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进入九年级,方程家族再添一员——一元二次方程。回顾一元一次方程、二(三)元一次方程(组)、可化为一元一次方程的分式方程等知识的探究过程,我们发现,方程是刻画现实世界数量关系的有效模型,其研究路径一般是“概念—解法—应用”。本章主要是从一元二次方程的概念、解法、根的判别式、根与系数的关系和应用等方面来研究,对数学后续的学习和其他学科的学习也有着重要意义,让我们一起来厘清要点,逐个击破吧。
知识点1:一元二次方程的概念
一元二次方程必须同时满足三个条件:①整式方程,即等号两边都是整式;②只含有一个未知数;③未知数的最高次数是2。一元二次方程的一般形式是ax2 bx c=0,特别要注意二次项系数a不为0。
例1 (2021·湖北荆门)x=2是关于x的一元二次方程kx2 (k2-2)x 2k 4=0的一个根,那么k的值为 。
【分析】本题根据一元二次方程及其解的概念列出关于k的方程,再解这个方程求得k的值即可(特别注意二次项系数不为0)。
【解答】把x=2代入kx2 (k2-2)x 2k 4=0,得4k 2k2-4 2k 4=0,整理,得k2 3k=0,解得k1=0,k2=-3。因为k≠0,所以k的值为-3。故答案为-3。
知识点2:一元二次方程的解法
一元二次方程的解法主要包括:直接开平方法、配方法、公式法和因式分解法等。解决问题的基本策略就是降次,利用转化的思想方法,通过直接开平方、配方、因式分解等,将一元二次方程转化为一元一次方程来求解。解一元二次方程主要有四种基本方法,我们要根据方程的特点灵活选用,以简化解题过程。下面我们一起通过实践来观察几种解法的相互联系和差别。
例2 解方程:
(1)(2021·江苏无锡)(x 1)2-4=0;
(2)(x-2)2=(2x 5)2;
(3)x2-4x-3=0;
(4)(2021·黑龙江齐齐哈尔)x(x-7)=
8(7-x)。
【分析】先观察这几个方程的结构:(1)(2)两题我们可以用直接开平方法,或选择因式分解法(平方差公式)来求解,这两种方法是首选方法;(3)可以用配方法或公式法求解;(4)的等号两边有(x-7)和(7-x)这个互为相反数的因式,可以用因式分解法(提取公因式)来求解,同样也可以化成一般式后再用合适的方法求解。
【解答】(1)(直接开平方法)移项,得(x 1)2=4。两边直接开平方,得x 1=±2,解得x1=1,x2=-3。
(因式分解法)利用平方差公式,得(x 1 2)(x 1-2)=0,解得x1=1,x2=-3。
(2)这题与(1)利用相同的方法可以解得x1=-1,x2=-7。
(3)(配方法)移项,得x2-4x=3。配方,得x2-4x 22=3 22,即(x-2)2=7。解这个方程,得x-2=±7,即x1=2 [7],x2=2-[7]。
(公式法)因为a=1,b=-4,c=-3,
所以b2-4ac=(-4)2-4×1×(-3)=28
知识点1:一元二次方程的概念
一元二次方程必须同时满足三个条件:①整式方程,即等号两边都是整式;②只含有一个未知数;③未知数的最高次数是2。一元二次方程的一般形式是ax2 bx c=0,特别要注意二次项系数a不为0。
例1 (2021·湖北荆门)x=2是关于x的一元二次方程kx2 (k2-2)x 2k 4=0的一个根,那么k的值为 。
【分析】本题根据一元二次方程及其解的概念列出关于k的方程,再解这个方程求得k的值即可(特别注意二次项系数不为0)。
【解答】把x=2代入kx2 (k2-2)x 2k 4=0,得4k 2k2-4 2k 4=0,整理,得k2 3k=0,解得k1=0,k2=-3。因为k≠0,所以k的值为-3。故答案为-3。
知识点2:一元二次方程的解法
一元二次方程的解法主要包括:直接开平方法、配方法、公式法和因式分解法等。解决问题的基本策略就是降次,利用转化的思想方法,通过直接开平方、配方、因式分解等,将一元二次方程转化为一元一次方程来求解。解一元二次方程主要有四种基本方法,我们要根据方程的特点灵活选用,以简化解题过程。下面我们一起通过实践来观察几种解法的相互联系和差别。
例2 解方程:
(1)(2021·江苏无锡)(x 1)2-4=0;
(2)(x-2)2=(2x 5)2;
(3)x2-4x-3=0;
(4)(2021·黑龙江齐齐哈尔)x(x-7)=
8(7-x)。
【分析】先观察这几个方程的结构:(1)(2)两题我们可以用直接开平方法,或选择因式分解法(平方差公式)来求解,这两种方法是首选方法;(3)可以用配方法或公式法求解;(4)的等号两边有(x-7)和(7-x)这个互为相反数的因式,可以用因式分解法(提取公因式)来求解,同样也可以化成一般式后再用合适的方法求解。
【解答】(1)(直接开平方法)移项,得(x 1)2=4。两边直接开平方,得x 1=±2,解得x1=1,x2=-3。
(因式分解法)利用平方差公式,得(x 1 2)(x 1-2)=0,解得x1=1,x2=-3。
(2)这题与(1)利用相同的方法可以解得x1=-1,x2=-7。
(3)(配方法)移项,得x2-4x=3。配方,得x2-4x 22=3 22,即(x-2)2=7。解这个方程,得x-2=±7,即x1=2 [7],x2=2-[7]。
(公式法)因为a=1,b=-4,c=-3,
所以b2-4ac=(-4)2-4×1×(-3)=28