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亲爱的同学们,你们知道吗,人类认识一元二次方程的历史相当久远。阿拉伯数学家阿尔·花拉子米在他的著作《代数学》里第一次承认了一元二次方程有两个根,还用几何学方法得出一般的求根公式,极大地推动了数学的发展。我们都知道解一元二次方程常见的方法有直接开平方法、配方法、公式法和因式分解法,下面我们一起来结合具体题目,合理选择解一元二次方程的方法,以方便我们的计算。
一、直接开平方法
例1 解方程:(x 1)2-1=3。
【解析】把x 1看作一个整体,将方程两边同时加1,变形为(x 1)2=4,再直接开平方,计算即可。
解:(x 1)2-1=3。
(x 1)2=4。
x 1=±2。
x=-1±2。
∴x1=1,x2=-3。
【点评】形如(x h)2=k(h、k为常数,k≥0)的方程通常使用直接开平方法。需要注意的是,若k=0,则答案需写作x1=x2=-h的形式,方程有两个相等的实数根。
二、配方法
例2 解方程:x2-10x 22=0。
【解析】观察这个一元二次方程,我们发现二次项系数为1,一次项系数为偶数,此时考虑选择使用配方法。
解:x2-10x=-22。
x2-10x 52=-22 52。
(x-5)2=3。
x-5=[±3]。
x=5±[3]。
∴x1=5 [3],x2=5-[3]。
【点评】关于x的一元二次方程ax2 bx c=0(a、b、c是常数,a≠0),当a=1,b为偶数时通常使用配方法。先把常数项移到方程的右边,然后加上一次项系数的一半的平方。将方程转化为(x h)2=k的形式,进而求解。当一元二次方程的一次项系数不是偶数时,配方容易出错,同学们应引起注意。
三、公式法
例3 解方程:2x2 x-1=0。
【解析】观察这个一元二次方程,我们发现二次项系数不为1,一次项系数为奇数,此时应选择使用公式法。
解:∵a=2,b=1,c=-1,
b2-4ac=12-4×2×(-1)=9。
∴x=[-1±32×2]。
∴x1=[12],x2=-1。
【点评】关于x的一元二次方程ax2 bx c=0(a、b、c是常数,a≠0),当b2-4ac≥0时,方程的实数根是x=[-b±b2-4ac2a]。同学们对一元二次方程的求根公式需要熟练掌握,把各项系数的值直接代入公式,进而求解。特别对于a≠1,b为奇数的情况,公式法通常较为简便。
四、因式分解法
例4 解方程:x(2x-1)=3(1-2x)。
【解析】观察这个一元二次方程,我们发现2x-1与1-2x互为相反数,移项后可提公因式,因此应选择使用因式分解法。
解:x(2x-1)-3(1-2x)=0。
x(2x-1) 3(2x-1)=0。
(2x-1)(x 3)=0。
∴2x-1=0或x 3=0。
∴x1=[12],x2=-3。
【点评】开始动笔做题之前,同学们一定要养成认真读题的好习惯。这道题可通过移项,将方程右边化为0,方程左边经提公因式之后可分解为两个一次因式的乘积。把解这样的一元二次方程转化为解两个一元一次方程,从而得出结果。
例5 解方程:(3x-1)2-4x2=0。
【解析】将4x2看作2x整体的平方,我们可以利用平方差公式将这个一元二次方程的左边进行因式分解,转化成两个一次因式的乘积。
解:(3x-1)2-(2x)2=0。
(3x-1 2x)(3x-1-2x)=0。
(5x-1)(x-1)=0。
∴5x-1=0或x-1=0。
∴x1=[15],x2=1。
【点评】形如x2-ax=0和x2-a2=0的一元二次方程通常可以使用因式分解法快速地解决。
一般地,在一元二次方程ax2 bx c=0(a、b、c是常数,a≠0)中,如果b2-4ac≥0时,那么它的两个根为x1=[-b b2-4ac2a]、x2=[-b-b2-4ac2a],这两个根满足x1 x2=[-ba],x1·x2=[ca]。这个结论也可以帮助我们更加便捷地解决一些问题。
例6 已知关于x的方程2x2 mx 50=0的一个根是10,求它的另一个根。
【解析】已知一元二次方程的一个根,可以将此根代入方程求出参数的值,再通过解这个方程得到它的另一个根。或者根据题目条件,利用根与系数的关系,进行求解。
解法一:把x=10代入,得2×102 10m 50=0。
解得m=-25。
把m=-25代入,得2x2-25x 50=0。
∵a=2,b=-25,c=50,
b2-4ac=(-25)2-4×2×50=225。
∴x=[25±2252×2]=[25±154]。
∴x1=10,x2=[52]。
∴方程的另一个根是[52]。
解法二:∵a=2,c=50,
∴x1·x2=[ca]=[502]=25。
∵x1=10,
∴x2=[2510]=[52]。
∴方程的另一个根是[52]。
【点评】对比本题的这两种解法,我们可以明显看出方法2更为便捷。已知一元二次方程ax2 bx c=0(a、b、c是常数,a≠0)中a和b的值,可以利用x1 x2=[-ba]进行求解;已知a和c的值,则可以利用x1·x2=[ca]进行求解。
例7 已知关于x的方程x2 bx c=0的两根分别是[2] 1、[2]-1,求b、c的值。
【解析】已知一元二次方程的两个根,那么我们可以直接代入,联立得到关于b和c的二元一次方程组,进而求解。经过计算,我们发现这种方法并不方便。我们可以逆向使用根与系数的关系,直接得到b和c的值。
解:∵x1 x2=-b,
∴([2] 1) ([2]-1)=-b,
∴b=[-22]。
∵x1·x2=c,
∴([2] 1)·([2]-1)=c,
∴c=1。
【點评】此处为根与系数的关系的直接应用,同学们要注意归纳总结。另外需要注意的是,x1 x2=[-ba]中,负号不要漏写。
(作者单位:江苏省南京市第一中学初中部)
一、直接开平方法
例1 解方程:(x 1)2-1=3。
【解析】把x 1看作一个整体,将方程两边同时加1,变形为(x 1)2=4,再直接开平方,计算即可。
解:(x 1)2-1=3。
(x 1)2=4。
x 1=±2。
x=-1±2。
∴x1=1,x2=-3。
【点评】形如(x h)2=k(h、k为常数,k≥0)的方程通常使用直接开平方法。需要注意的是,若k=0,则答案需写作x1=x2=-h的形式,方程有两个相等的实数根。
二、配方法
例2 解方程:x2-10x 22=0。
【解析】观察这个一元二次方程,我们发现二次项系数为1,一次项系数为偶数,此时考虑选择使用配方法。
解:x2-10x=-22。
x2-10x 52=-22 52。
(x-5)2=3。
x-5=[±3]。
x=5±[3]。
∴x1=5 [3],x2=5-[3]。
【点评】关于x的一元二次方程ax2 bx c=0(a、b、c是常数,a≠0),当a=1,b为偶数时通常使用配方法。先把常数项移到方程的右边,然后加上一次项系数的一半的平方。将方程转化为(x h)2=k的形式,进而求解。当一元二次方程的一次项系数不是偶数时,配方容易出错,同学们应引起注意。
三、公式法
例3 解方程:2x2 x-1=0。
【解析】观察这个一元二次方程,我们发现二次项系数不为1,一次项系数为奇数,此时应选择使用公式法。
解:∵a=2,b=1,c=-1,
b2-4ac=12-4×2×(-1)=9。
∴x=[-1±32×2]。
∴x1=[12],x2=-1。
【点评】关于x的一元二次方程ax2 bx c=0(a、b、c是常数,a≠0),当b2-4ac≥0时,方程的实数根是x=[-b±b2-4ac2a]。同学们对一元二次方程的求根公式需要熟练掌握,把各项系数的值直接代入公式,进而求解。特别对于a≠1,b为奇数的情况,公式法通常较为简便。
四、因式分解法
例4 解方程:x(2x-1)=3(1-2x)。
【解析】观察这个一元二次方程,我们发现2x-1与1-2x互为相反数,移项后可提公因式,因此应选择使用因式分解法。
解:x(2x-1)-3(1-2x)=0。
x(2x-1) 3(2x-1)=0。
(2x-1)(x 3)=0。
∴2x-1=0或x 3=0。
∴x1=[12],x2=-3。
【点评】开始动笔做题之前,同学们一定要养成认真读题的好习惯。这道题可通过移项,将方程右边化为0,方程左边经提公因式之后可分解为两个一次因式的乘积。把解这样的一元二次方程转化为解两个一元一次方程,从而得出结果。
例5 解方程:(3x-1)2-4x2=0。
【解析】将4x2看作2x整体的平方,我们可以利用平方差公式将这个一元二次方程的左边进行因式分解,转化成两个一次因式的乘积。
解:(3x-1)2-(2x)2=0。
(3x-1 2x)(3x-1-2x)=0。
(5x-1)(x-1)=0。
∴5x-1=0或x-1=0。
∴x1=[15],x2=1。
【点评】形如x2-ax=0和x2-a2=0的一元二次方程通常可以使用因式分解法快速地解决。
一般地,在一元二次方程ax2 bx c=0(a、b、c是常数,a≠0)中,如果b2-4ac≥0时,那么它的两个根为x1=[-b b2-4ac2a]、x2=[-b-b2-4ac2a],这两个根满足x1 x2=[-ba],x1·x2=[ca]。这个结论也可以帮助我们更加便捷地解决一些问题。
例6 已知关于x的方程2x2 mx 50=0的一个根是10,求它的另一个根。
【解析】已知一元二次方程的一个根,可以将此根代入方程求出参数的值,再通过解这个方程得到它的另一个根。或者根据题目条件,利用根与系数的关系,进行求解。
解法一:把x=10代入,得2×102 10m 50=0。
解得m=-25。
把m=-25代入,得2x2-25x 50=0。
∵a=2,b=-25,c=50,
b2-4ac=(-25)2-4×2×50=225。
∴x=[25±2252×2]=[25±154]。
∴x1=10,x2=[52]。
∴方程的另一个根是[52]。
解法二:∵a=2,c=50,
∴x1·x2=[ca]=[502]=25。
∵x1=10,
∴x2=[2510]=[52]。
∴方程的另一个根是[52]。
【点评】对比本题的这两种解法,我们可以明显看出方法2更为便捷。已知一元二次方程ax2 bx c=0(a、b、c是常数,a≠0)中a和b的值,可以利用x1 x2=[-ba]进行求解;已知a和c的值,则可以利用x1·x2=[ca]进行求解。
例7 已知关于x的方程x2 bx c=0的两根分别是[2] 1、[2]-1,求b、c的值。
【解析】已知一元二次方程的两个根,那么我们可以直接代入,联立得到关于b和c的二元一次方程组,进而求解。经过计算,我们发现这种方法并不方便。我们可以逆向使用根与系数的关系,直接得到b和c的值。
解:∵x1 x2=-b,
∴([2] 1) ([2]-1)=-b,
∴b=[-22]。
∵x1·x2=c,
∴([2] 1)·([2]-1)=c,
∴c=1。
【點评】此处为根与系数的关系的直接应用,同学们要注意归纳总结。另外需要注意的是,x1 x2=[-ba]中,负号不要漏写。
(作者单位:江苏省南京市第一中学初中部)