2019-2020学年人教版九年级数学上册 21.2 解一元二次方程 同步学案
一.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.
如果方程化成x2=p的形式,那么可得x=±;
如果方程能化成(nx+m)2=p(p≥0)的形式,那么nx+m=±.
注意:①等号左边是一个数的平方的形式而等号右边是一个非负数.
②降次的实质是由一个二次方程转化为两个一元一次方程.
③方法是根据平方根的意义开平方.
例1.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=2﹣2,y2=﹣2﹣2.
【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.
二.解一元二次方程-配方法
(1)将一元二次方程配成(x+m)2=n的形式,再利用直接开平方法求解,这种解一元二次方程的方法叫配方法.
(2)用配方法解一元二次方程的步骤:
①把原方程化为ax2+bx+c=0(a≠0)的形式;
②方程两边同除以二次项系数,使二次项系数为1,并把常数项移到方程右边;
③方程两边同时加上一次项系数一半的平方;
④把左边配成一个完全平方式,右边化为一个常数;
⑤如果右边是非负数,就可以进一步通过直接开平方法来求出它的解,如果右边是一个负数,则判定此方程无实数解.
例2.解方程:x(x﹣2)=4.
【分析】根据一元二次方程的解法即可求出答案.
【解答】解:∵x(x﹣2)=4,
∴x2﹣2x=4,
∴x2﹣2x+1=5,
∴(x﹣1)2=5,
∴x=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.
三.解一元二次方程-公式法
(1)把x=-b±b2-4ac2a(b2-4ac≥0)叫做一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的求根公式.
(2)用求根公式解一元二次方程的方法是公式法.
(3)用公式法解一元二次方程的一般步骤为:
①把方程化成一般形式,进而确定a,b,c的值(注意符号);
②求出b2-4ac的值(若b2-4ac<0,方程无实数根);
③在b2-4ac≥0的前提下,把a、b、c的值代入公式进行计算求出方程的根.
注意:用公式法解一元二次方程的前提条件有两个:①a≠0;②b2-4ac≥0.
例3.解方程:﹣3x2+6x=1
【分析】移项后求出b2﹣4ac的值,再代入公式求出即可.
【解答】解:﹣3x2+6x=1,
﹣3x2+6x﹣1=0,
b2﹣4ac=62﹣4×(﹣3)×(﹣1)=24,
x=,
x1=,x2=.
【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.
四.解一元二次方程-因式分解法
(1)因式分解法解一元二次方程的意义
因式分解法就是利用因式分解求出方程的解的方法,这种方法简便易用,是解一元二次方程最常用的方法.
因式分解法就是先把方程的右边化为0,再把左边通过因式分解化为两个一次因式的积的形式,那么这两个因式的值就都有可能为0,这就能得到两个一元一次方程的解,这样也就把原方程进行了降次,把解一元二次方程转化为解一元一次方程的问题了(数学转化思想).
(2)因式分解法解一元二次方程的一般步骤:
①移项,使方程的右边化为零;②将方程的左边分解为两个一次因式的乘积;③令每个因式分别为零,得到两个一元一次方程;④解这两个一元一次方程,它们的解就都是原方程的解.
例4.解方程:x2﹣3x=﹣2
【分析】根据因式分解法即可求出答案.
【解答】解:∵x2﹣3x+2=0,
∴(x﹣1)(x﹣2)=0,
∴x=1或x=2;
【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.
五.换元法解一元二次方程
1、解数学题时,把某个式子看成一个整体,用一个变量去代替它,从而使问题得到简化,这叫换元法.
换元的实质是转化,关键是构造元和设元,理论依据是等量代换,目的是变换研究对象,将问题移至新对象的知识背景中去研究,从而使非标准型问题标准化、复杂问题简单化,变得容易处理.
2、我们常用的是整体换元法,是在已知或者未知中,某个代数式几次出现,而用一个字母来代替它从而简化问题,当然有时候要通过变形才能发现.把一些形式复杂的方程通过换元的方法变成一元二次方程,从而达到降次的目的.
例5.解方程:(x﹣1)2﹣5(x﹣1)+4=0.
【分析】设x﹣1=y,则原方程可化为y2﹣5y+4=0,解得y的值,即可得到原方程的根.
【解答】解:设x﹣1=y,则原方程可化为y2﹣5y+4=0
解得:y1=1,y2=4
当y=1时,x﹣1=1,解得x=2,
当y=4时,x﹣1=4,解得x=5,
∴原方程的根是x1=2,x2=5.
【点评】本题主要考查了运用换元法解一元二次方程以及分式方程,解数学题时,把某个式子看成一个整体,用一个变量去代替它,从而使问题得到简化,这叫换元法.
六.根的判别式
利用一元二次方程根的判别式(△=b2-4ac)判断方程的根的情况.
一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根与△=b2-4ac有如下关系:
①当△>0时,方程有两个不相等的两个实数根;
②当△=0时,方程有两个相等的两个实数根;
③当△<0时,方程无实数根.
上面的结论反过来也成立.
例6.已知关于x的一元二次方程ax2+bx+3=0,当b=a+3时,请判断此方程根的情况.
【分析】先计算出判别式的值,再把b=a+3代入得到△=(a+3)2﹣12a=(a﹣3)2≥0,然后根据判别式的意义判断方程根的情况.
【解答】解:△=b2﹣4a×3=b2﹣12a,
而b=a+3,
所以△=(a+3)2﹣12a=(a﹣3)2≥0,
所以方程有两个实数根.
【点评】本题考查了根的判别式:一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根与△=b2﹣4ac有如下关系:当△>0时,方程有两个不相等的实数根;当△=0时,方程有两个相等的实数根;当△<0时,方程无实数根.
七.根与系数的关系
(1)若二次项系数为1,常用以下关系:x1,x2是方程x2+px+q=0的两根时,x1+x2=-p,x1x2=q,反过来可得p=-(x1+x2),q=x1x2,前者是已知系数确定根的相关问题,后者是已知两根确定方程中未知系数.
(2)若二次项系数不为1,则常用以下关系:x1,x2是一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两根时,x1+x2=?,x1x2=,反过来也成立,即=-(x1+x2),=x1x2.
(3)常用根与系数的关系解决以下问题:
①不解方程,判断两个数是不是一元二次方程的两个根.②已知方程及方程的一个根,求另一个根及未知数.③不解方程求关于根的式子的值,如求,x12+x22等等.④判断两根的符号.⑤求作新方程.⑥由给出的两根满足的条件,确定字母的取值.这类问题比较综合,解题时除了利用根与系数的关系,同时还要考虑a≠0,△≥0这两个前提条件.
例7.已知关于x的方程x2﹣2x+m=0有两个不相等的实数根x1、x2
(1)求实数m的取值范围;
(2)若x1﹣x2=1,求实数m的值.
【分析】(1)根据根的判别式得出不等式,求出不等式的解集即可;
(2)先根据根与系数的关系求出x1+x2=2,x1?x2=m,再根据完全平方公式进行变形,最高代入求出即可.
【解答】解:(1)∵关于x的方程x2﹣2x+m=0有两个不相等的实数根x1、x2,
∴△=(﹣2)2﹣4×1×m>0,
解得:m<1,
∴实数m的取值范围是m<1;
(2)∵关于x的方程x2﹣2x+m=0有两个不相等的实数根x1、x2,
∴由根与系数的关系得:x1+x2=2,x1?x2=m,
∵x1﹣x2=1,
∴两边平方得:(x1﹣x2)2=12,
(x1+x2)2﹣4x1?x2=1,
22﹣4m=1,
解得:m=.
【点评】本题考查了根的判别式和根与系数的关系,能熟记知识点的内容是解此题的关键.
八.配方法的应用
1、用配方法解一元二次方程.
配方法的理论依据是公式a2±2ab+b2=(a±b)2
配方法的关键是:先将一元二次方程的二次项系数化为1,然后在方程两边同时加上一次项系数一半的平方.
2、利用配方法求二次三项式是一个完全平方式时所含字母系数的值.
关键是:二次三项式是完全平方式,则常数项是一次项系数一半的平方.
3、配方法的综合应用.
例8.例读下列材料并解答后面的问题:
利用完全平方公式(a±b)2=a2±2ab+b2,通过配方可对a2+b2进行适当的变形,如a2+b2=(a+b)2﹣2ab或a2+b2=(a﹣b)2+2ab,从而使某些问题得到解决.
例:已知a+b=5,ab=3,求a2+b2的值
解:a2+b2=(a+b)2﹣2ab=52﹣2×3=19通过对例题的理解解决下列问题:
(1)已知a﹣b=2,ab=3,分别求a2+b2= 10 ;
(2)若,求的值;
(3)若n满足(n﹣2019)2+(2018﹣n)2=1,求式子(n﹣2019)(2018﹣n)的值.
【分析】(1)原式利用完全平方公式变形,将已知等式代入计算即可求出值;
(2)把已知等式左右两边平方,计算即可求出所求;
(3)原式利用完全平方公式计算即可求出值.
【解答】解:(1)∵a﹣b=2,ab=3,
∴原式=(a﹣b)2+2ab=4+6=10;
故答案为:10;
(2)把a+=6两边平方得:(a+)2=a2++2=36,
则a2+=34;
(3)∵(n﹣2019)2+(2018﹣n)2=1,
∴1=[(n﹣2019)+(2018﹣n)]2=(n﹣2019)2+(2018﹣n)2+2(n﹣2019)(2018﹣n),
则(n﹣2019)(2018﹣n)=0.
【点评】此题考查了配方法的应用,熟练掌握完全平方公式是解本题的关键.
同步测试
一.选择题(共8小题)
1.下列实数中,是方程x2﹣4=0的根的是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.用配方法解方程x2+8x+9=0,变形后的结果正确的是( )
A.(x+4)2=﹣9 B.(x+4)2=﹣7 C.(x+4)2=25 D.(x+4)2=7
3.以x=为根对的一元二次方程可能是( )
A.x2﹣3x﹣c=0 B.x2+3x﹣c=0 C.x2﹣3x+c=0 D.x2+3x+c=0
4.已知直角三角形的两条直角边长恰好是方程x2﹣5x+6=0的两个根,则此直角三角形斜边长是( )
A. B. C.13 D.5
5.用换元法解方程:﹣2=0时,如果设=y,那么将原方程变形后表示为一元二次方程一般形式的是( )
A.y﹣﹣2=0 B.y﹣﹣1=0 C.y2﹣2y﹣1=0 D.y2﹣y﹣2=0
6.方程2x2+5=7x根的情况是( )
A.有两个不等的实数根 B.有两个相等的实数根
C.有一个实数根 D.没有实数根
7.已知一元二次方程2x2﹣3x﹣6=0有两个实数根a,b,直线经过点A(a+b,0)和点B(0,ab),则直线l的函数表达式为( )
A.y=2x﹣3 B.y=2x+3 C.y=﹣2x+3 D.y=﹣2x﹣3
8.如果ax2=(3x﹣)2+m,那么a,m的值分别为( )
A.3,0 B.9, C.9, D.,9
二.填空题(共8小题)
9.方程8(x+1)2=27的解为 .
10.用配方法解一元二次方程x2﹣mx=1时,可将原方程配方成(x﹣3)2=n,则m+n的值是 .
11.观察算式×,则它的计算结果为 .
12.三角形的两边长分别为3和6,第三边的长是方程x2﹣6x+8=0的解,则此三角形的第三边长是
13.已知(m2+n2)(m2+n2﹣2)=4,则m2+n2= .
14.已知关于x的一元二次方程x2+3x+c=0有两个不相等的实数根,请写出一个符合条件的c值为 .
15.设α、β是方程x2﹣x﹣2018=0的两根,则α3+2019β﹣2018的值为 .
16.把x2﹣4x+1化为(x+h)2+k(其中h、k是常数)的形式是 .
三.解答题(共8小题)
17.解方程:(y+2)2﹣6=0
18.解方程:x(x﹣2)=4.
19.用指定方法解下列方程:
(1)用配方法解方程:x2+6x+4=0.
(2)用公式法解方程:5x2﹣3x=x+1.
20.按要求解下列方程:
(1)(2x﹣3)2+x(2x﹣3)=0(因式分解法);
(2)2x2﹣4x﹣1=0(用配方法).
21.已知一元二次方程x2+4x+m=0,其中m的值满足不等式组,请判断一元二次方程x2+4x+m=0根的情况.
22.【阅读材料】
解方程:x4﹣3x2+2=0
解:设x2=m,则原方程变为m2﹣3m+2=0
解得,m1=1,m2=2.
当m1=1时,x2=1,解得x=±1.
当m2=2,x2=2解得x=±.
所以,原方程的解为x1=1.x1=﹣1,x3=,x4=.
【问题解决】
利用上述方法,解方程:(x2﹣2x)2﹣5x2+10x+6=0.
23.已知关于x的方程x2﹣2x+m=0有两个不相等的实数根x1、x2
(1)求实数m的取值范围;
(2)若x1﹣x2=1,求实数m的值.
24.阅读材料并解答问题:利用完全平方公式(a±b)2=a2±2ab+b2,通过配方可对a2+b2进行适当的变形,如a2+b2=(a+b)2﹣2ab或a2+b2=(a﹣b)2+2ab.从而解决某些问题.
例:已知a+b=5,ab=3,求a2+b2的值.
解:a2+b2
问题:(1)如果,则= .
(2)已知a2+b2=10,a﹣b=2,求ab的值.