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专题21.4 一元二次方程根与系数的关系【八大题型】(人教版)(解析版).docx
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八大题型 专题21.4 一元二次方程根与系数的关系【八大题型】人教版解析版 专题 21.4 一元 二次方程 系数 关系 八大 题型 人教版 解析
专题21.4 一元二次方程根与系数的关系【八大题型】 【人教版】 【题型1 由根与系数的关系求代数式的值(直接)】 1 【题型2 由根与系数的关系求代数式的值(代换)】 3 【题型3 由根与系数的关系求代数式的值(降次)】 4 【题型4 由方程两根满足关系式求字母系数的值】 6 【题型5 构造一元二次方程求代数式的值】 9 【题型6 已知方程根的情况判断另一个方程】 11 【题型7 根与系数关系中的新定义问题】 14 【题型8 由方程两根的不等关系确定字母系数的取值范围】 19 【知识点 一元二次方程的根与系数的关系】 如果一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两个实数根是,那么,. 注意它的使用条件为a≠0, Δ≥0. 也就是说,对于任何一个有实数根的一元二次方程,两根之和等于方程的一次项系数除以二次项系数所得的商的相反数;两根之积等于常数项除以二次项系数所得的商. 【题型1 由根与系数的关系求代数式的值(直接)】 【例1】(2022•江安县模拟)若α、β是一元二次方程2x2+3x﹣5=0的两根,则αβ+βα的值是    . 【分析】根据根与系数的关系可得α+β=−32,αβ=−52,再根据完全平方公式以及分式的加法法则即可求出代数式的值. 【解答】解:∵α+β=−32,αβ=−52, ∴α2+β2=(α+β)2﹣2αβ=294, ∴αβ+βα=α2+β2αβ=−2910, 故答案为:−2910. 【变式1-1】(2021秋•密山市校级期末)若x1,x2是一元二次方程x2﹣7x+5=0的两根,则(x1﹣1)(x2﹣1)的值为(  ) A.1 B.﹣1 C.2 D.﹣2 【分析】根据根与系数的关系得出x1+x2、x1x2的值,再代入计算即可. 【解答】解:∵x1,x2是一元二次方程x2﹣7x+5=0的两根, ∴x1+x2=7;x1x2=5. 则(x1﹣1)(x2﹣1)=x1x2﹣(x1+x2)+1=5﹣7+1=﹣1. 故选:B. 【变式1-2】(2022•汉川市模拟)已知实数a、b满足a−2+|b+3|=0,若关于x的一元二次方程x2﹣ax+b=0的两个实数根分别为x1、x2,则1x1+1x2的值是(  ) A.−23 B.23 C.2 D.16 【分析】根据非负数的性质得出a=2,b=3,根据根与系数的关系可得x1+x2=2,x1•x2=3,将1x1+1x2变形为x1+x2x1x2,整体代入即可求得. 【解答】解:∵实数a、b满足a−2+|b+3|=0, ∴a=2,b=﹣3, ∵关于x的一元二次方程x2﹣ax+b=0的两个实数根分别为x1、x2, ∴x1+x2=a=2,x1•x2=b=﹣3, ∴1x1+1x2=x1+x2x1x2=−23, 故选:A. 【变式1-3】(2022春•琅琊区校级月考)若α,β(α≠β)是一元二次方程x2﹣5x﹣14=0的两个根,则α﹣β的值为(  ) A.﹣9 B.9 C.﹣9或9 D.﹣5或5 【分析】利用根与系数的关系可得出α+β=5,α•β=﹣14,将其代入(α﹣β)2=(α+β)2﹣4α•β中可求出(α﹣β)2的值,开方后即可求出α﹣β的值. 【解答】解:∵α,β(α≠β)是一元二次方程x2﹣5x﹣14=0的两个根, ∴α+β=5,α•β=﹣14, ∴(α﹣β)2=(α+β)2﹣4α•β=52﹣4×(﹣14)=81, ∴α﹣β=±9. 故选:C. 【题型2 由根与系数的关系求代数式的值(代换)】 【例2】(2022•乳山市模拟)若x1,x2是方程2x2﹣3x+1=0的两个根,则3x12﹣3x1+x22=(  ) A.14 B.54 C.94 D.34 【分析】根据一元二次方程根与系数的关系可得x1+x2=32,x1x2=12,将3x12﹣3x1+x22变形后求值即可. 【解答】解:∵x1,x2是方程2x2﹣3x+1=0的两个根, ∴x1+x2=32,x1x2=12,2x12﹣3x1+1=0, ∴3x12﹣3x1+x22 =2x12﹣3x1+x12+x22 =﹣1+(x1+x2)2−2x1x2 =﹣1+94−1 =14, 故选:A. 【变式2-1】(2022•牟平区一模)已知一元二次方程x2﹣2022x+1=0的两个根分别为x1,x2,则x12−2022x2+1的值为(  ) A.﹣1 B.0 C.﹣2022 D.﹣2021 【分析】先根据一元二次方程根的定义得到x12+1=2022x1,则x12−2022x2+1变形为2022×x1x2−1x2,再根据根与系数的关系得到x1x2=1,然后利用整体的方法计算即可. 【解答】解:∵x=x1为方程x2﹣2022x+1=0的根, ∴x12﹣2022x1+1=0, ∴x12+1=2022x1, ∴x12−2022x2+1=2022x1−2022x2=2022×x1x2−1x2, ∵方程x2﹣2022x+1=0的两个根分别为x1,x2, ∴x1x2=1, ∴x12−2022x2+1=2022×1−1x2=0. 故选:B. 【变式2-2】(2022•东港区校级一模)若m,n是一元二次方程x2﹣5x﹣1=0的两个实数根,则m2﹣6m﹣n+2022的值是(  ) A.2016 B.2018 C.2020 D.2022 【分析】先根据一元二次方程的解的定义得到m2﹣5m﹣1=0,则m2﹣5m=1,根据根与系数的关系得出m+n=5,再将其代入整理后的代数式计算即可. 【解答】解:∵m是一元二次方程x2﹣5x﹣1=0的根, ∴m2﹣5m﹣1=0, ∴m2﹣5m=1, ∵m、n是一元二次方程x2﹣5x﹣1=0的两个根, ∴m+n=5, ∴m2﹣6m﹣n+2022=m2﹣5m﹣m﹣n+2022=1﹣5+2022=2018. 故选:B. 【变式2-3】(2022春•海门市期末)若m,n是方程x2﹣2x﹣1=0的两个实数根,则2m2+4n2﹣4n+2022的值为    . 【分析】由m,n是方程x2﹣2x﹣1=0的两个实数根可得:m2=2m+1,n2=2n+1,m+n=2,代入所求式子即可得到答案. 【解答】解:∵m,n是方程x2﹣2x﹣1=0的两个实数根, ∴m2﹣2m﹣1=0,n2﹣2n﹣1=0,m+n=2, ∴m2=2m+1,n2=2n+1, ∴2m2+4n2﹣4n+2022 =2(2m+1)+4(2n+1)﹣4n+2022 =4m+2+8n+4﹣4n+2022 =4(m+n)+2028 =4×2+2028 =2036, 故答案为:2036. 【题型3 由根与系数的关系求代数式的值(降次)】 【例3】(2022•呼和浩特)已知x1,x2是方程x2﹣x﹣2022=0的两个实数根,则代数式x13﹣2022x1+x22的值是(  ) A.4045 B.4044 C.2022 D.1 【分析】把x=x1代入方程表示出x12﹣2022=x1,代入原式利用完全平方公式化简,再根据根与系数的关系求出所求即可. 【解答】解:把x=x1代入方程得:x12﹣x1﹣2022=0,即x12﹣2022=x1, ∵x1,x2是方程x2﹣x﹣2022=0的两个实数根, ∴x1+x2=1,x1x2=﹣2022, 则原式=x1(x12﹣2022)+x22 =x12+x22 =(x1+x2)2﹣2x1x2 =1+4044 =4045. 故选:A. 【变式3-1】(2022•硚口区模拟)已知a,b是方程x2﹣x﹣5=0的两根,则代数式﹣a3+5a−5b的值是(  ) A.5 B.﹣5 C.1 D.﹣1 【分析】利用一元二次方程的解及根与系数的关系可得出a2﹣a=5,ab=﹣5,变形后可得出a2﹣5=a,a=−5b,将其代入﹣a3+5a−5b=−a(a2﹣5)−5b中可得出原式=﹣a2+a,再结合a2﹣a=5,即可求出原式=﹣5. 【解答】解:∵a,b是方程x2﹣x﹣5=0的两根, ∴a2﹣a=5,ab=﹣5, ∴a2﹣5=a,a=−5b, ∴﹣a3+5a−5b=−a(a2﹣5)−5b=−a2+a=﹣(a2﹣a)=﹣5. 故选:B. 【变式3-2】(2022•松山区模拟)若m,n是一元二次方程x2+x﹣3=0的两个实数根,则m3﹣4n2+17的值为(  ) A.﹣2 B.6 C.﹣4 D.4 【分析】根据m,n是一元二次方程x2+x﹣3=0的两个实数根,可以得到m2+m﹣3=0,n2+n﹣3=0,m+n=﹣1,然后变形得到m3和4n2,再代入所求式子,计算即可. 【解答】解:∵m,n是一元二次方程x2+x﹣3=0的两个实数根, ∴m2+m﹣3=0,n2+n﹣3=0,m+n=﹣1, ∴m2=3﹣m,n2=3﹣n, ∴m3=3m﹣m2=3m﹣3+m=4m﹣3,4n2=12﹣4n, ∴m3﹣4n2+17 =4m﹣3﹣12+4n+17 =4(m+n)+2 =4×(﹣1)+2 =﹣4+2 =﹣2, 故选:A. 【变式3-3】(2022春•汉阳区校级月考)已知m,n是方程x2﹣4x+2=0的两根,则代数式2m3+5n2−16n+4的值是(  ) A.57 B.58 C.59 D.60 【分析】将代数式的次数化为一次,然后将m,n的值代入求解即可. 【解答】解:∵m,n是方程x2﹣4x+2=0的两根, ∴m2﹣4m+2=0,n2﹣4n+2=0,m+n=4 ∴m2=4m﹣2,n2=4n﹣2, ∴n=4−2n,即2n=4﹣n,m3=4m2﹣2m=14m﹣8, ∴原式=2(14m﹣8)+5(4n﹣2)﹣8(4﹣n)+4 =28(m+n)﹣54 =58. 故选:B. 【题型4 由方程两根满足关系式求字母系数的值】 【例4】(2021秋•毕节市期末)已知x1,x2是关于x的一元二次方程x2﹣(2m+3)x+m2=0的两个不相等的实数根,且满足1x1+1x2=1,则m的值为(  ) A.﹣3或1 B.﹣1或3 C.﹣1 D.3 【分析】根据根与系数关系得出:x1+x2=2m+3,x1x2=m2,代入1x1+1x2=1中,求出m的值,再进行检验即可. 【解答】解:∵x1、x2是关于x的一元二次方程x2﹣(2m+3)x+m2=0的两个不相等的实数根, ∴x1+x2=2m+3,x1x2=m2, ∴1x1+1x2=x1+x2x1x2=2m+3m2=1, 解得:m=3或m=﹣1, 把m=3代入方程得:x2﹣9x+9=0,Δ=(﹣9)2﹣4×1×9>0,此时方程有解; 把m=﹣1代入方程得:x2﹣x+1=0,Δ=1﹣4×1×1<0,此时方程无解,即m=﹣1舍去. 故选:D. 【变式4-1】(2021秋•黔西南州期末)已知关于x的一元二次方程x2﹣2(a﹣1)x+a2﹣a﹣2=0有两个不相等的实数根x1,x2.且x1,x2满足x12+x22﹣x1x2=16,则a的值为(  ) A.﹣6 B.﹣1 C.1或﹣6 D.6或﹣1 【分析】先根据判别式的意义得到a<3,再根据根与系数的关系得x1+x2=2(a﹣1),x1x2=a2﹣a﹣2,利用x12+x22﹣x1x2=16得到4(a﹣1)2﹣3(a2﹣a﹣2)=16,解关于a的方程,然后利用a的范围确定满足条件的a的值. 【解答】解:根据题意得△=4(a﹣1)2﹣4(a2﹣a﹣2)>0, 解得a<3, 根据根与系数的关系得x1+x2=2(a﹣1),x1x2=a2﹣a﹣2, ∵x12+x22﹣x1x2=16, ∴(x1+x2)2﹣3x1x2=16, 即4(a﹣1)2﹣3(a2﹣a﹣2)=16, 整理得a2﹣5a﹣6=0, 解得a1=﹣1,a2=6, 而a<3, ∴a的值为﹣1. 故选:B. 【变式4-2】(2022春•仓山区校级期末)已知关于x的一元二次方程x2﹣4kx+3k2=0. (1)求证:该方程总有两个实数根; (2)若此方程的两个实数根x1,x2,满足x1﹣x2=3,求k的值. 【分析】(1)通过计算根的判别式的值得到Δ=4k2≥0,然后根据根的判别式的意义得到结论; (2)设方程的两实数解为a、b,根据根与系数的关系得a+b=4k,ab=3k2,再利用|a﹣b|=3得到(a+b)2﹣4ab=9,则16k2﹣4×3k2=9,然后解方程,从而得到满足条件的k的值. 【解答】(1)证明:∵Δ=(﹣4k)2﹣4×3k2=4k2≥0, ∴该方程总有两个实数根; (2)解:设方程的两实数解为a、b, 根据根与系数的关系得x1+x2=4k,x1x2=3k2, ∵|x1﹣x2|=3, ∴(x1﹣x2)2=9, ∴(x1+x2)2﹣4x1x2=9, ∴16k2﹣4×3k2=9, 即k2=94, 解得k1=32,k2=−32. 故k的值为32或−32. 【变式4-3】(2022•内江)已知x1、x2是关于x的方程x2﹣2x+k﹣1=0的两实数根,且x2x1+x1x2=x12+2x2﹣1,则k的值为    . 【分析】根据x1、x2是关于x的方程x2﹣2x+k﹣1=0的两实数根,可得x1+x2=2,x1•x2=k﹣1,x12﹣2x1+k﹣1=0,把x2x1+x1x2=x12+2x2﹣1变形再整体代入可得22−2(k−1)k−1=4﹣k,解出k的值,并检验即可得k=2. 【解答】解:∵x1、x2是关于x的方程x2﹣2x+k﹣1=0的两实数根, ∴x1+x2=2,x1•x2=k﹣1,x12﹣2x1+k﹣1=0, ∴x12=2x1﹣k+1, ∵x2x1+x1x2=x12+2x2﹣1, ∴(x1+x2)2−2x1x2x1x2=2(x1+x2)﹣k, ∴22−2(k−1)k−1=4﹣k, 解得k=2或k=5, 当k=2时,关于x的方程为x2﹣2x+1=0,Δ≥0,符合题意; 当k=5时,关于x的方程为x2﹣2x+4=0,Δ<0,方程无实数解,不符合题意; ∴k=2, 故答案为:2. 【题型5 构造一元二次方程求代数式的值】 【例5】(2022•鄞州区模拟)已知实数a≠b,且满足(a+1)2=3﹣3(a+1),3(b+1)=3﹣(b+1)2,则bba+aab的值为(  ) A.23 B.﹣23 C.﹣2 D.﹣13 【分析】根据(a+1)2=3﹣3(a+1),3(b+1)=3﹣(b+1)2,把a、b可看成是关于x的方程(x+1)2+3(x+1)﹣3=0的两个根,然后根据根与系数的关系进行求解. 【解答】解:∵a、b是关于x的方程(x+1)2+3(x+1)﹣3=0的两个根, 整理此方程,得x2+5x+1=0, ∵Δ=25﹣4>0, ∴a+b=﹣5,ab=1. 故a、b均为负数. 因此bba+aab=−baab−abab=−a2+b2abab=−(a+b)2−2abab=−23. 故选:B. 【变式5-1】(2021秋•鄞州区校级期末)已知实数α,β满足2α2+5α﹣2=0,2β2﹣5β﹣2=0,且αβ≠1,且1β2+αβ−52α的值为(  ) A.254 B.−254 C.−174 D.334 【分析】方法1:2β2﹣5β﹣2=0,可得2(1β)2+5×1β−2=0,那么α、1β是方程2x2+5x﹣2=0的两实根,由根与系数关系得α+1β=−52,α•1β=−1,再把1β2+αβ−52α变形−52(α+1β)+α•1β,然后利用整体代入的方法计算; 方法2:代数式先提取前两项中的1β,再提取−52即可. 【解答】解:方法1:∵2β2﹣5β﹣2=0, ∴β≠0, 方程两边同时除以﹣β2,可得2(1β)2+5×1β−2=0, 又2α2+5α﹣2=0, ∴α、1β是方程2x2+5x﹣2=0的两实根, ∴α+1β=−52,α•1β=−1, ∴1β2+αβ−52α =−52×1β+1+α•1β−52α =−52(α+1β)+α•1β+1 =−52×(−52)+(﹣1)+1 =254. 方法2:1β2+αβ−52α =1β(1β+α)−52α =−52×1β−52α =−52×(1β+α) =−52×(−52) =254. 故选:A. 【变式5-2】(2022•周村区二模)已知a、b、m、n为互不相等的实数,且(a+m)(a+n)=2,(b+m)(b+n)=2,则ab﹣mn的值为(  ) A.4 B.1 C.﹣2 D.﹣1 【分析】先把已知条件变形得到a2+(m+n)a+mn﹣2=0,b2+(m+n)b+mn﹣2=0,则可把a、b看作方程x2+(m+n)x+mn﹣2=0的两实数根,利用根与系数的关系得到ab=mn﹣2,从而得到ab﹣mn的值. 【解答】解:∵(a+m)(a+n)=2,(b+m)(b+n)=2, ∴a2+(m+n)a+mn﹣2=0,b2+(m+n)b+mn﹣2=0, 而a、b、m、n为互不相等的实数, ∴a、b看作方程x2+(m+n)x+mn﹣2=0的两实数根, ∴ab=mn﹣2, ∴ab﹣mn=﹣2. 故选:C. 【变式5-3】(2022春•杭州期中)若xy+x≠1,且5x2+300x+9=0,9y2+318y+314=0,则xy+1的值是   . 【分析】方程9y2+318y+314=0可变形为9(y+1)2+300(y+1)+5=0,把9(y+1)2+300(y+1)+5=0两边都除以(y+1)2得5×(1y+1)2+300×1y+1+9=0,结合xy+x≠1可得出x,1y+1是方程5x2+300x+9=0的两个不相等的实数根,再利用根与系数的关系可得答案. 【解答】解:∵9y2+318y+314=0, ∴9(y+1)2+300(y+1)+5=0. 把9(y+1)2+300(y+1)+5=0两边都除以(y+1)2,得5×(1y+1)2+300×1y+1+9=0. ∵xy+x≠1, ∴x≠1y+1, ∴x,1y+1是方程5x2+300x+9=0的两个不相等的实数根, ∴xy+1=95. 故答案为:95. 【题型6 已知方程根的情况判断另一个方程】 【例6】(2022•新华区校级一模)已知关于x的一元二次方程(p+1)x2+2qx+(p+1)=0(其中p,q为常数)有两个相等的实数根,则下列结论: ①1和一1都是方程x2+qx+p=0的根 ②0可能是方程x2+qx+p=0的根 ③﹣1可能是方程x2+qx+p=0的根 ④1一定不是方程x2+qx+p=0的根 其中正确的是(  ) A.①② B.③④ C.②③ D.①④ 【分析】根据根的判别式可得Δ=(2q)2﹣4(p+1)2=0,进一步可得q=±(p+1),可知x=1或x=﹣1可能是但不能同时是方程x2+qx+p=0的根;当x=0时,可得p和q的值且符合题意,即可进行判断. 【解答】解:根据题意,可得Δ=(2q)2﹣4(p+1)2=0,且p+1≠0, ∴q=±(p+1), 当q=p+1时,q﹣p﹣1=0, 此时x=﹣1是方程x2+qx+p=0的根, 当q=﹣(p+1)时,q+p+1=0, 此时x=1是方程x2+qx+p=0的根, ∵p+1≠0, ∴p+1≠﹣(p+1), ∴x=1和x=﹣1不能同时是方程x2+qx+p=0的根, 故①④不符合题意,③选项符合题意; 当x=0时,p=0, ∴q=±1, ∴当p=0,q=±1时,x=0是方程x2+qx+p=0的根, 故②符合题意, 故选:C. 【变式6-1】(2022春•余杭区月考)已知关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0与cx2+bx+a=0,且ac≠0,a≠c.下列说法正确的是(  ) A.若方程ax2+bx+c=0有两个相等的实数根,则方程cx2+bx+a=0没有实数根 B.若方程ax2+bx+c=0的两根符号相同,则方程cx2+bx+a=0的两根符号也相同 C.若5是方程ax2+bx+c=0的一个根,则5也是方程cx2+bx+a=0的一个根 D.若方程ax2+bx+c=0和方程cx2+bx+a=0有一个相同的根,则这个根必是x=1 【分析】利用根的判别式与根与系数的关系判断即可. 【解答】解:A、若方程ax2+bx+c=0有两个相等的实数根, 则有b2﹣4ac=0,可得方程cx2+bx+a=0也有两个相等的实数根,不符合题意; B、若方程ax2+bx+c=0的两根符号相同,即ca>0, 则方程cx2+bx+a=0的两根符号也相同,符合题意; C、把x=5代入方程得:25a+5b+c=0, 而25c+5b+a不一定为0,即x=5不一定是方程cx2+bx+a=0的一个根,不符合题意; D、若方程ax2+bx+c=0和方程cx2+bx+a=0有一个相同的根, 则有ax2+bx+c=cx2+bx+a,即(a﹣c)x2=a﹣c, 由a≠c,得到x2=1,即x=±1,不符合题意. 故选:B. 【变式6-2】(2022春•仓山区校级期末)已知两个关于x的一元二次方程M:ax2+bx+c=0,N:cx2+bx+a=0,其中ac≠0,a≠c.下列结论错误的是(  ) A.若方程M有两个相等的实数根,则方程N也有两个相等的实数根 B.若方程M有一个正根和一个负根,则方程N也有一个正根和一个负根 C.若5是方程M的一个根,则15是方程N的一个根 D.若方程M和方程N有一个相同的根,则这个根一定是x=1 【分析】A、一元二次方程ax2+bx+c=0有两个相等的实数根,则Δ=b2﹣4ac=0,对于方程cx2+bx+a=0,Δ=b2﹣4ac=0,则方程N也有两个相等的实数根; B、利用ac<0和根的判别式进行判断即可; C、把x=5代入ax2+bx+c=0得:25a+5b+c=0,等式的两边同除以25得到125c+15b+a=0,于是得到15是方程N的一个根,无法得到5是方程N的一个根; D、如果方程M和方程N有一个相同的根,那么这个根可能是x=±1. 【解答】解:A、∵方程M有两个相等的实数根, ∴Δ=b2﹣4ac=0, ∵方程N的Δ=b2﹣4ac=0, ∴方程N也有两个相等的实数根,故不符合题意; B、∵方程M的两根符号相同, ∴ca<0,且b2﹣4ac>0, ∴ac>0,且b2﹣4ac>0, ∴方程N也有一个正根和一个负根,故不符合题意; C、∵把x=5代入ax2+bx+c=0得:25a+5b+c=0, ∴125c+15b+a=0, ∴15是方程N的一个根,故不符合题意; D、∵方程M和方程N有一个相同的根, ∴ax2+bx+c=cx2+bx+a, ∴(a﹣c)x2=a﹣c, ∵a≠c, ∴x2=1, ∴x=±1, 即这个根可能是x=±1;故符合题意. 故选:D. 【变式6-3】(2022春•瑶海区校级期末)关于x的一元二次方程x2+px+q=0有两个同号非零整数根,关于y的一元二次方程y2+qy+p=0也有两个同号非零整数根,则下列说法正确的是(  ) A.p是正数,q是负数 B.(p﹣2)2+(q﹣2)2<8 C.q是正数,p是负数 D.(p﹣2)2+(q﹣2)2>8 【分析】设方程x2+px+q=0的两根为x1、x2,方程y2+qy+p=0的两根为y1、y2.根据方程解的情况,结合根与系数的关系可得出x1•x2=q>0,y1•y2=p>0,即可判断A与C;②由方程有两个实数根结合根的判别式得出p2﹣4q≥0,q2﹣4p≥0,利用不等式的性质以及完全平方公式得出(p﹣2)2+(q﹣2)2>8,即可判断B与D. 【解答】解:设方程x2+px+q=0的两根为x1、x2,方程y2+qy+p=0的两根为y1、y2. ∵关于x的一元

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