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初中数学中非负数的应用
零和正数统称为非负数.初中数学中常见的非负数有:
(1)实数的绝对值:若a为任意实数,则.
(2)算术平方根:.
(3)实数的偶次幂:若为自然数,则.
(4)任何数的平方;.
非负数的重要性质有:
(1)若干个非负数的和为0,则其中的每一个数都为0.即: ,,…,且,则.
(2)非负数的积、商(除数不为零)仍是非负数.
在初中数学中,非负数在解题时有着广泛的应用,现举例如下:
一、利用非负数性质求值
例1 已知,求的值
分析 由已知,得
,,
由非负数性质知
,,
于是
解得
例2 已知:
求、的值
分析根据二次根式的被开方数为非负数,得
,
,且
把代入已知,得
二、利用非负数性质解方程
1.解无理方程
例3 解方程:
分析 这是一个无理方程,并且一个方程里有三个未知数,显然用一般的方法不能
求解.仔细观察方程特点,不难发现,原方程可以化为:
由非负数性质,得
解得
2.解绝对值方程
例4解方程:
( ,为自然数).
分析这是一个含有绝对值的方程,从表面上看无从下手,认真观察方程的特点,容易发现:
,
由自然数性质,得
,或
解得或
3.解二元二次方程
例5 解方程:
分析 将方程的左边配方,得
由非负数的性质,得
解得
三、利用非负数性质化简
例6 已知,化简.
分析由二次根式的被开方数为非负数,得,且,
,
故有,
原式
四、利用非负数性质求代数式的最大(小)值
例7 设,求的最小值.
分析 求代数式的最小值的一般方法是通过配方法求解.由已知,得
.
由非负数的性质,知
当,即时,有最小值
五、利用非负数性质判断三角形的形状
例8 已知为的三边,且关于的方程有实数根试判断的形状.
分析 由题意,得
由非负数的性质,得
,,
六、非负数在二次函数中的应用
例9 已知、为实数,求抛物线与轴的交点个数
分析 求二次函数图象与轴的交点个数,实质上就是求与之相关的一元二次方程的根的个数,因此构造一元二次方程
由一元二次方程根的判别式,得
,即
一元二次方程
有两个不相等的实数根,
抛物线与轴有两个交点
七、非负数在一元二次方程中的应用
例10设为互不相等的非零实数.求证:三个方程
, ①
, ②
, ③
不可能都有两个相等的实数根.
分析 本题如果直接用一元二次方程根的判别式来判断很难得出结果,那么不妨采用逆向思维法来思考.假设三个方程都有两个相等的实数根,则
三式相加,得
,
由非负数的性质,得,这与已知相矛盾,所以,方程①、②、③不可能都有两个相等的实数根.
例11 已知实数满足方程组,试求方程的根
分析 可以通过构造一元二次方程来解.由已知,得
,
故、可视为一元二次方程的两个根,
,
把的值代入方程,得
,
所求方程为,它的根为
八、非负数在方差中的应用
例12 已知是实数,且,,求实数的方差.
分析
,
,
,
,
实数的平均数为
实数的方差为
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