Phương trình bậc hai với hệ số thực: Lý thuyết, cách giải và bài tập hay, chi tiết

223

Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu Chuyên đề Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số gồm đầy đủ các phần: Lý thuyết, phương pháp giải, bài tập minh họa có lời giải chi tiết giúp học sinh làm tốt bài tập Toán 12 từ đó học tốt môn Toán. Mời các bạn đón xem:

Phương trình bậc hai với hệ số thực: Lý thuyết, cách giải và bài tập hay, chi tiết

A. Lý thuyết

1. Căn bậc hai của số thực âm

Tương tự căn bậc hai của một số thực dương, từ i2 = –1, ta nói i là một căn bậc hai của – 1; – i cũng là một căn bậc hai của –1 vì (–i)2 = –1.

Từ đó, ta xác định được căn bậc hai của các số thực âm, chẳng hạn.

Căn bậc hai của –16 là ±4i vì ±4i2=16

Căn bậc hai của –5 là ±  5i vì ±  5i2=5

Tổng quát, các căn bậc hai của số thực a âm là ±ia.

2. Phương trình bậc hai với hệ số thực

Cho phương trình bậc hai ax+ bx + c = 0 với a; b ; c;a    0.

Xét biệt số ∆ = b2 – 4ac của phương trình. Ta thấy:

Khi ∆ = 0, phương trình có một nghiệm thực x  =  b2a.

Khi ∆ > 0, có hai căn bậc hai thực của ∆ là ±Δ và phương trình có hai nghiệm thực phân biệt, được xác định bởi công thức x1;2  =  b±Δ2a.

Khi ∆ < 0, ta có hai căn bậc hai thuần ảo của ∆ là ±iΔ. Khi đó, phương trình có hai nghiệm phức được xác định bởi công thức x1;2  =  b±iΔ2a.

– Nhận xét:

QUẢNG CÁO

Trên tập hợp số phức, mọi phương trình bậc hai đều có hai nghiệm (không nhất thiết phân biệt).

Tổng quát: Mọi phương trình bậc n (n1):

a0.xn + a1.xn – 1 + ….+ an–1.x + an = 0

Trong đó; a0 ; a1;…..; an;  a0  0đều có n nghiệm phức (các nghiệm không nhất thiết phân biệt).

B. Bài tập

I. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Phương trình z2 + 4x + 5 = 0 có các nghiệm là

A. 2 ± i   

B. -2 ± i   

C. 4 ± i   

D. -4 ± i

Lời giải:

Ta có: Δ' = 22 - 1.5 = -1 = i2. Phương trình có hai nghiệm là:

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Bài 2: Phương trình z2 + 8z + 17 = 0 có hai nghiệm

A. 1 - i và 1 - 2i    

B. 4 - i và 4 + i

C. -4 - i và -4 + i    

D. -2 + 2i và -2 + 4i

Lời giải:

Ta có: Δ = 16 - 17 = -1 = i2. Phương trình có các nghiệm là:

z1 = -4 - i, z2 = -4 + i

Bài 3Phương trình z- 4z + 9 = 0 có hai nghiệm. Giá trị biểu thức T = |z1| + |z2| bằng

A. – 6   

B. 6   

C. 8   

D. 23

Lời giải:

Ta có: Δ' = 4 - 9 = -5 = 5i2. Phương trình có hai nghiệm là:

z1,2 = 2 ± i5

Vậy T = 24+5 = 29 = 6

Bài 4: Phương trình z4 + 3z2 - 4 = 0 có 4 nghiệm phức z1, z2, z3, z4. Giá trị biểu thức T = |z1| + |z2| + |z3| + |z4| bằng

A. 6    

B. 22   

C. 2 + 22   

D. 4 + 22

Lời giải:

Ta có

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

⇒ |z1| = |z2| = 1; |z3| = |z4| = 2

Vậy T = 1 + 1 + 2 + 2 = 6

Bài 5: Số phức z thỏa mãn

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Giá trị biểu thức

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

A. 1    

B. 2   

C. 3    

D. 3672

Lời giải:

Ta có: z + 1z = 3 <=> z2 - 3z + 1 = 0 (1)

Xét phương trình (1): Ta có: Δ = (3)2 - 4.1.1 = -1 = i2

Phương trình (1) có hai nghiệm là:

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Do đó

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Ta có:

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12 Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Vậy T = 1 + 1 = 2

Bài 6: Phương trình z2 -az + b = 0 (a, b ∈ R) có nghiệm z = 1 + i khi

A. a = 2, b = -2    

B. a = 2, b = 2    

C. a = -2, b = 2   

D. a = -2, b = -2

Lời giải:

Thay z = 1 + i vào phương trình đã cho ta có:

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Chọn đáp án B.

Bài 7: Phương trình 2z2 + 4z + 5 = 0 có các nghiệm là

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Lời giải:

Ta có: Δ' = 4 - 10 = -6 = 6i2

Phương trình đã cho có các nghiệm là

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Chọn đáp án C.

Bài 8: Phương trình z2 - z + 1 = 0 có hai nghiệm là

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Lời giải:

Ta có: Δ = 12 - 4 = -3 = 3i2

Các nghiệm của phương trình đã cho là

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Chọn đáp án A.

Bài 9: Để phương trình z2 + bz + c = 0 nhận z1 = -4 + 2i và z2 = -4 - 2i làm nghiệm thì

A. b = -8, c = 20   

B. b = -8, c = -20

C. b = 8, c = 20    

D. b = 8, c = 20

Lời giải:

Gọi z1, z2 là hai nghiệm của phương trình đã cho, áp dụng hệ thức Vi-ét ta có:

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Để phương trình đã cho nhận z1, z2 làm nghiệm thì

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Chọn đáp án D.

Bài 10: Phương trình z2 + 6z + 15 = 0 có các nghiệm là z1, z2.Giá trị biểu thức T = |z1| + |z2| bằng:

A. 215   

B. 6   

C. 45   

D. 23

Lời giải:

Ta có:Δ' = 9 - 15 = -6 = 6i2

Các nghiệm của phương trình là z1 = - 3 - i6, z2 = - 3 + i6

Do đó

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Chọn đáp án A.

II. Bài tập tự luận có lời giải

Bài 1: Phương trình z1 = 1 + 2i, z2 = 2 - 3i có nghiệm là z = 2 + i khi

A. a = 1, b = 4   

B. a = -1, b = 4   

C. a = -1, b = -4    

D. a = 1, b = -4

Lời giải:

Thay z = 2 + i vào phương trình đã cho ta có:

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Bài 2: Phương trình (1 + i)2 = -7 + i có các nghiệm là?

Lời giải:

Phương trình đã cho tương đương với

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Viết -3 + 4i = 4i2 + 4i + 1 = (2i + 1)2, ta có: z2 = (2i + 1)2 <=> z = ±(2i + 1)

Chú ý: Nếu việc viết -3 + 4i = (2i + 1)2 gặp khó khăn thì có thể đặt z = a + bi (a, b ∈ R). Ta có :

(a + bi)2 = -3 + 4i <=> a2 - b2 + 2abi = -3 + 4i

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Từ phương trình thứ hai của hệ ta có b = 2a

Thay vào phương trình thứ nhất của hệ ta có

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Vì a ∈ R và a2 ≥ 0 nên a2 = 1 hay a = ±1. Từ đó ta có hai nghiệm : z1 = -1 - 2i và z2 = 1 + 2i

Câu 3: Phương trình z2 -az + b = 0 (a, b ∈ R) có nghiệm z = 1 + i khi

Lời giải:

Thay z = 1 + i vào phương trình đã cho ta có:

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Câu 4: Phương trình 2z2 + 4z + 5 = 0 có các nghiệm là?

Lời giải:

Ta có: Δ' = 4 - 10 = -6 = 6i2

Phương trình đã cho có các nghiệm là

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Chọn đáp án C.

Câu 5: Phương trình z2 - z + 1 = 0 có hai nghiệm là?

Lời giải:

Ta có: Δ = 12 - 4 = -3 = 3i2

Các nghiệm của phương trình đã cho là

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Câu 6: Để phương trình z2 + bz + c = 0 nhận z1 = -4 + 2i và z2 = -4 - 2i làm nghiệm thì?

Lời giải:

Gọi z1, z2 là hai nghiệm của phương trình đã cho, áp dụng hệ thức Vi-ét ta có:

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Để phương trình đã cho nhận z1, z2 làm nghiệm thì

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Câu 7: Phương trình z2 + 6z + 15 = 0 có các nghiệm là z1, z2.Giá trị biểu thức T = |z1| + |z2| bằng?

Lời giải:

Ta có:Δ' = 9 - 15 = -6 = 6i2

Các nghiệm của phương trình là z1 = - 3 - i6, z2 = - 3 + i6

Do đó

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Câu 8: Phương trình z1 = 1 + 2i, z2 = 2 - 3i có nghiệm là z = 2 + i khi

Lời giải:

Thay z = 2 + i vào phương trình đã cho ta có:

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Câu 9: Phương trình (1 + i)2 = -7 + i có các nghiệm là

Lời giải:

Phương trình đã cho tương đương với

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Viết -3 + 4i = 4i2 + 4i + 1 = (2i + 1)2, ta có: z2 = (2i + 1)2 <=> z = ±(2i + 1)

Chú ý: Nếu việc viết -3 + 4i = (2i + 1)2 gặp khó khăn thì có thể đặt z = a + bi (a, b ∈ R). Ta có :

(a + bi)2 = -3 + 4i <=> a2 - b2 + 2abi = -3 + 4i

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Từ phương trình thứ hai của hệ ta có b = 2a

Thay vào phương trình thứ nhất của hệ ta có

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

Vì a ∈ R và a2 ≥ 0 nên a2 = 1 hay a = ±1 . Từ đó ta có hai nghiệm : z1 = -1 - 2i và z2 = 1 + 2i

Câu 10: Phương trình z2 + 4x + 5 = 0 có các nghiệm là

Lời giải:

Ta có: Δ' = 22 - 1.5 = -1 = i2. Phương trình có hai nghiệm là:

Bài tập trắc nghiệm Giải tích 12 | Câu hỏi trắc nghiệm Giải tích 12

III. Bài tập vận dụng

Bài 1 Phương trình z2 + 8z + 17 = 0 có hai nghiệm là?

Bài 2 Phương trình z2 - 4z + 9 = 0 có hai nghiệm. Giá trị biểu thức T = |z1| + |z2| bằng?

Bài 3 Phương trình z4 + 3z2 - 4 = 0 có 4 nghiệm phức z1, z2, z3, z4. Giá trị biểu thức T = |z1| + |z2| + |z3| + |z4| bằng?

Bài 4 Thế nào là căn bậc hai của số thực dương a ?

Bài 5 Tìm các căn bậc hai phức của các số sau: -7;-8;-12;-20;-121

Bài 6 Giải các phương trình sau trên tập hợp số phức:

a) -3z2 + 2z - 1 = 0

b) 7z2 + 3z + 2 = 0

c) 5z2 - 7z + 11 = 0

Bài 7 Giải các phương trình sau trên tập hợp số phức:

a) z4 + z2 - 6 = 0

b) z4 + 7z2 + 10 = 0

Bài 8 Cho a, b, c ∈R,a ≠ 0,z1 , z2 là hai nghiệm phân biệt ( thực hoặc phức) của phương trình ax2+bx+c=0. Hãy tính z1+z2 và z1.z2 theo hệ số a, b, c.

Bài 9 Cho z = a + bi là một số phức. Hãy tìm phương trình bậc hai với hệ số thực nhận z và z− làm nghiệm.

Bài 10 Tìm các căn bậc hai của w = -5 + 12i.

Từ khóa :
Giải bài tập
Đánh giá

0

0 đánh giá