已知关于x的方程 mx^2 + (3-m)x - 3 = 0(m为实数,m≠0),请证明此方程总有两个实数根。
我们需要证明给定的二次方程mx^2 + (3-m)x - 3 = 0对于所有非零实数m都有两个不同的实数根。
ANSWER & EXPLANATION
解答与说明
要证明关于 ( x ) 的方程 ( mx^2 + (3 - m)x - 3 = 0 )(( m \neq 0 ))总有两个实数根,可以通过以下步骤进行推导:
步骤 1:计算判别式
对于二次方程 ( ax^2 + bx + c = 0 ),判别式为: [ \Delta = b^2 - 4ac ] 当前方程的系数为: [ a = m, \quad b = 3 - m, \quad c = -3 ] 代入判别式: [ \Delta = (3 - m)^2 - 4 \cdot m \cdot (-3) ]
步骤 2:展开并简化
展开计算: [ \Delta = (9 - 6m + m^2) + 12m = m^2 + 6m + 9 ] 进一步因式分解: [ \Delta = (m + 3)^2 ]
步骤 3:分析判别式的符号
由于平方数恒非负,即: [ \Delta = (m + 3)^2 \geq 0 \quad \text{对所有实数 } m \text{ 成立} ] 因此,判别式始终非负,方程必有两个实数根(可能为重根)。
结论
无论 ( m ) 取何非零实数,方程 ( mx^2 + (3 - m)x - 3 = 0 ) 的判别式始终非负(( \Delta \geq 0 )),故方程总有两个实数根。当 ( m = -3 ) 时,方程有一个重根;其他情况下,方程有两个不同的实数根。
为了证明这个结论,我们可以使用判别式Δ的方法。判别式Δ的定义为:Δ = b^2 - 4ac。对于给定的方程,我们有a = m, b = 3 - m, c = -3。将这些值代入判别式的公式中,我们得到:
Δ = (3 - m)^2 - 4 * m * (-3)
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