内容正文:
17.5 一元二次方程的应用 (1)
第十七章 一元二次方程
沪科版 · 新教材 · 八年级下册
学习目标
1. 掌握建立数学模型以解决增长率与降低率问题. (重点)
2. 掌握列一元二次方程解决几何问题、数学问题,并能根据具体问题的实际意义,检验结果的合理性. (重、难点)
导入新课
1.如图,长方形的长为20 m,宽为15 m,面积为300 m2.如果在其中修一条宽2 m的小路,剩下的面积是_______.如果小路的宽是x m,那么剩下的面积是____________.
270 m2
(300-15x)m2
2.某工厂一月份的产值是100万元,二月份比一月份增长10%,那么二月份的产值是_______,如果三月份保持这个增长率,那么三月份的产值是_______,如果增长率为x,那么,二月份的产值和三月份的产值分别是__________万元,_________万元.
110万元
121万元
100(1+x)
100(1+x)2
探究新知
题型一: 利用一元二次方程解决
图形面积 (体积) 问题
列方程解应用题的一般步骤:
审
找
列
解
验
答
弄清题意和题中的数量关系,用字母表示问题涉及的未知数
分析题意,找出等量关系(可借助示意图、表格等)
根据等量关系,列出需要的代数式,并列出方程
解这个方程,求出未知数的值
检查所得的值是否正确和符合实际情形
写出答案(包括单位)
推进新课
如图,在一块宽 20 m、长 32 m 的长方形空地上,修筑三条等宽的小路(两条纵向,一条横向,纵向与横向垂直),把这块空地分成 6 块,建成小花坛. 要使花坛的总面积为 570 m2,小路的宽应是多少?
20
32
(单位:m)
x
例 1
【教材P40 例1】
x
审
找
知识点一 面积问题
20
32
(单位:m)
x
解 设小路的宽是 x m,根据题意,得
32×20 – (32x + 2×20x) + 2x2 = 570
整理,得 x2 – 36x + 35 = 0
则 (x – 1)(x – 35) = 0
解方程,得 x1 = 1,x2 = 35.
x2 = 35 不合题意,所以 x = 1.
答:小路的宽应为 1 m.
列
解
验
答
20米
32米
1、如图所示,在宽为 20 米, 长为 32 米的长方形地面上修筑同样宽的道路(图中阴影部分), 余下的部分种上草坪. 要使草坪的面积为 540 平方米,求道路的宽.
对应练习
解:设道路的宽为 x 米.根据题意,得
(20-x)(32-x)=540
整理,得
x2-52x+100=0
解得
x1=50(舍),
x2=2
答:道路的宽为 2 米.
对应练习
2、用长度为 24 cm的铁丝围成一个长方形,其面积不可能是( )
A.12cm2 B.20cm2 C.36cm2 D.40cm2
D
知识模块一 平均增长率问题
探究新知
例1 原来每盒 27 元的一种药品,经两次降价后每盒售价为 9 元,该药品两次降价的平均降价率是多少?(精确到 1%)
降价率是什么意思?它与原价之间有什么数量关系?
降价率是降低的价格与原价的比值:
降价率 = ×100%
原价 – 现价
原价
例1 原来每盒 27 元的一种药品,经两次降价后每盒售价为 9 元,该药品两次降价的平均降价率是多少?(精确到 1%)
分析:现价 = 原价(1 – 降价率)
设该药品两次降价的平均降价率是 x.
原价
27
第一次降价后的价格
27(1 – x)
降价率x
第二次降价后的价格
27(1 – x)2
降价率x
解 设该种药品两次降价的平均降价率是 x,根据题意,得 27(1 – x)2 = 9
解方程,得 x1 ≈ 1.58,x2 ≈ 0.42.
x1 = 1.58 不合题意,所以 x = 0.42 = 42%.
答:该药品两次降价的平均降价率是 42%.
整理,得 (1 – x)2=
根据问题的实际意义,平均降价率应是小于 1 的正数.
练一练
【教材P43练习T1】
一根水管内壁均匀地形成一层厚 3 mm 的附着物,从而导致流通截面(圆形)减少至原来的 . 求这根水管原来的内壁直径.
等量关系:
x
解:设原来的内壁直径是 x mm,
根据题意,得
解方程,得 x1 = 18,x2 = 3.6.
x2 = 3.6 不合题意,所以 x = 18.
答:这根水管原来的内壁直径是 18 mm.
练一练
【教材P43练习T1】
一根水管内壁均匀地形成一层厚 3 mm 的附着物,从而导致流通截面(圆形)减少至原来的 . 求这根水管原来的内壁直径.
探究新知
例 2 正方形金属片一块,将其四个角各截去一个相同大小的小正方形,围成高 20 cm,容积为 2880cm3 的开口方盒 . 问原金属片的边长是多少?
20
20
x
x-40
x-40
解:设原金属片的边长为 xcm.根据题意,得
20(x-40)2=2880
整理,得 (x-40)2=144
解得
x1=52,
x2=28
∵ x2=28不符题意,故舍去
∴ x=52.
答:原金属片的边长是52cm .
对应练习
解:(1) 设 AB 的长为 x 米,根据题意,得
x(77+3-4x)=300
解得 x1=5,x2=15
当 x=5 时,80-4x=60>30,故 x=5 不合题意
当 x=15 时,80-4x=20<30
答:AB 的长是 15 米.
例 3 如图,用一段 77 米的篱笆围成三个一边靠墙、大小相同的矩形羊圈,每个矩形都有一个 1 米的门,墙的最大可用长度为 30 米.
(1)如果羊圈的总面积为 300 平方米,求边 AB 的长;
(2)羊圈的总面积能为 500 平方米吗?若能,请求出边 AB 的长;若不能,说明理由.
对应练习
例 3 如图,用一段 77 米的篱笆围成三个一边靠墙、大小相同的矩形羊圈,每个矩形都有一个 1 米的门,墙的最大可用长度为 30 米.
(1)如果羊圈的总面积为 300 平方米,求边 AB 的长;
(2)羊圈的总面积能为 500 平方米吗?若能,请求出边 AB 的长;若不能,说明理由.
(2)羊圈的总面积不能为 500 平方米,理由如下:
设 AB 的长为 x 米,由题意可得
x(77+3-4x)=500
∴ x2-20x+125=0
∴ Δ=400-500=-100<0
∴ 羊圈的总面积不能为 500 平方米.
练一练:
两年前生产 1 t 甲药品的成本是 5000 元,生产 1 t 乙药品的成本是 6000 元. 随着生产技术的进步,现在生产 1 t 甲药品的成本是 3000 元,生产 1 t 乙药品的成本是 3600 元. 哪种药品成本的年平均下降率较大?
解:设甲、乙药品成本的年平均下降率分别是 x,y,
根据题意,得 5000(1 – x)2 = 3000,6000(1 – y)2 = 3600
解方程,得x1=,x2=.
答:甲、乙药品成本的年平均下降率一样大.
x2=.不合题意,所以x.
利用一元二次方程解决面积问题时,常利用规则图形的面积、体积或周长公式等建立方程进行计算;对于部分不规则图形,可以通过平移、旋转等变换,转化为规则图形来解决问题.
知识点二 数字问题
【教材P41练习T1】
如果两个连续偶数的积是 288,求这两个数.
分析:
较小的偶数
x
较大的偶数
x + 2
积为288
x(x + 2) = 288
解:设前一个偶数是 x ,则后一个偶数是是 (x + 2) .
根据题意,得 x(x + 2) = 288
解方程,得 x1 = 16,x2 = – 18.
答:这两个数分别为 16 和 18,或 – 18 和 – 16.
所以 x1 + 2 = 18,x2 + 2 = – 16.
探究新知
题型二: 利用一元二次方程解决动点问题
例2 一农户原来种植的花生,每公顷产量为 3000 kg,出油率为 50%(即每 100 kg 花生可加工出花生油 50 kg ). 现在种植新品种花生后,每公顷收获的花生可加工出花生油 1980 kg,已知花生出油率的增长率是产量增长率的. 求新品种花生产量的增长率.
分析:设新品种花生产量的增长率为 x.
原花生 新品种花生
产量/公顷 3000 3000(1 + x)
出油率 50% 50%(1+x)
解 设新品种花生产量的增长率为 x,根据题意,得
解方程,得 x1 = 0.2 = 20%,x2 = – 3.2.
x2 = – 3.2 不合题意,所以 x = 20%.
答:新品种花生产量的增长率为 20%.
整理,得 25x2 + 75x – 16 = 0
3000(1+x)·[50%(1+x)]=1980
练一练
一个两位数,十位上的数字与个位上的数字之和是 5,把这个数的个位上的数字与十位上的数字对调后,所得的新的两位数与原来的两位数的乘积为 736,求原来的两位数.
分析:
原两位数
十位
个位
x
5 – x
10x + (5 – x)
个位十位对调
积为 736
现两位数
十位
个位
5 – x
x
10(5 – x) + x
解:设原来的两位数的十位上的数字为 x ,则个位上的数字为 (9 – x).
练一练
一个两位数,十位上的数字与个位上的数字之和是 9,把这个数的个位上的数字与十位上的数字对调后,所得的新的两位数与原来的两位数的乘积为 2268,求原来的两位数.
根据题意,得 [10x + (9 – x)][10(9 – x) + x] = 2268
解方程,得 x1 = 6,x2 = 3,则 9 – x1 = 3,9 – x2 = 6.
所以原来的两位数是 63 或 36.
对应练习
例 4 如图,在 △ABC 中,∠B=90°,AB=6cm,BC=8cm.点 P从点 A 开始沿 AB 边向点 B 以 1 cm/s 的速度移动,点 Q 从点B 开始沿 BC 边向点 C 以 2 cm/s 的速度移动.
(1) 若点 P、Q 分别从点 A、B 同时出发,经过多少秒后,△PBQ的面积为 8 cm2?
A
C
B
P
Q
解:设经过x秒后,△PBQ的面积为8cm2.
根据题意,得
解得
x1=2,
x2=4
答:点 P、Q 分别从点 A、B 同时出发,经过 2 秒或 4 秒后,△PBQ 的面积为 8 cm2
对应练习
例 4 如图,在△ABC中,∠B=90°,AB=6cm,BC=8cm.点 P 从点 A 开始沿 AB 边向点 B 以 1 cm/s 的速度移动,点 Q 从点 B 开始沿BC边向点 C 以 2 cm/s 的速度移动.
(2)点 P、Q 在移动过程中,是否存在某一时刻,使得 △PBQ 的面积等于 △ABC 的面积的一半.若存在,求出运动的时间;若不存在,说明理由.
A
C
B
P
Q
理由:设经过y秒后,△PBQ的面积等于△ABC的面积的一半.
根据题意,得
整理,得
y2-6y+12=0
∵△=b2-4ac
解:不存在
=36-4×12
=-12
<0
∴ 方程无实数根
∴ 不存在某一时刻,使得△PCQ的面积等于△ABC的面积的一半
归纳总结
平均增长率 若基础量为 a,设平均增长率为 x,则一次增长后的量为 a(1 + x),两次增长后的量为 a(1 + x)2
……依此类推, n 次增长后的量为 a(1 + x)n
平均降低率 若基础量为 a,设平均降低率为 x,则一次降低后的量为 a(1 – x),两次降低后的量为 a(1 – x)2
……依此类推,n 次降低后的量为 a(1 – x)n
增长率可以大于100%
降低率不能大于100%
解题策略:解决数字问题设未知数时,通常采用间接设元法.
设元的方法 方法解读
直接设元法 设待求量为未知数
间接设元法 设待求量之外的量为未知数,用含未知数的代数式表示待求量
辅助设元法 引入辅助未知数,并在解题过程中消去
课堂小结
面积问题:
利用规则图形的面积、体积或周长公式等建立方程进行计算;对于部分不规则图形,可以通过平移、旋转等变换,转化为规则图形来解决问题.
数字问题:
解决数字问题时,通常采用间接设元法设未知数.
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