问题
解答题
求证:当f(x)=ax2+bx+c(a≠0)时,方程ax2+bx+c=0有不等实根的充要条件是:存在x0∈R使得a•f(x0)<0.
答案
证明:必要性:设方程ax2+bx+c=0有不等实根x1<x2,
根据韦达定理有x1+x2=-
,x1•x2=b a
,c a
取x0=
=-x1+x2 2
,代入函数解析式可得b 2a
f(x0)=a(-
)2+b(-b 2a
)+c=b 2a
,4ac-b2 4a
因为方程有两个实根,所以b2-4ac>0,
所以a•f(x0)=
<0成立;4ac-b2 4
充分性:如果存在x0使得a•f(x0)<0,即a2x2+abx+ac<0在x=x0处成立,
因为a2>0,根据二次函数特点,x=-
处,a2x2+abx+ac 取得最小值,ab 2a2
为f(-
)=ac-ab 2a2
,既然它是最小值,那么f(-b2 4
)≤f(x0)<0,ab 2a2
所以ac-
<0,即b2-4ac>0,故原方程必然有2个不等实根;b2 4
综上可得:方程ax2+bx+c=0有不等实根的充要条件是:存在x0∈R使得a•f(x0)<0.