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一元二次方程“根与系数的关系”这节课的内容,我一直觉得有点尴尬,很多考题用它来求解会非常简洁轻松,但它竟然是“选学”!当然,现在各地在这个内容上的要求具体是怎样的我不大清楚,但我觉得它还是比较重要的,有必要给学生讲一讲。
那么,如何讲呢?
根与系数的关系,说它难,似乎也不难,结论就两句话:
x₁+x₂=-b/a, x₁x₂=c/a
会的学生很快就能背下来,不会的学生也能照着套。但如果课堂最后只剩下“记住公式、会代数运算”,我总觉得这节课少了些许数学味道。因为真正值得学生学会的,恰恰不是这两条公式,而是:
为什么一个方程的“根”,竟然可以直接从它的“系数”里读出来?
这才是韦达定理最有“内涵”的地方。
过去我们比较熟悉的推导方式,是从求根公式出发,把两个根写出来,再求和、求积。这当然没有问题,逻辑也很严密。但新教材给出的思路,其实更值得课堂停下来想一想:既然x₁、x₂是方程的两个根,那么这个方程应该长什么样?
先不急着求根。我们不妨拿一个最简单的方程:
2x²-10x+12=0
学生很容易发现,它可以写成
2(x-2)(x-3)=0
那么2和3为什么会出现在这里?因为它们正是这个方程的两个根!
于是,一个很自然的问题来了:
如果根不是具体的2和3,而是x₁、x₂呢?
学生自然就会想到:
ax²+bx+c=a(x-x₁)(x-x₂)
展开右边:
ax²-a(x₁+x₂)x+ax₁x₂
再和原来的式子比较系数,于是结论自然就出来了。
我觉得,这个过程最有价值的,不是“比较系数”这四个字,而是前面那个关键的想法:
既然x₁、x₂是根,那么方程就应该能够用这两个根“写出来”!
一旦学生真正想通这一层,后面的公式其实已经不是老师“给出来”的,而是学生自己“长出来”的。
接着,这个结论有什么用?
韦达定理的价值,不应该停留在表面上的“求两根的和与积”。
如果一道题问:
已知一元二次方程的 5x²+13x-7=0 两个根为x₁、x₂,求x₁²+x₂²的值.
很多学生的第一反应是:先把两个根求出来。其实根本没必要。因为x₁²+x₂²=(x₁+x₂)²-2x₁x₂,而x₁+x₂、x₁x₂都可以直接由系数得到。
这时候学生才真正开始体会到 : 原来有些问题, 根可以不求,答案照样能够得到。
我觉得这才是这节课真正应该让学生建立起来的意识——以前解一元二次方程,我们总想着“把根算出来”,学了根与系数的关系以后,要开始学会反思: 解决一些问题的时候,真的需要知道每一个根是多少吗?
有时候,我们并不关心两个根各自是谁,我们只关心它们的和、积,或者由和与积组成的某个整体式子。这其实是代数思维的一次升级:从“具体求数”,到研究“结构关系”。
所以,如果让我重新设计这节课,我不会把大量时间放在让学生反复练习“x₁+x₂=-b/a,x₁x₂=c/a”上,而会尽量让课堂围绕三个问题展开:
为什么根能够决定方程?
为什么系数又能够反过来表示根的关系?
什么时候我们知道“不求根”,反而比“求出根”更聪明?
当学生如果能够从看到根,就想到因式;看到系数,就想到根的关系,这节课就成功了。说到底,韦达定理并不神秘。它只是在告诉学生一件很朴素的事情:一个方程写在纸面上看似只是几个系数,但这些系数背后,其实藏着它的根之间的关系。
数学学习真正有意思的地方,也往往就在这里——不是多记住一个公式,而是慢慢学会:
透过表面的数,看见数与数之间更深的联系。
附新教材中关于根与系数关系的内容:
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