在数学中,二次方程是常见的代数问题之一,它的一般形式为 $ ax^2 + bx + c = 0 $。本文将围绕一个具体的二次方程展开分析:
$ x^2 - (k+2)x + 2k = 0 $
其中,$ k $ 是一个参数,我们需要探讨这个方程的解及其与参数 $ k $ 的关系。
一、方程的基本结构
该方程可以写成标准形式:
$$
x^2 - (k+2)x + 2k = 0
$$
其中,系数分别为:
- $ a = 1 $
- $ b = -(k+2) $
- $ c = 2k $
根据求根公式,二次方程的解为:
$$
x = \frac{-(b) \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
$$
代入上述系数可得:
$$
x = \frac{(k+2) \pm \sqrt{(k+2)^2 - 8k}}{2}
$$
化简判别式部分:
$$
(k+2)^2 - 8k = k^2 + 4k + 4 - 8k = k^2 - 4k + 4 = (k - 2)^2
$$
因此,方程的两个解为:
$$
x = \frac{(k+2) \pm (k - 2)}{2}
$$
分别计算两种情况:
- 当取“+”号时:
$$
x = \frac{(k+2) + (k - 2)}{2} = \frac{2k}{2} = k
$$
- 当取“-”号时:
$$
x = \frac{(k+2) - (k - 2)}{2} = \frac{4}{2} = 2
$$
二、解的分析
由此可以看出,无论 $ k $ 取何值(只要满足实数条件),该方程的两个根始终为:
$$
x_1 = k, \quad x_2 = 2
$$
这意味着,无论 $ k $ 如何变化,该方程总是有两个实数解,且其中一个解恒为 2,另一个解则随 $ k $ 而变化。
三、特殊情形讨论
情形1:当 $ k = 2 $ 时
此时,方程变为:
$$
x^2 - (2+2)x + 2×2 = x^2 - 4x + 4 = 0
$$
即:
$$
(x - 2)^2 = 0
$$
说明此时方程有两个相等的实数根,即重根 $ x = 2 $。
情形2:当 $ k = 0 $ 时
方程变为:
$$
x^2 - 2x + 0 = x(x - 2) = 0
$$
解为 $ x = 0 $ 或 $ x = 2 $,符合前面的结论。
四、总结
通过分析方程 $ x^2 - (k+2)x + 2k = 0 $,我们发现其解具有以下特点:
- 不论 $ k $ 取何值,方程都有两个实数解;
- 其中一个解恒为 2,另一个解为 $ k $;
- 当 $ k = 2 $ 时,方程出现重根;
- 方程的结构简单但具有一定的规律性,适合用于教学或基础练习。
这种类型的题目在初中或高中阶段较为常见,有助于学生理解二次方程的性质及参数对解的影响。