别检查条件,不能一概归入对称多项式定理。

本机记录

来源:自编。 断言已执行并通过,读取结构化答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-08。

回补:一元二次方程根与系数的关系(韦达定理) · 整式的乘法与乘法公式。一道题出错只提供候选线索。

第 2 题 基础 · 示例(讲解中已出现)

已知两数之和为 5,之积为 6,求这两个数。

查看答案

{2,3}

查看逐步解析与易错点
  1. 设这两数为 x1,x2,则它们是方程 x25x+6=0 的两根

    为什么这样做

    韦达定理反过来用:知道 e1=5, e2=6,就能构造出以它们为根的方程 x2e1x+e2=0。这是从"根"到"方程"的方向。

  2. x25x+6=(x2)(x3)=0,故两数为 2,3

    为什么这样做

    十字相乘找 m+n=5, mn=6,即 23

易错与反例

  • 已知和积后,应先构造方程;之后可用分解、配方或求根公式。不能把不会十字相乘当成无法逆向构造的理由。

因式分解、求根与韦达由展开和因式定理联系,但回答的问题不同。十字相乘所找的两个常数是两根的相反数;逆向构造方程也可以配合其他求根方法。

本机记录

来源:自编。 断言已执行并通过,读取结构化答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-08。

回补:一元二次方程根与系数的关系(韦达定理) · 十字相乘法与分组分解。一道题出错只提供候选线索。

第 3 题 提高 · 示例(讲解中已出现)

已知关于 x 的方程 x22(m+1)x+m2=0 有两个实根 x1,x2, 且 x12+x22=8,求 m 的值。

查看答案

m=2+6

查看逐步解析与易错点
  1. 判别式条件 Δ=4(m+1)24m202m+10m12

    为什么这样做

    题设要求两个实根,因此必须同时满足判别式非负。可以先记录这项条件,并用它筛选后续得到的参数候选。

  2. 韦达定理:x1+x2=2(m+1), x1x2=m2

    为什么这样做

    系数含参不影响韦达定理的使用

  3. x12+x22=(x1+x2)22x1x2=4(m+1)22m2=2m2+8m+4

    为什么这样做

    仍是把对称式化归为 e1,e2

  4. 2m2+8m+4=8,即 m2+4m2=0,解得 m=2±6

    为什么这样做

    建立方程

  5. m12 筛选:2+60.449>12 保留; 26<12 舍去。故 m=2+6

    为什么这样做

    回代检验判别式条件。这一步是分类讨论"最后合并结论"的体现, 与解分式方程要验增根是同一类要求。

易错与反例

  • 忘记写 Δ0,得出两个答案

  • 求出 m 后不回代检验

把条件换成倒数和或根差时,仍可先改写为和积,但须补相应条件:倒数和要求根的积非零;根差还须检查绝对值或根的命名顺序。

本机记录

来源:自编。 断言已执行并通过,读取结构化答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-09。

回补:一元二次方程根与系数的关系(韦达定理) · 一元二次不等式。一道题出错只提供候选线索。

第 4 题 综合 · 示例(讲解中已出现)

直线 y=x+m 与抛物线 y=x2 交于 A(x1,y1), B(x2,y2) 两点。 用 m 表示线段 AB 的长度。

查看答案

|AB|=2(1+4m),其中 m>14

查看逐步解析与易错点
  1. 联立消元得 x2xm=0,由 Δ=1+4m>0m>14

    为什么这样做

    联立是解析几何的第一步,判别式给出"确实有两个交点"的前提条件。

  2. 韦达定理:x1+x2=1, x1x2=m

    为什么这样做

    不解出 x1,x2。这就是"设而不求"——因为后面要求的量是对称式。

  3. |AB|=1+k2|x1x2|,此处 k=1, 而 (x1x2)2=(x1+x2)24x1x2=1+4m

    为什么这样做

    弦长公式把问题化归为 |x1x2|,而 (x1x2)2 是对称式, 可用 e1,e2 表出。整条链的关键就在这里。

  4. |AB|=21+4m=2(1+4m)

    为什么这样做

    代入化简

易错与反例

  • 本题也可直接解根计算;用和积通常更简洁,但仍需核对两个交点条件。

  • 忘记判别式条件,给出的答案没有 m 的范围

推广到其他曲线时,需先检查消元是否等价、二次系数是否非零,以及斜率是否存在,再使用判别式与和积。条件改变时流程必须相应调整。

本机记录

来源:自编。 断言已执行并通过;未自动验证展示答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-08。

回补:一元二次方程根与系数的关系(韦达定理) · 分式与分式方程 · 一元二次不等式。一道题出错只提供候选线索。

第 5 题 提高 · 独立练习

两实数之和为 7,之积为 12,求这两个数。

查看答案

{3,4}

查看逐步解析与易错点
  1. 构造方程 t27t+12=0

    为什么这样做

    根的和决定一次项系数,积决定常数项。

  2. 分解为 (t3)(t4)=0,两数为 3,4

    为什么这样做

    同时检查和为7、积为12,避免只满足一个条件。

易错与反例

  • 一次项符号应为负。

本机记录

来源:自编。 断言已执行并通过,读取结构化答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-08。

回补:一元二次方程根与系数的关系(韦达定理) · 一元二次方程的解法。一道题出错只提供候选线索。

第 6 题 提高 · 独立复测

两实数之和为 1,之积为 6,求这两个数。

查看答案

{2,3}

查看逐步解析与易错点
  1. 构造 t2t6=0

    为什么这样做

    积为负说明两数异号。

  2. (t3)(t+2)=0,两数为 3,2

    为什么这样做

    和为1、积为−6可再次代回确认。

易错与反例

  • 把两个数写成同号会使乘积为正。

本机记录

来源:自编。 断言已执行并通过,读取结构化答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-08。

回补:一元二次方程根与系数的关系(韦达定理) · 一元二次方程的解法。一道题出错只提供候选线索。

第 7 题 基础 · 独立练习

x₁、x₂为 2x27x+3=0 的两个实根。不解根,求 1/x1+1/x2

查看答案

73

查看逐步解析与易错点
  1. Δ=25>0,x₁+x₂=7/2,x₁x₂=3/2≠0;倒数和=(x₁+x₂)/(x₁x₂)=7/3。

    为什么这样做

    韦达先读和积;倒数还要求两个根都非零。

易错与反例

  • 一次项系数为−7,和为−b/a=7/2,不能漏掉负号。

本机记录

来源:自编。 断言已执行并通过,读取结构化答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-09。

回补:一元二次方程根与系数的关系(韦达定理) · 分式与分式方程。一道题出错只提供候选线索。

第 8 题 综合 · 独立练习

方程 x22mx+m+2=0 有两个正实根(允许两根相等),求m的范围。

查看答案

[2,+)

查看逐步解析与易错点
  1. 要求Δ=4(m−2)(m+1)≥0、两根和2m>0、积m+2>0。三者取交集得到m≥2。m=2时两根都是2,符合题意。

    为什么这样做

    实根存在后,积为正说明同号,和为正排除两负;反向也成立。

易错与反例

  • 仅检查和积的符号不能保证实根存在;允许相等时应取Δ≥0。

本机记录

来源:自编。 断言已执行并通过,读取结构化答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-09。

回补:一元二次方程根与系数的关系(韦达定理) · 一元二次不等式。一道题出错只提供候选线索。

第 9 题 综合 · 独立练习

方程 x23x+m=0 的两实根中,一个小于1,另一个大于1。求m的范围。

查看答案

(,2)

查看逐步解析与易错点
  1. 若x₁<1<x₂,则(1−x₁)(1−x₂)=1−3+m=m−2<0,故m<2。反之m<2使Δ=9−4m>1>0,且这两个因子的乘积为负,1必在两根之间。

    为什么这样做

    用端点代入值判断根的分布,还要说明实根存在,完成必要与充分两个方向。

易错与反例

  • m=2时1本身是根,不能满足严格在两根之间。

本机记录

来源:自编。 断言已执行并通过,读取结构化答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-09。

回补:一元二次方程根与系数的关系(韦达定理)。一道题出错只提供候选线索。

第 10 题 基础 · 独立练习

x₁、x₂是 x24x+1=0 的两根。以x₁+1、x₂+1为根的首一二次方程写成 t2+Bt+C=0,依次给出B、C。

查看答案

(6,6)

查看逐步解析与易错点
  1. 新根和为4+2=6,积为x₁x₂+(x₁+x₂)+1=1+4+1=6,所以方程为t²−6t+6=0。

    为什么这样做

    把新根的和积写成旧根的和积,再按(t−u)(t−v)展开构造。

易错与反例

  • 方程的一次项系数是新根和的相反数。

本机记录

来源:自编。 断言已执行并通过,读取结构化答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-09。

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第 11 题 综合 · 独立复测

方程 x2(m+2)x+2m=0 有两个不同的正实根,求m的范围。

查看答案

(0,2)(2,+)

查看逐步解析与易错点
  1. Δ=(m−2)²>0给出m≠2;根的积2m>0给出m>0,此时根和m+2>0。合并得m>0且m≠2。也可分解为(x−m)(x−2)检验。

    为什么这样做

    正根、实根、不同根是三个条件,必须同时成立。

易错与反例

  • m=0有零根,m=2有重根,两点都不能取。

本机记录

来源:自编。 断言已执行并通过,读取结构化答案。 AI辅助逐题复核:Codex,2026-09-09。

回补:一元二次方程根与系数的关系(韦达定理)。一道题出错只提供候选线索。

后继知识

依据

课程依据:初中:方程与不等式。指定条目已对照原页图像,核验范围与日期见引用中心。

教材版本与映射 · 纠错记录。具体学习安排须结合所用教材及已具备的能力。