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$-3$
解:
∵ 关于$x$的一元二次方程$4ax^2+4bx+c=0,$$4bx^2+4cx+a=0,$$4cx^2+4ax+b=0$有公共解,
∴ 可设公共解为$x=t,$
则$at^2+bt+\frac{c}{4}=0$ ①,$bt^2+ct+\frac{a}{4}=0$ ②,$ct^2+at+\frac{b}{4}=0$ ③。
①+②+③,得$(a+b+c)t^2+(a+b+c)t+\frac{a+b+c}{4}=0,$
即$(a+b+c)(t^2+t+\frac{1}{4})=0。$
∵ $t^2+t+\frac{1}{4}=(t+\frac{1}{2})^2\ge0,$
∴ $a+b+c=0$ 或 $t=-\frac{1}{2}。$
当$a+b+c=0$时,$c=-a-b,$
原式$=\frac{c^2-a^2-b^2}{ab}=\frac{(-a-b)^2-a^2-b^2}{ab}=\frac{a^2+2ab+b^2-a^2-b^2}{ab}=\frac{2ab}{ab}=2。$
当$t=-\frac{1}{2}$时,分别代入已知的前两个方程,可得$a-2b+c=0,$$a+b-2c=0。$
联立两式,得$a=b=c,$
∴ $\frac{c^2}{ab}-\frac{a}{b}-\frac{b}{a}=\frac{a^2}{a· a}-\frac{a}{a}-\frac{a}{a}=1-1-1=-1。$
综上所述,代数式$\frac{c^2}{ab}-\frac{a}{b}-\frac{b}{a}$的值为2或$-1。$
解:由探究过程可知$a=\frac{\sqrt{5}+1}{2}b,$$c=a-b=\frac{\sqrt{5}-1}{2}b,$

∵ 线段总长为4,即$a+b+c=4,$
∴ $\frac{\sqrt{5}+1}{2}b + b + \frac{\sqrt{5}-1}{2}b = 4,$
解得$b=\sqrt{5}-1。$
∴ $a=\frac{\sqrt{5}+1}{2}×(\sqrt{5}-1)=2,$
$c=\frac{\sqrt{5}-1}{2}×(\sqrt{5}-1)=3-\sqrt{5}。$
【分析】
对于有公共实数解的多个一元二次方程,通常设公共解为t,将各方程相加后提取公因式,结合平方的非负性分类讨论,同时需检验解的合理性,避免漏解。
(1) 设三个方程的公共解为t,代入后相加,利用t²+t+1恒正求解k;
(2) 设公共解为t,代入三个方程相加,结合平方的非负性分两种情况讨论,分别计算代数式的值。
【解析】
(1) 设三个方程的公共解为t,则:
$t^2 + 2t + k = 0$ ①,
$2t^2 + kt + 1 = 0$ ②,
$kt^2 + t + 2 = 0$ ③,
①+②+③得:$(1+2+k)t^2 + (2+k+1)t + (k+1+2)=0$,
整理得:$(k+3)(t^2 + t + 1)=0$,
∵ $t^2 + t + 1 = (t+\frac{1}{2})^2 + \frac{3}{4} > 0$,
∴ $k+3=0$,即$k=-3$,
检验:当$k=-3$时,三个方程为$x^2+2x-3=0$、$2x^2-3x+1=0$、$-3x^2+x+2=0$,公共解为$x=1$,符合题意,故$k=-3$。
(2) 设公共解为$x=t$,代入三个方程得:
$4at^2 + 4bt + c = 0$ ①,
$4bt^2 + 4ct + a = 0$ ②,
$4ct^2 + 4at + b = 0$ ③,
①+②+③得:$4(a+b+c)t^2 + 4(a+b+c)t + (a+b+c)=0$,
提取公因式得:$(a+b+c)(4t^2 + 4t + 1)=0$,
∵ $4t^2 + 4t + 1=(2t+1)^2≥0$,
∴ 分两种情况:
情况1:$a+b+c=0$,即$c=-a-b$,
代入代数式:$\frac{c^2}{ab} - \frac{a}{b} - \frac{b}{a} = \frac{c^2 - a^2 - b^2}{ab}$,
将$c=-a-b$代入得:$\frac{(-a-b)^2 - a^2 - b^2}{ab} = \frac{a^2+2ab+b^2 - a^2 - b^2}{ab} = \frac{2ab}{ab}=2$;
情况2:$(2t+1)^2=0$,即$t=-\frac{1}{2}$,
将$t=-\frac{1}{2}$代入①②得:
$a - 2b + c = 0$,
$a + b - 2c = 0$,
联立解得$a=b=c$,
代入代数式:$\frac{c^2}{ab} - \frac{a}{b} - \frac{b}{a} = \frac{a^2}{a·a} - \frac{a}{a} - \frac{a}{a}=1-1-1=-1$;
综上,代数式的值为2或-1。
【答案】
(1) -3;(2) 2或-1
【知识点】
一元二次方程公共解,代数式求值,平方的非负性
【点评】
本题考查一元二次方程公共解的代数综合应用,核心方法是设公共解并将方程相加因式分解,结合平方的非负性分类讨论,需注意避免漏解,计算时需仔细推导,是中等难度的代数题。
【难度系数】
0.5
【分析】
本题是前面线段分割探究过程的延伸,解题思路为:先根据探究得出的$a$与$b$、$c$与$b$的关系,结合线段总长为4的条件,将$a$、$c$用$b$表示后代入总长等式,求出$b$的值,再进一步计算$a$和$c$的值。
【解析】
根据探究过程的结论,已知$a=\dfrac{\sqrt{5}+1}{2}b$,且$c=a-b=\dfrac{\sqrt{5}-1}{2}b$。
因为线段总长为4,所以$a+b+c=4$,将$a$、$c$用$b$代入得:
$\dfrac{\sqrt{5}+1}{2}b + b + \dfrac{\sqrt{5}-1}{2}b = 4$
合并同类项计算括号内的值:
$(\dfrac{\sqrt{5}+1}{2} + 1 + \dfrac{\sqrt{5}-1}{2})b = (\dfrac{2\sqrt{5}}{2} +1)b = (\sqrt{5}+1)b =4$
解得$b=\dfrac{4}{\sqrt{5}+1}=\dfrac{4(\sqrt{5}-1)}{(\sqrt{5}+1)(\sqrt{5}-1)}=\sqrt{5}-1$。
再计算$a$:
$a=\dfrac{\sqrt{5}+1}{2}×(\sqrt{5}-1)=\dfrac{5-1}{2}=2$
计算$c$:
$c=\dfrac{\sqrt{5}-1}{2}×(\sqrt{5}-1)=\dfrac{6-2\sqrt{5}}{2}=3-\sqrt{5}$
【答案】
$a=2$,$b=\sqrt{5}-1$,$c=3-\sqrt{5}$
【知识点】
一元二次方程应用,代数式化简求值
【点评】
本题是探究型问题的延伸,重点考查代数式的代入运算、一元二次方程求根公式的运用,解题关键是利用已知的线段关系结合总长条件求解,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6