直接开平方法解一元二次方程6大题型
【题型1 直接开平方法解一元二次方程的条件】
【例1】(2022秋 环江县期末)若关于x的方程x2﹣m=0有实数根,则m的取值范围是( )
A.m<0 B.m≤0 C.m>0 D.m≥0
【变式1-1】(2022秋 乐亭县期中)若方程(x﹣1)2=m+1有解,则m的取值范围是( )
A.m≤﹣1 B.m≥﹣1
C.m为任意实数 D.m>0
【变式1-2】(2022春 南岗区校级月考)若(4x﹣3)2=m+3无实数解,则m的取值范围是 .
【变式1-3】(2022秋 鼓楼区校级月考)已知关于x的方程(x﹣1)2=4m﹣1有两个实数根.
(1)求m的取值范围;
(2)若方程有一个根为2,求方程的另外一个根.
【题型2 解形如的方程】
【例2】(2022秋 梁溪区校级期中)解方程:
(1)x2=9;
(2)4x2﹣25=0.
【变式2-1】(2022秋 江城区期中)解方程4x2﹣13=12
【变式2-2】(2022秋 马山县期中)解方程:1﹣8x+16x2=2﹣8x.
【变式2-3】(2022春 金山区期中)解关于x的方程:x2﹣1=1﹣ax2(a≠﹣1).
【题型3 解形如的方程】
【例3】(2023 广州校级期中)解方程:4(2x﹣1)2﹣36=0.
【变式3-1】(2022春 蜀山区期中)解方程:(y+2)2﹣6=0
【变式3-2】(2022秋 孟津县期末)解方程:(y+2)2=(3y﹣1)2.
【变式3-3】(2023秋 孝南区月考)解方程:4x2+12x+9=81.
【题型4 已知方程的根求字母的值】
【例4】(2022秋 武昌区校级期中)如果x=2是方程x2﹣c=0的一个根,这个方程的另一个根为 .
【变式4-1】(2022秋 龙湖区期末)若关于x的方程(ax﹣1)2﹣16=0的一个根为2,则a的值为 .
【变式4-2】(2022秋 杨浦区期中)若关于x的一元二次方程a(x﹣m)2=3的两根为±,其中a、m为两数,则a= ,m= .
【变式4-3】(2022秋 于洪区校级月考)若一元二次方程ax2=b(ab>0)的两个根分别是m+1与2m﹣4,则 .
【题型5 已知方程的解求另一个方程的解】
【例5】(2022秋 湖里区校级月考)方程a(x+m)2+b=0的解是x1=﹣2,x2=1,则方程a(x+m+2)2+b=0的解是( )
A.x1=﹣2,x2=1 B.x1=﹣4,x2=﹣1
C.x1=0,x2=3 D.x1=x2=﹣2
【变式5-1】(2023春 阜阳月考)若关于x的方程a(x+m)2+b=0的解是x1=2,x2=﹣1(a,m,b均为常数,a≠0),则方程a(﹣x﹣m+1)2+b=0的解是( )
A.x1=1,x2=﹣2 B.x1=1,x2=0 C.x1=3,x2=﹣2 D.x1=3,x2=0
【变式5-2】(2022秋 石家庄期中)关于x的方程a(x+m)2+b=0的解是x1=﹣3,x2=2(a、b、m为常数,a≠0),则方程a(2x+m+1)2+b=0的解是 .
【变式5-3】(2022秋 海陵区校级月考)已知关于x的方程a(x+m)2+b=0(a,b,m均为常数,且a≠0)的两个解是x1=3和x2=7,则方程b=0的解是 .
【题型6 直接开平方法解新定义问题】
【例6】(2022秋 钦州期末)给出一种运算:对于函数y=xn,规定y'=nxn﹣1.例如:若函数y=x4,则有y'=4x3.已知函数y=x3,那么方程y′=18的解是( )
A.x1,x2 B.x1=6,x2=﹣6
C.x1=3,x2=﹣3 D.x1=3,x2=﹣3
【变式6-1】(2022秋 樊城区期末)实数p,q用符号min(p,q)表示p,q,两数中较小的数,如min(1,2)=1,若min(x2﹣1,x2)=1,则x= .
【变式6-2】(2022秋 灌云县期中)定义一种新运算“a*b”:当a≥b时,a*b=a+3b;当a<b时,a*b=a﹣3b,例如:3*(﹣4)=3+(﹣12)=﹣9,(﹣6)*12=﹣6﹣36=﹣42.
(1)x2*(x2﹣2)=30,则x= ;
(2)小明在计算(﹣3x2+6x﹣5)(﹣x2+2x+3)随取了一个x的值进行计算,得到的结果是40,小华说小明计算错了,请你说明小华是如何判断的.
【变式6-3】(2022秋 零陵区期中)在解一元二次方程时,发现有这样一种解法:
如:解方程x(x+8)=4
解:原方程可变形,得[(x+4)﹣4][(x+4)+4]=4
(x+4)2﹣42=4
(x+4)2=20
直接开平方,得x1=﹣4+2,x2=﹣4﹣2.
我们称这种解法为“平均数法”.
(1)下面是小明用“平均数法”解方程(x+2)(x+8)=40时写的解题过程:
解:原方程可变形,得[(x+a)﹣b][(x+a)+b]=40
(x+a)2﹣b2=40
(x+a)2=40+b2
直接开平方,得x1=c,x2=d.
上述解题过程中的a,b,c,d所表示的数分别是 , , , .
(2)请用“平均数法”解方程:(x﹣2)(x+6)=4.
直接开平方法解一元二次方程-重难点题型
【知识点1 直接开平方法解一元二次方程】
根据平方根的意义直接开平方来解一元二次方程的方法,叫做直接开平方法.
直接降次解一元二次方程的步骤:①将方程化为或的形式;
②直接开平方化为两个一元一次方程;③解两个一元一次方程得到原方程的解.
【题型1 直接开平方法解一元二次方程的条件】
【例1】(2022秋 环江县期末)若关于x的方程x2﹣m=0有实数根,则m的取值范围是( )
A.m<0 B.m≤0 C.m>0 D.m≥0
【分析】根据直接开平方法求解可得.
【解答】解:∵x2﹣m=0,
∴x2=m,
由x2﹣m=0知m≥0,
故选:D.
【点评】本题主要考查解一元二次方程的能力,熟练掌握解一元二次方程的几种常用方法:直接开平方法、因式分解法、公式法、配方法,结合方程的特点选择合适、简便的方法是解题的关键.
【变式1-1】(2022秋 乐亭县期中)若方程(x﹣1)2=m+1有解,则m的取值范围是( )
A.m≤﹣1 B.m≥﹣1
C.m为任意实数 D.m>0
【分析】根据非负数的性质可知(x﹣1)2≥0,所以当m+1≥0时,关于x的方程(x﹣1)2=m+1有解,由此求出m的取值范围.
【解答】解:∵关于x的方程(x﹣1)2=m+1有解,
∴m+1≥0,
∴m≥﹣1.
故选:B.
【点评】本题考查了解一元二次方程﹣直接开平方法,形如x2=p或(nx+m)2=p(p≥0)的一元二次方程可采用直接开平方的方法解一元二次方程.
【变式1-2】(2022春 南岗区校级月考)若(4x﹣3)2=m+3无实数解,则m的取值范围是 .
【分析】根据方程无实数根,得到方程右边为负数,求出m的范围即可.
【解答】解:∵(4x﹣3)2=m+3无实数解,
∴m+3<0,
解得:m<﹣3.
故答案为:m<﹣3.
【点评】此题考查了解一元二次方程﹣直接开平方法,熟练掌握平方根性质是解本题的关键.
【变式1-3】(2022秋 鼓楼区校级月考)已知关于x的方程(x﹣1)2=4m﹣1有两个实数根.
(1)求m的取值范围;
(2)若方程有一个根为2,求方程的另外一个根.
【分析】(1)利用非负数的性质得到4m﹣1≥0,然后解不等式即可;
(2)先把x=2代入方程(x﹣1)2=4m﹣1中求出m,则方程化为(x﹣1)2=1,然后利用直接开平方法解方程即可.
【解答】解:(1)根据题意得4m﹣1≥0,
解得m;
(2)把x=2代入方程(x﹣1)2=4m﹣1得(2﹣1)2=4m﹣1,解得m,
∴方程化为(x﹣1)2=1,
∴x﹣1=±1,解得x1=2,x2=0,
∴方程的另一个根为0.
【点评】本题考查了解一元二次方程﹣直接开平方法:形如x2=p或(nx+m)2=p(p≥0)的一元二次方程可采用直接开平方的方法解一元二次方程.
【题型2 解形如的方程】
【例2】(2022秋 梁溪区校级期中)解方程:
(1)x2=9;
(2)4x2﹣25=0.
【分析】利用直接开平方法求解即可.
【解答】解:(1)∵x2=9,
∴x1=3,x2=﹣3;
(2)∵4x2﹣25=0,
∴4x2=25,
则x2,
∴x1,x2.
【点评】本题主要考查解一元二次方程的能力,熟练掌握解一元二次方程的几种常用方法:直接开平方法、因式分解法、公式法、配方法,结合方程的特点选择合适、简便的方法是解题的关键.
【变式2-1】(2022秋 江城区期中)解方程4x2﹣13=12
【分析】移项,合并同类项,两边开方,即可求出答案.
【解答】解:移项得:4x2=13+12,
4x2=25,
,
,
.
【点评】本题考查了解一元二次方程,能选择适当的方法解方程是解此题的关键.
【变式2-2】(2022秋 马山县期中)解方程:1﹣8x+16x2=2﹣8x.
【分析】先将方程移项、合并同类项得到16x2=1,再两边同时除以16,得到x2,从而把问题转化为求的平方根.
【解答】解:1﹣8x+16x2=2﹣8x,
移项、合并同类项,得16x2=1,
两边同时除以16,得x2,
解得x=±.
【点评】本题考查了解一元二次方程﹣直接开平方法,解这类问题要移项,把所含未知数的项移到等号的左边,把常数项移项等号的右边,化成x2=a(a≥0)的形式,利用数的开方直接求解.注意:
(1)用直接开方法求一元二次方程的解的类型有:x2=a(a≥0);ax2=b(a,b同号且a≠0);(x+a)2=b(b≥0);a(x+b)2=c(a,c同号且a≠0).法则:要把方程化为“左平方,右常数,先把系数化为1,再开平方取正负,分开求得方程解”.
(2)用直接开方法求一元二次方程的解,要仔细观察方程的特点.
【变式2-3】(2022春 金山区期中)解关于x的方程:x2﹣1=1﹣ax2(a≠﹣1).
【分析】采用直接开平方的方法解一元二次方程解答即可.
【解答】解:x2﹣1=1﹣ax2(a≠﹣1).
(1+a)x2=2,
当a<﹣1,无解,
当a>﹣1,,
.
【点评】此题考查解一元二次方程,关键是直接开平方的方法解一元二次方程解答.
【题型3 解形如的方程】
【例3】(2023 广州校级期中)解方程:4(2x﹣1)2﹣36=0.
【分析】根据直接开方法即可求出答案.
【解答】解:∵4(2x﹣1)2﹣36=0,
∴(2x﹣1)2=9,
∴2x﹣1=±3,
∴x=2或﹣1
【点评】本题考查一元二次方程,解题的关键是熟练运用一元二次方程的解法,本题属于基础题型.
【变式3-1】(2022春 蜀山区期中)解方程:(y+2)2﹣6=0
【分析】先把给出的方程进行整理,再利用直接开方法求出解即可.
【解答】解:(y+2)2﹣6=0,
(y+2)2=12,
y+2=±2,
y1=22,y2=﹣22.
【点评】此题考查了解一元二次方程﹣直接开平方法,熟练掌握各种解法是解本题的关键.
【变式3-2】(2022秋 孟津县期末)解方程:(y+2)2=(3y﹣1)2.
【分析】直接开平方法解一元二次方程,关键把方程化为x2=p或(mx+n)2=p(p≥0)形式,再运用算术平方根意义求解.
【解答】解:直接开平方,得y+2=±(3y﹣1)
即y+2=3y﹣1或y+2=﹣(3y﹣1),
解得:y1,y2.
【点评】考查了解一元二次方程﹣直接开平方法.解这类问题要移项,把所含未知数的项移到等号的左边,把常数项移项等号的右边,化成x2=a(a≥0)的形式,利用数的开方直接求解.
(1)用直接开方法求一元二次方程的解的类型有:x2=a(a≥0);ax2=b(a,b同号且a≠0);(x+a)2=b(b≥0);a(x+b)2=c(a,c同号且a≠0).法则:要把方程化为“左平方,右常数,先把系数化为1,再开平方取正负,分开求得方程解”.
(2)运用整体思想,会把被开方数看成整体.
(3)用直接开方法求一元二次方程的解,要仔细观察方程的特点.
【变式3-3】(2023秋 孝南区月考)解方程:4x2+12x+9=81.
【分析】利用完全平方公式变形得到(2x+3)2=81,然后利用直接开平方法解方程.
【解答】解:(2x+3)2=81,
2x+3=±9,
即2x+3=9或2x+3=﹣9,
所以x1=3,x2=﹣6.
【点评】本题考查了解一元二次方程﹣直接开平方法:形如x2=p或(nx+m)2=p(p≥0)的一元二次方程可采用直接开平方的方法解一元二次方程.
【题型4 已知方程的根求字母的值】
【例4】(2022秋 武昌区校级期中)如果x=2是方程x2﹣c=0的一个根,这个方程的另一个根为 .
【分析】将x=2代入方程得出c的值,从而还原方程,再利用直接开平方法求解即可得出答案.
【解答】解:将x=2代入方程,得:4﹣c=0,
解得c=4,
∴方程为x2﹣4=0,
则x2=4,
∴x=2或x=﹣2,
即这个方程的另一个根为x=﹣2,
故答案为:x=﹣2.
【点评】本题主要考查解一元二次方程的能力,熟练掌握解一元二次方程的几种常用方法:直接开平方法、因式分解法、公式法、配方法,结合方程的特点选择合适、简便的方法是解题的关键.
【变式4-1】(2022秋 龙湖区期末)若关于x的方程(ax﹣1)2﹣16=0的一个根为2,则a的值为 .
【分析】将x=2代入原方程即可求出a的值.
【解答】解:将x=2代入(ax﹣1)2﹣16=0,
∴(2a﹣1)2﹣16=0,
∴2a﹣1=±4,
∴a1或a2,
故答案为:或.
【点评】本题考查一元二次方程,解题的关键是熟练运用一元二次方程的解法,本题属于基础题型.
【变式4-2】(2022秋 杨浦区期中)若关于x的一元二次方程a(x﹣m)2=3的两根为±,其中a、m为两数,则a= ,m= .
【分析】利用配方法求解即可.
【解答】解:∵a(x﹣m)2=3,
∴(x﹣m)2,
则x﹣m=±,
∴x=m±,
根据题意知m,a=4,
故答案为:4,.
【点评】本题主要考查解一元二次方程的能力,熟练掌握解一元二次方程的几种常用方法:直接开平方法、因式分解法、公式法、配方法,结合方程的特点选择合适、简便的方法是解题的关键.
【变式4-3】(2022秋 于洪区校级月考)若一元二次方程ax2=b(ab>0)的两个根分别是m+1与2m﹣4,则 .
【分析】根据直接开方法即可求出答案.
【解答】解:由题意可知:m+1+2m﹣4=0,
∴m=1,
∴m+1=2,
∴x2(m+1)2=4,
∴,
故答案为:.
【点评】本题考查一元二次方程,解题的关键是熟练运用一元二次方程的解法,本题属于基础题型.
【题型5 已知方程的解求另一个方程的解】
【例5】(2022秋 湖里区校级月考)方程a(x+m)2+b=0的解是x1=﹣2,x2=1,则方程a(x+m+2)2+b=0的解是( )
A.x1=﹣2,x2=1 B.x1=﹣4,x2=﹣1
C.x1=0,x2=3 D.x1=x2=﹣2
【分析】根据方程a(x+m)2+b=0的解是x1=﹣2,x2=1,可知方程a(x+m+2)2+b=0的解比方程a(x+m)2+b=0的解小2,从而可以得到方程a(x+m+2)2+b=0的解.
【解答】解:∵方程a(x+m)2+b=0的解是x1=﹣2,x2=1,
∴方程a(x+m+2)2+b=0的两个解是x3=﹣2﹣2=﹣4,x4=1﹣2=﹣1,
故选:B.
【点评】本题考查解一元二次方程,解答本题的关键是明确题意,求出所求方程的解.
【变式5-1】(2023春 阜阳月考)若关于x的方程a(x+m)2+b=0的解是x1=2,x2=﹣1(a,m,b均为常数,a≠0),则方程a(﹣x﹣m+1)2+b=0的解是( )
A.x1=1,x2=﹣2 B.x1=1,x2=0 C.x1=3,x2=﹣2 D.x1=3,x2=0
【分析】将方程a(﹣x﹣m+1)2+b=0变形为a(x+m﹣1)2+b=0,再结合关于x的方程a(x+m)2+b=0的解是x1=2,x2=﹣1知方程a(x+m﹣1)2+b=0中x﹣1=2或x﹣1=﹣1,从而得出答案.
【解答】解:∵a(﹣x﹣m+1)2+b=0,
∴a(x+m﹣1)2+b=0,
又∵关于x的方程a(x+m)2+b=0的解是x1=2,x2=﹣1(a,m,b均为常数,a≠0),
∴方程a(x+m﹣1)2+b=0中x﹣1=2或x﹣1=﹣1,
解得x1=3,x2=0,
故选:D.
【点评】本题主要考查解一元二次方程的能力,熟练掌握解一元二次方程的几种常用方法:直接开平方法、因式分解法、公式法、配方法,结合方程的特点选择合适、简便的方法是解题的关键.
【变式5-2】(2022秋 石家庄期中)关于x的方程a(x+m)2+b=0的解是x1=﹣3,x2=2(a、b、m为常数,a≠0),则方程a(2x+m+1)2+b=0的解是 .
【分析】可把方程a(x+m+1)2+b=0看作关于x+1的一元二次方程,从而得到x+1=﹣3,x+1=2,然后解两个一次方程即可.
【解答】解:把方程a(2x+m+1)2+b=0看作关于2x+1的一元二次方程,
而关于x的方程a(x+m)2+b=0的解是x1=﹣3,x2=2,
所以2x+1=﹣3,2x+1=2,
所以x1=﹣2,x2=.
故答案为x1=﹣2,x2=.
【点评】本题考查了一元二次方程的解,根据题意得到关于x的一元一次方程是解题的关键.
【变式5-3】(2022秋 海陵区校级月考)已知关于x的方程a(x+m)2+b=0(a,b,m均为常数,且a≠0)的两个解是x1=3和x2=7,则方程b=0的解是 .
【分析】根据题意可求出、m的值,然后代入方程b=0即可求出答案.
【解答】解:∵a(x+m)2+b=0的两解为x1=3和x2=7,
∴,
解得:,
∵b=0,
∴4(xm)20,
∴4(x)2﹣4=0,
∴x或x,
故答案为:x或x
【点评】本题考查一元二次方程,解题的关键是根据题意求出、m的值,本题属于中等题型.
【题型6 直接开平方法解新定义问题】
【例6】(2022秋 钦州期末)给出一种运算:对于函数y=xn,规定y'=nxn﹣1.例如:若函数y=x4,则有y'=4x3.已知函数y=x3,那么方程y′=18的解是( )
A.x1,x2 B.x1=6,x2=﹣6
C.x1=3,x2=﹣3 D.x1=3,x2=﹣3
【分析】先根据新定义得出y′=3x2,再结合y′=18知3x2=18,据此利用直接开平方法求解即可.
【解答】解:∵y=x3,
∴y′=3x2,
∵y′=18,
∴3x2=18,
则x2=6,
∴x1,x2,
故选:A.
【点评】本题主要考查解一元二次方程的能力,熟练掌握解一元二次方程的几种常用方法:直接开平方法、因式分解法、公式法、配方法,结合方程的特点选择合适、简便的方法是解题的关键.
【变式6-1】(2022秋 樊城区期末)实数p,q用符号min(p,q)表示p,q,两数中较小的数,如min(1,2)=1,若min(x2﹣1,x2)=1,则x= .
【分析】先判断出x2﹣1<x2,从而由min(x2﹣1,x2)=1知x2﹣1=1,再利用直接开平方法求解即可.
【解答】解:∵x2﹣1<x2,
∴由min(x2﹣1,x2)=1知x2﹣1=1,
则x2=2,
∴x,
故答案为:.
【点评】本题主要考查解一元二次方程的能力,熟练掌握解一元二次方程的几种常用方法:直接开平方法、因式分解法、公式法、配方法,结合方程的特点选择合适、简便的方法是解题的关键.
【变式6-2】(2022秋 灌云县期中)定义一种新运算“a*b”:当a≥b时,a*b=a+3b;当a<b时,a*b=a﹣3b,例如:3*(﹣4)=3+(﹣12)=﹣9,(﹣6)*12=﹣6﹣36=﹣42.
(1)x2*(x2﹣2)=30,则x= ;
(2)小明在计算(﹣3x2+6x﹣5)(﹣x2+2x+3)随取了一个x的值进行计算,得到的结果是40,小华说小明计算错了,请你说明小华是如何判断的.
【分析】(1)根据x2*(x2﹣2)=30知x2+3(x2﹣2)=30,解之可得答案;
(2)由(﹣3x2+6x﹣5)﹣(﹣x2+2x+3)=﹣2(x﹣1)2﹣6<0知﹣3x2+6x﹣5<﹣x2+2x+3,据此得(﹣3x2+6x﹣5)*(﹣x2+2x+3)=(﹣3x2+6x﹣5)﹣3(﹣x2+2x+3)=﹣14,从而得出答案.
【解答】解:(1)∵x2*(x2﹣2)=30,
∴x2+3(x2﹣2)=30,
解得x=±3,
故答案为:±3.
(2)∵(﹣3x2+6x﹣5)﹣(﹣x2+2x+3)
=﹣2x2+4x﹣8
=﹣2(x﹣1)2﹣6<0,
∴﹣3x2+6x﹣5<﹣x2+2x+3,
(﹣3x2+6x﹣5)*(﹣x2+2x+3)
=(﹣3x2+6x﹣5)﹣3(﹣x2+2x+3)
=﹣3x2+6x﹣5+3x2﹣6x﹣9
=﹣14,
∵化简后的结果与x取值无关,
∴不论x取何值,结果都应该等于﹣14,不可能等于40,
∴小华说小明计算错误.
【点评】本题主要考查解一元二次方程的能力和新定义的应用,熟练掌握解一元二次方程的几种常用方法:直接开平方法、因式分解法、公式法、配方法,结合方程的特点选择合适、简便的方法是解题的关键.
【变式6-3】(2022秋 零陵区期中)在解一元二次方程时,发现有这样一种解法:
如:解方程x(x+8)=4
解:原方程可变形,得[(x+4)﹣4][(x+4)+4]=4
(x+4)2﹣42=4
(x+4)2=20
直接开平方,得x1=﹣4+2,x2=﹣4﹣2.
我们称这种解法为“平均数法”.
(1)下面是小明用“平均数法”解方程(x+2)(x+8)=40时写的解题过程:
解:原方程可变形,得[(x+a)﹣b][(x+a)+b]=40
(x+a)2﹣b2=40
(x+a)2=40+b2
直接开平方,得x1=c,x2=d.
上述解题过程中的a,b,c,d所表示的数分别是 , , , .
(2)请用“平均数法”解方程:(x﹣2)(x+6)=4.
【分析】(1)根据阅读材料中的信息确定出上述过程中的a、b、c、d表示的数即可;
(2)利用“平均数法”解方程即可.
【解答】解:(1)原方程可变形,得:[(x+5)﹣3][(x+5)+3]=40.
(x+5)2﹣32=40,
(x+5)2=40+32.
直接开平方并整理,得.x1=2,x2=﹣12.
上述过程中的a、b、c、d表示的数分别为5、3、2、﹣12,
故答案为:5、3、2、﹣12;
(2)原方程可变形,得:[(x+2)﹣4][(x+2)+4]=4.
(x+2)2﹣42=4,
(x+2)2=4+42.
∴x=﹣2±2,
∴x1=﹣2+2,x2=﹣2﹣2.
【点评】此题考查了一元二次方程的应用,弄清题中的新定义是解本题的关键.