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专题2.2.2 解一元二次方程(二)八大题型(一课一讲)
(内容:配方法及其应用)
【浙教版】
题型一:利用配方法进行变形
【经典例题1】用配方法解一元二次方程时,配方后正确的是( )
A. B. C. D.
【变式训练1-1】用配方法解方程,变形后的结果正确的是( )
A. B. C. D.
【变式训练1-2】将方程配方成的形式,下列配方结果正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式训练1-3】用配方法解下列方程时,配方有错误的是( )
A.化为
B.化为
C.化为
D.化为
【变式训练1-4】将方程化成的形式为 .
【变式训练1-5】若用配方法解方程,时,原方程可变形为 .
题型二:利用配方法进行变形后求参数的值
【经典例题2】解一元二次方程,配方后得到,则p的值是( )
A.13 B.9 C.5 D.4
【变式训练2-1】将一元二次方程配方成的形式,则a的值为( )
A. B. C.4 D.8
【变式训练2-2】解关于x的一元二次方程 ,配方后得到 ,则 的值是( )
A.1 B.3 C.5 D.7
【变式训练2-3】用配方法解方程,将方程化成的形式,则( )
A., B.,
C., D.,
【变式训练2-4】若关于x的一元二次方程配方后得到方程,则c的值为 .
【变式训练2-5】用配方法解方程,配方得到,则的值为 .
题型三:用配方法解一元二次方程
【经典例题3】解方程:
(1); (2).
【变式训练3-1】解方程:
(1) (2)
【变式训练3-2】解方程:.
【变式训练3-3】解下列方程
(1) (2)
【变式训练3-4】解方程
(1); (2).
【变式训练3-5】解方程:
(1); (2).
题型四:已知方程的根求解
【经典例题4】若一元二次方程的两根为a,b,且,则的值为 .
【变式训练4-1】若方程的两根为:,,则方程的两根为 .
【变式训练4-2】已知△ABC的两边分别为和,第三边是方程的一个根,则△ABC的面积为 .
【变式训练4-3】已知,,则 .
【变式训练4-4】已知方程可转化为,则 .
【变式训练4-5】关于的方程,若通过配方得,则 .
题型五:配方法中定义新运算问题
【经典例题5】现定义一种运算,例如.若,则的值( )
A.2或 B.或3 C.1或 D.或6
【变式训练5-1】定义新运算:对于两个不相等的实数a,b,我们规定符号表示a,b中的较大值,如:,;按照这个规定,若,求x的值,甲答:或.乙答:;丙答:,则正确的是( )
A.只有甲答得对 B.甲、乙答案合在一起才完整
C.甲、丙答案合在一起才完整 D.三人答案合在一起才完整
【变式训练5-2】定义新运算,对于两个不相等的实根,我们规定符号表示中较小值,如.,,按照这样的规定,若,则的值是( )
A.2或 B.或 C.2或 D.或
【变式训练5-3】定义新运算:对于两个不相等的实数,我们规定符号表示中的较大值,如:,.按照这个规定,若,则的值是( )
A.或 B.或7 C.或7 D.或
【变式训练5-4】请仔细阅读材料,并解答相应问题
定义,(a、b、m均为正有理数)都是无理数,若满足①为有理数,②为有理数,则称A、B两数为姐妹数(如与,
,,
6,1为有理数,则、为姐妹数)
(1)已知是的两个根,求的值,并通过以上方法判断是否是一对姐妹数.
(2)在(1)条件下请继续判断、是否是一对姐妹数.
【变式训练5-5】阅读理解题:定义:如果一个数的平方等于﹣1,记为i2=﹣1,这个数i叫做虚数单位.那么和我们所学的实数对应起来就叫做复数,复数一般表示为a+bi(a,b为实数),a叫这个复数的实部,b叫做这个复数的虚部,它的加法,减法,乘法运算与整式的加法,减法,乘法运算类似.
例如:解方程x2=﹣1,
解得:x1=i,x2=﹣i.
同样我们也可以化简2i;
读完这段文字,请你解答以下问题:
(1)填空:i3= ,i4= ,i6= ,i2020= ;
(2)在复数范围内解方程:(x﹣1)2=﹣1
(3)在复数范围内解方程:x2﹣4x+8=0
题型六:配方法的应用之比较大小
【经典例题6】若,,为实数,则与的大小关系为( )
A. B.
C. D.的大小关系与的取值有关
【变式训练6-1】设,,其中a为实数,则M与N的大小关系是( )
A. B. C. D.不能确定
【变式训练6-2】已知,,当取任意实数时,则、的大小关系为( )
A.总有 B.可能 C.总有 D.不确定
【变式训练6-3】已知,,下列结论正确的是( )
A.的最大值是0 B.的最小值是
C.当时,为正数 D.当时,为负数
【变式训练6-4】已知、是实数,,.则、的大小关系是( )
A. B. C.< D.>
【变式训练6-5】若m为实数,,,则比较P,Q的大小可得: .
题型七:配方法的应用之最值问题
【经典例题7】已知代数式,无论取任何值,它的值一定是( )
A.正数 B.负数 C.非正数 D.非负数
【变式训练7-1】分式可取的最小值为( )
A.4 B.5 C.6 D.不存在
【变式训练7-2】已知点的坐标为,则点到直线的距离最小值为( )
A. B.1 C.2 D.3
【变式训练7-3】若实数a,b,c满足:,则c的最大值为 .
【变式训练7-4】已知实数,满足,则代数式的最小值等于 .
【变式训练7-5】当实数 时,多项式有最 (大或小)值为 .
题型八:配方法的应用之阅读题型
【经典例题8】阅读理解并解答:
【方法呈现】
(1)配方法在代数式求值、解方程、解决最值问题中都有着广泛的应用.
例如:,
∵
.
则这个代数式的最小值为_______,这时相应的x的值是________.
【尝试应用】
(2)求代数式的最小或最大值.
【拓展提高】
(3)已知a、b、c是△ABC的三边长,满足,求c的取值范围.
【变式训练8-1】阅读材料:选取二次三项式中的前两项,配成完全平方式的过程叫配方.例如:选取二次项和一次项配方:
;
请根据阅读材料解决下列问题:
(1)【直接应用】,将代数式配方:______;
(2)【类比应用】已知,求的值;
(3)【知识拓展】求当,为何值时,代数式取得最小值,最小值为多少?
【变式训练8-2】利用我们学过的完全平方公式及不等式知识能解决代数式一些问题.观察下列式子:
①,
.因此.代数式有最小值;
②.
.
因此,代数式有最大值4;
阅读上述材料并完成下列问题:
(1)代数式的最小值为____________;代数式的最大值为____________.
(2)求代数式的最小值.
【变式训练8-3】阅读理解:求代数式的最小值.
解:因为,
所以当时,代数式有最小值,最小值是1.
仿照应用求值:
(1)求代数式的最小值;
(2)求代数式的最大值.
【变式训练8-4】我们已经学习了利用配方法解一元二次方程,其实配方法还有其他重要应用,例如:试求二次三项式最小值.
解:,
,,
,即的最小值是1.
试利用“配方法”解决下列问题:
(1)已知,求的最大(或最小)值.
(2)比较代数式与的大小,并说明理由.
【变式训练8-5】阅读下列材料:利用完全平方公式,将多项式变形为的形式,然后由就可求出多项式的最小值.
例:求多项式的最小值.
解:.因为所以
当时,,因此有最小值,最小值为1,即的最小值为1.
通过阅读,理解材料的解题思路,请解决以下问题:
(1)【理解探究】已知代数式,求A的最小值;
(2)【类比应用】比较代数式与的大小,并说明理由;
(3)【拓展升华】如图,△ABC中,,,,点,分别是线段和上的动点,点从A点出发以的速度向点运动;同时点从点出发以的速度向点运动,当其中一点到达终点时,两点同时停止运动.设运动的时间为,则当的值为多少时,的面积最大,最大值为多少?中小学教育资源及组卷应用平台
专题2.2.2 解一元二次方程(二)八大题型(一课一讲)
(内容:配方法及其应用)
【浙教版】
题型一:利用配方法进行变形
【经典例题1】用配方法解一元二次方程时,配方后正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解:,
,
【变式训练1-1】用配方法解方程,变形后的结果正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:
移项得:
配方,得:,即。
【变式训练1-2】将方程配方成的形式,下列配方结果正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】解:,
二次项化系数为1得:,
移项得:,
配方得:,
整理得:
【变式训练1-3】用配方法解下列方程时,配方有错误的是( )
A.化为
B.化为
C.化为
D.化为
【答案】B
【详解】解:、∵,
∴,∴,原选项正确,不符合题意;
、∵,∴,∴,原选项错误,符合题意;
、∵,∴,∴,原选项正确,不符合题意;
、∵,∴,∴,原选项正确,不符合题意;
【变式训练1-4】将方程化成的形式为 .
【答案】
【详解】解:,
.
【变式训练1-5】若用配方法解方程,时,原方程可变形为 .
【答案】
【详解】解:∵,∴,∴,
∴,即
题型二:利用配方法进行变形后求参数的值
【经典例题2】解一元二次方程,配方后得到,则p的值是( )
A.13 B.9 C.5 D.4
【答案】A
【详解】解:,
,
,
,.
【变式训练2-1】将一元二次方程配方成的形式,则a的值为( )
A. B. C.4 D.8
【答案】B
【详解】解:
∴,
故选B.
【变式训练2-2】解关于x的一元二次方程 ,配方后得到 ,则 的值是( )
A.1 B.3 C.5 D.7
【答案】A
【详解】解:,
移项,得,
配方,得,,
一元二次方程配方后得到方程,,
,,
故选:.
【变式训练2-3】用配方法解方程,将方程化成的形式,则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【详解】解:,∴,
∴,∴,∴,.
【变式训练2-4】若关于x的一元二次方程配方后得到方程,则c的值为 .
【答案】1
【详解】解:,
,
,
.
∵,∴,解得,
故答案为:1.
【变式训练2-5】用配方法解方程,配方得到,则的值为 .
【答案】
【详解】解:,
,
,
,
又∵用配方法解方程,配方得到,
∴,∴的值为.
题型三:用配方法解一元二次方程
【经典例题3】解方程:
(1); (2).
【答案】(1),(2),
【详解】(1)解:移项,得.
配方,得,即.
∴.
∴,.
(2)解:,,.
.
∴.
∴,.
【变式训练3-1】解方程:
(1) (2)
【答案】(1), (2),
【详解】(1)解:
移项,得:,
方程左右同时加上,得:,
即,
变形得:,
∴,
∴,
解得:,;
(2)解:,
展开得:,
移项,得:,
即,
方程左右同时加上,
得:,
即,
变形得:,
∴,
∴,
解得:,.
【变式训练3-2】解方程:.
【答案】,
【详解】解:,
,
,
,
,
,
.
【变式训练3-3】解下列方程
(1) (2)
【答案】(1),;(2),;
【详解】(1)解:移项、配方得,
,
即,
两边开平方得,
,
∴,;
(2)解:移项、系数化为1得,
,
两边开平方得,
,
∴,.
【变式训练3-4】解方程
(1); (2).
【答案】(1),; (2),
【小题1】解:,
,
,
,
,
;
【小题2】解:,
,
,
或,
.
【变式训练3-5】解方程:
(1); (2).
【答案】(1), (2),.
【详解】(1)解:,
移项,得:,
配方,得:,
即:,
开方,得,
解得:,;
(2)解:,
化简,得:,
则,
解得:,.
题型四:已知方程的根求解
【经典例题4】若一元二次方程的两根为a,b,且,则的值为 .
【答案】0
【详解】解:,
移项得:,
方程两边同除以4得:,
方程两边同加上得:,
配方得:,
开平方得:,
解得:,,
∵一元二次方程的两根为a,b,且,
∴,,
∴.
故答案为:0.
【变式训练4-1】若方程的两根为:,,则方程的两根为 .
【答案】,
【详解】解:,
【变式训练4-2】已知△ABC的两边分别为和,第三边是方程的一个根,则△ABC的面积为 .
【答案】或
【详解】解:解方程,
得:,,
的两边分别为和,
第三边的边长,
即第三边的边长,
第三边的边长为或.
①当时,
又,
此三角形是直角三角形,
这个三角形的面积是:;
②当时,
此三角形是等腰三角形,
如图,设,,
过点作于点,
,
,
等腰三角形的面积为;
故答案为:或.
【变式训练4-3】已知,,则 .
【答案】.
【详解】解:∵,∴,,
∵,
∴,即,
∴,
两边同时除以得,即,
配方得,即,
解得或,
∴或(舍去),
故答案为:.
【变式训练4-4】已知方程可转化为,则 .
【答案】2
【详解】解:由,
可得,
整理,得,
所以.
故答案为:2.
【变式训练4-5】关于的方程,若通过配方得,则 .
【答案】
【详解】
即
∴
∴
依题意,
∴
∴
故答案为:.
题型五:配方法中定义新运算问题
【经典例题5】现定义一种运算,例如.若,则的值( )
A.2或 B.或3 C.1或 D.或6
【答案】B
【详解】解:∵,
∴,即,
解得:或,
故选:B.
【变式训练5-1】定义新运算:对于两个不相等的实数a,b,我们规定符号表示a,b中的较大值,如:,;按照这个规定,若,求x的值,甲答:或.乙答:;丙答:,则正确的是( )
A.只有甲答得对 B.甲、乙答案合在一起才完整
C.甲、丙答案合在一起才完整 D.三人答案合在一起才完整
【答案】A
【详解】解:依题意,
当时,,则,
整理,得,即,
解得,(不合题意,舍去);
当时,,则,
整理,得,
解得,(不合题意,舍去),
综上,或,
故只有甲答得对,
故选:A
【变式训练5-2】定义新运算,对于两个不相等的实根,我们规定符号表示中较小值,如.,,按照这样的规定,若,则的值是( )
A.2或 B.或 C.2或 D.或
【答案】B
【详解】解:当即时,
∵,
∴,
解得或(舍去);
当即时,
∵,
∴,
解得或(舍去);
综上所述,的值是或,
故选:B.
【变式训练5-3】定义新运算:对于两个不相等的实数,我们规定符号表示中的较大值,如:,.按照这个规定,若,则的值是( )
A.或 B.或7 C.或7 D.或
【答案】B
【详解】解:由题意得:分两种情况:
①,
,即,
,
解得:,
当时,,即,符合题意;
当时,,即,不符合题意;
;
②,
,即,
,
解得:,
当时,,即,不符合题意;
当时,,即,符合题意;
;
综上,的值是或7,
故选:B.
【变式训练5-4】请仔细阅读材料,并解答相应问题
定义,(a、b、m均为正有理数)都是无理数,若满足①为有理数,②为有理数,则称A、B两数为姐妹数(如与,
,,
6,1为有理数,则、为姐妹数)
(1)已知是的两个根,求的值,并通过以上方法判断是否是一对姐妹数.
(2)在(1)条件下请继续判断、是否是一对姐妹数.
【答案】(1),,为姐妹数(2),是一对姐妹数
【详解】(1)解:
,
,
而4,都为有理数
∴为姐妹数;
(2),,
∵20,都为有理数,
∴,是一对姐妹数
【变式训练5-5】阅读理解题:定义:如果一个数的平方等于﹣1,记为i2=﹣1,这个数i叫做虚数单位.那么和我们所学的实数对应起来就叫做复数,复数一般表示为a+bi(a,b为实数),a叫这个复数的实部,b叫做这个复数的虚部,它的加法,减法,乘法运算与整式的加法,减法,乘法运算类似.
例如:解方程x2=﹣1,
解得:x1=i,x2=﹣i.
同样我们也可以化简2i;
读完这段文字,请你解答以下问题:
(1)填空:i3= ,i4= ,i6= ,i2020= ;
(2)在复数范围内解方程:(x﹣1)2=﹣1
(3)在复数范围内解方程:x2﹣4x+8=0
【答案】(1)﹣i,1,﹣1,1(2)x1=1+i,x2=1﹣i(3)x1=2+2i,x2=2﹣2i
【详解】(1)解:i3=i2×i=﹣i;i4=i2×i2=1.i6=(i2)3=﹣1;i2020=(i2)1010=1;
故答案为﹣i,1,﹣1,1;
(2)解:∵(x﹣1)2=﹣1,
∴(x﹣1)2=i2,
∴x﹣1=±i,
∴x1=1+i,x2=1﹣i.
(3)解:x2﹣4x+8=0,x2﹣4x=﹣8,(x﹣2)2=4i2,
∴x﹣2=±2i,
解得:x1=2+2i,x2=2﹣2i.
题型六:配方法的应用之比较大小
【经典例题6】若,,为实数,则与的大小关系为( )
A. B.
C. D.的大小关系与的取值有关
【答案】A
【详解】解:∵,,
∴,
∵,∴,∴.
【变式训练6-1】设,,其中a为实数,则M与N的大小关系是( )
A. B. C. D.不能确定
【答案】A
【详解】解:根据题意,得,,
故.
∵,∴,∴,∴,
故选:A.
【变式训练6-2】已知,,当取任意实数时,则、的大小关系为( )
A.总有 B.可能 C.总有 D.不确定
【答案】C
【详解】解:∵,,
∴,
∵,∴,∴,∴总有,
故选:C.
【变式训练6-3】已知,,下列结论正确的是( )
A.的最大值是0 B.的最小值是
C.当时,为正数 D.当时,为负数
【答案】B
【分析】解:∵,,
∴;
∴当时,有最小值;
当时,即:,
∴,
∴,
∴,即是非正数;
故选项错误,不符合题意,选项正确,符合题意;
故选B.
【变式训练6-4】已知、是实数,,.则、的大小关系是( )
A. B. C.< D.>
【答案】B
【详解】解:,
,,
,
,
故选:B
【变式训练6-5】若m为实数,,,则比较P,Q的大小可得: .
【答案】
【详解】解:
,
∵,∴,∴,∴,
故答案为:.
题型七:配方法的应用之最值问题
【经典例题7】已知代数式,无论取任何值,它的值一定是( )
A.正数 B.负数 C.非正数 D.非负数
【答案】B
【详解】∵,
,
∴,则
故选:B.
【变式训练7-1】分式可取的最小值为( )
A.4 B.5 C.6 D.不存在
【答案】A
【详解】解:由题意得:
,
若要求得的最小值,则需得出的最小值即可,
∵,
∴的最小值为1,
∴的最小值为4;
故选A.
【变式训练7-2】已知点的坐标为,则点到直线的距离最小值为( )
A. B.1 C.2 D.3
【答案】B
【详解】解:点到直线的距离是,
当时,点到直线的最小值为1.
【变式训练7-3】若实数a,b,c满足:,则c的最大值为 .
【答案】6
【详解】解:∵,
∴,
∴,
∴
∴,
∵,且当时等号成立,
∴,
∴,
∴c的最大值为6,
故答案为:6.
【变式训练7-4】已知实数,满足,则代数式的最小值等于 .
【答案】2
【详解】解:∵,
∴,
∵,
∴,
∴代数式的最小值等于2;
故答案为:2.
【变式训练7-5】当实数 时,多项式有最 (大或小)值为 .
【答案】 小 0
【详解】解:,
∴当实数时,多项式有最小值,最小值为0,
故答案为:,小,0.
题型八:配方法的应用之阅读题型
【经典例题8】阅读理解并解答:
【方法呈现】
(1)配方法在代数式求值、解方程、解决最值问题中都有着广泛的应用.
例如:,
∵
.
则这个代数式的最小值为_______,这时相应的x的值是________.
【尝试应用】
(2)求代数式的最小或最大值.
【拓展提高】
(3)已知a、b、c是△ABC的三边长,满足,求c的取值范围.
【答案】(1)2,(2);(3)
【详解】解:(1)∵代数式
∴代数式的最小值是,这时相应的的值是;
(2)
∵∴,∴代数式有最小值;
(3)∵a,,是的三边长,满足,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∴,,
∵,
∴.
【变式训练8-1】阅读材料:选取二次三项式中的前两项,配成完全平方式的过程叫配方.例如:选取二次项和一次项配方:
;
请根据阅读材料解决下列问题:
(1)【直接应用】,将代数式配方:______;
(2)【类比应用】已知,求的值;
(3)【知识拓展】求当,为何值时,代数式取得最小值,最小值为多少?
【答案】(1)(2)(3)16
【详解】(1)解:依题意,,
故答案为:;
(2)解:∵,
∴配方得:,
即,
,,
故.
(3)解:依题意,
,
,
,时,
即当,时,则,
即取得最小值,最小值为16.
【变式训练8-2】利用我们学过的完全平方公式及不等式知识能解决代数式一些问题.观察下列式子:
①,
.因此.代数式有最小值;
②.
.
因此,代数式有最大值4;
阅读上述材料并完成下列问题:
(1)代数式的最小值为____________;代数式的最大值为____________.
(2)求代数式的最小值.
【答案】(1),(2)
【详解】(1)解:∵,,
故答案为:,;
(2)∵,
∴代数式的最小值为.
【变式训练8-3】阅读理解:求代数式的最小值.
解:因为,
所以当时,代数式有最小值,最小值是1.
仿照应用求值:
(1)求代数式的最小值;
(2)求代数式的最大值.
【答案】(1)6(2)19
【详解】(1)解:,
∵,
∴,
∴当时,代数式有最小值,最小值是6;
(2)解:由题意可得,
,
∵,
∴,
∴当时,代数式有最大值,最大值为.
【变式训练8-4】我们已经学习了利用配方法解一元二次方程,其实配方法还有其他重要应用,例如:试求二次三项式最小值.
解:,
,,
,即的最小值是1.
试利用“配方法”解决下列问题:
(1)已知,求的最大(或最小)值.
(2)比较代数式与的大小,并说明理由.
【答案】(1);(2)
【详解】(1)解:,
,
,
,
,
,
,
,
有最大值,最大值是;
(2)解:,
理由如下:
,
,
,
,
,
.
【变式训练8-5】阅读下列材料:利用完全平方公式,将多项式变形为的形式,然后由就可求出多项式的最小值.
例:求多项式的最小值.
解:.因为所以
当时,,因此有最小值,最小值为1,即的最小值为1.
通过阅读,理解材料的解题思路,请解决以下问题:
(1)【理解探究】已知代数式,求A的最小值;
(2)【类比应用】比较代数式与的大小,并说明理由;
(3)【拓展升华】如图,中,,,,点,分别是线段和上的动点,点从A点出发以的速度向点运动;同时点从点出发以的速度向点运动,当其中一点到达终点时,两点同时停止运动.设运动的时间为,则当的值为多少时,的面积最大,最大值为多少?
【答案】(1)(2),理由见解析
(3)当t的值为2时,的面积最大,最大值为.
【详解】(1)解:∵ ,
∵,
∴,
∴当时,有最小值,最小值为,即A的最小值为.
(2)解:,理由如下:
∵,
∵,
∴,
∴
(3)解:由题意得:,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴当时,有最大值,最大值为4.即:当t的值为2时,的面积最大,最大值为.