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第 17章 一元二次方程
17.5 一元二次方程的应用
第2课时 几何图形问题
学 习 目 标
1
2
掌握面积法建立一元二次方程的数学模型.(难点).
能运用一元二次方程解决与面积有关的实际问题.(重点)
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复习交流
知识讲解
几何图形与一元二次方程
探 究
问题:要设计一本书的封面,封面长27㎝,宽21cm,正中央是一个与整个封面长宽比例相同的矩形.如果要使四周的彩色边衬所占面积是封面面积的四分之一,上、下边衬等宽,左、右边衬等宽,应如何设计四周边衬的宽度?(精确到0.1cm)
分析:这本书的长宽之比 : , 正中央的矩形长宽之比 : ,上下边衬与左右边衬之比 : .
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设中央长方形的长和宽分别为9a和7a.由此得到上下边衬宽度之比为:
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解:设上下边衬宽为9xcm,左右边衬宽为7xcm.依题意,得
解方程得
故上下边衬的宽度为:
左右边衬的宽度为:
答:上下边衬的宽度为:1.8cm,左右边衬的宽度为1.4cm.
思考
如果换一种设未知数的方法,是否可以更简单地解决上面的问题?
解:设正中央的矩形两边分别为9xcm,7xcm.依题意,得
解得
故上、下边衬的宽度为:
左、右边衬的宽度为:
答:上下边衬的宽度为:1.8cm,左右边衬的宽度为1.4cm.
例1
如图,某小区在一个长为40 m,宽为26 m 的长方形场地ABCD 上修建三条同样宽的甬路,其中两条与AB 平行,另一条与AD 平行,其余部分种草,若使每一块草坪的面积都为144 m2,求甬路的宽度.
解法1 :设甬路的宽为x m,
根据题意,得40×26-(40x+2×26x-2x2)= 144×6,
整理,得x2-46x+88 = 0,解得x1 = 44, x2 = 2.
因为甬路的宽必须小于m,即小于20 m,
所以x= 44 不符合题意,舍去,所以x= 2.
答:甬路的宽为2 m.
解法2 :设甬路的宽为x m,根据题意,
得(40-2x)(26-x)= 144×6 ,
整理,得x2-46x+88 = 0,解得x1 = 44, x2 = 2.
因为甬路的宽必须小于 m,即小于20 m,
所以x = 44 不符合题意,舍去,所以x = 2.
答:甬路的宽为2 m.
分析:将原图中三条甬路分别向上和向右平移至如图所示的位置,若设甬路的宽为x m,则草坪总面积为(40-2x)(26-x)m2,所列方程为(40-2x)(26-x)= 144×6.
我们利用“图形经过移动,它的面积大小不会改变”的性质,把纵、横两条路移动一下,使列方程容易些.
如图,某中学准备在校园里利用围墙的一段,再砌三面墙,围成一个矩形花园ABCD(围墙MN最长可利用25 m),现在已备足可以砌50 m长的墙的材料,当矩形花园的面积为300 m2时,求AB的长.
例2
解:设AB长为x m,则BC长为(50-2x)m.根据题意,得x(50-2x)=300.
解得x1=10,x2=15.
当x=10时,AD=BC=50-2x=30>25,不合题意,所以x=10应该舍去.
当x=15时,AD=BC=50-2x=20<25,所以x=15满足条件.
答:AB的长为15 m.
随堂训练
C
B
1.绿苑小区在规划设计时,准备在两幢楼房之间设置一块面积为900平方米的矩形绿地,并且长比宽多10米.设绿地的宽为x米,根据题意,可列方程为( )
A. x(x-10)=900 B. x(x+10)=900
C.10(x+10)=900 D.2[x+(x+10)]=900
2.公园有一块正方形的空地,后来从这块空地上划出部分区域栽种鲜花(如图),原空地一边减少了1 m,另一边减少了2 m,剩余空地的面积为18 m2,求原正方形空地的边长,设原正方形空地的边长为x m,则可列方程为( )
A.(x+1)(x+2)=18
B. x2-3x+16=0
C.(x-1)(x-2)=18
D.x2+3x+16=0
3.一个直角三角形的两条直角边相差5 cm,面积是7 cm2,则它的两条直角边长分别为 .
4.在一幅长50 cm,宽30 cm的风景画的四周镶一条金色纸边,制成一幅矩形 挂图, 如图所示.如果要使整个矩形挂图的面积是1 800 cm2,设金色纸边的宽为x cm,那么x满足的方程为 .
x2+40x-75=0
2 cm,7 cm
5.某村计划建造如图所示的矩形蔬菜温室,要求长与宽的比为2∶1.在温室内,沿前侧内墙保留3 m宽的空地,其他三侧内墙各保留1 m宽的通道.当矩形温室的长与宽各为多少时,蔬菜种植区域的面积是288 m2?
解:设矩形温室的宽为 x m,则长为2x m.根据题意,得
(x-2)(2x-4)=288.
解得x1=-10(不合题意,舍去),x2=14.
所以2x=2×14=28.
答:当矩形温室的长为28 m,宽为14 m时,蔬菜种植区域的面积是288 m2.
6. 如图1,在宽为20米,长为32米的矩形地面上修筑同样宽的道路(图中阴影部分),余下的部分种上草坪.要使草坪的面积为540平方米,求道路的宽.
解:设道路宽为x米,由平移得到图2,则宽为(20-x)米,长为(32-x)米.列方程,得
(20-x)(32-x)=540,
整理,得 x2-52x+100=0,
解得 x1=50(舍去),x2=2.
答:道路宽为2米.
图1
图2
7.已知,如图,在△ABC中,∠B=90°,AB=5 cm,BC=7 cm.点P从点A开始沿AB边向点B以1 cm/s的速度移动,点Q从点B开始沿BC边向点C以2 cm/s的速度移动.
(1)如果点P,Q分别从点A,B同时出发,那么几秒后,△PBQ的面积等于4 cm2
(2)如果点P,Q分别从点A,B同时出发,那么几秒后,PQ的长度等于5 cm
(3)在问题(1)中,△PBQ的面积能否等于7 cm2?说明理由.
解:(1)设x秒后,△PBQ的面积等于4 cm2.根据题意,得x(5- x)=4.
解得x1=1, x2=4.
∵当x=4时,2 x=8>7,不合题意,舍去.
∴ x =1.
答:1 s后,△PBQ的面积等于4 cm2.
(2)设y秒后,PQ=5 cm,则(5- y)2+(2 y)2=25.
解得y1=0(舍去), y2=2.
∴ y=2.
答:2 s后,PQ的长度等于5 cm.
(3)设a秒后,△PBQ的面积等于7 cm2.根据题意,得a(5-a)=7.
此方程无解.
∴△PBQ的面积不能等于7 cm2.
课堂小结
几何图形与一元二次方程问题
几何图形
常见几何图形面积是等量关系
类 型
面积问题
常采用图形平移聚零为整,列方程
动态几何问题