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=-

b
a
x1x2=
c
a

取x0=

x1+x2
2
=-
b
2a
,代入函数解析式可得

f(x0)=a(-

b
2a
)2+b(-
b
2a
)+c=
4ac-b2
4a

因为方程有两个实根,所以b2-4ac>0,

所以a•f(x0)=

4ac-b2
4
<0成立;

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=-

ab
2a2
处,a2x2+abx+ac 取得最小值,

为f(-

ab
2a2
)=ac-
b2
4
,既然它是最小值,那么f(-
ab
2a2
)≤f(x0)<0,

所以ac-

b2
4
<0,即b2-4ac>0,故原方程必然有2个不等实根;

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.

填空题
单项选择题