内容正文:
第二十五章 一元二次方程
25.2.3 因式分解法
目
录
1. 学习目标
4. 知识点1 用因式分解法解一元二次方程
6. 课堂小结
7. 当堂小练
CONTENTS
9. 拓展与延伸
3. 新课导入
2. 知识回顾
5. 知识点2 用适当的方法解一元二次方程
8. 对接中考
1. 理解因式分解法解一元二次方程的原理,能运用因式分解法解一元二次方程.
2. 体会 “降次” 与 “转化” 的数学思想,能对比因式分解法与配方法、公式法的特点,根据方程结构选择合适的解法.
学习目标
知识回顾
解一元二次方程的基本思路是什么?
降次
我们已经学过哪些解一元二次方程的方法?
1.直接开平方法:形如的方程,用直接开平方法.
2.配方法:通过配成完全平方形式来解一元二次方程.
3.公式法:把一元二次方程化成一般形式,然后计算判别式 的值,当 时,利用求根公式 求方程的根.
知识回顾
因式分解的方法
1. 提公因式法:一般地,如果多项式的各项有公因式,可以把这个公因式提取出来,将多项式写成公因式与另一个因式的乘积的形式,这种分解因式的方法叫做提公因式法.
2. 公式法:利用平方差公式
利用完全平方公式分解因式.
3. 十字相乘法:利用分解因式.
新课导入
根据物理学规律,如果把一个物体从地面以 10m/s 的速度竖直上抛,那么物体经过 x s后的离地高度(单位:m)约为 10x-5x2. 根据上述规律,物体经过多少秒落回地面?
解:设物体经过x s落回地面,这时它离地面的高度为0 m,
即 10x-5x2=0.
问题
思考
已经学习的配方法、公式法可以解吗?
用配方法或公式法可以解方程,但都不简单,你能想到别的简单方法解这个方程吗?
新课讲解
知识点1 用因式分解法解一元二次方程
探究
x(10 - 4.9x) = 0,
观察方程 10x-4.9x2=0,它有什么特点?你能根据它的特点找到更简便的方法吗?
10x - 4.9x 2 = 0,
x1 = 0,x2 =.
x = 0
或10 - 4.9x = 0,
a·b=0
a=0或b=0
右边为0
左边可以因式分解
新课讲解
解方程10x-4.9x2=0时,二次方程是如何降为一次的?
思考
从上面的解法中,可以发现,不是用开平方降次,而是先因式分解,使方程化为两个一次式的乘积等于0的形式,再使这两个一次式分别等于0,从而实现降次.
新课讲解
因式分解法
先因式分解,使方程化为两个一次式的乘积等于 0的形式,再使这两个一次式分别等于 0,从而实现降次.这种解一元二次方程的方法叫做因式分解法 .
理论依据:
ab=0
a=0或b=0.
降次
结构特征:等号左边是两个因式的乘积,右边是0.
1. 在方程没有化成一般形式前,一般不要对左边进行因式分解.
2. 整理后缺项的一元二次方程用因式分解法求解较简单.
注意
新课讲解
例
解法一:因式分解,得
(x-2)(x+1)=0.
于是得 x-2=0,或x+1=0,
x1=2,x2=-1.
1. 解方程:.
整体思想:公因式x-2
易错点:这里提取公因式x-2后,还剩下1,不是0.
解法二:整理,得x2-x-2=0
因式分解,得(x-2)(x+1)=0.
于是得 x-2=0,或x+1=0,
x1=2,x2=-1.
解法一用到了整体思想,解法二用到了十字相乘法
新课讲解
例
2. 解方程:
平方差公式
解:移项、合并同类项,得
4x2-1=0.
因式分解,得
(2x+1)(2x-1)=0.
于是得
2x+1=0,或2x-1=0,
,.
新课讲解
因式分解法解一元二次方程的一般步骤
1. 移项:将方程的右边化为0;
2. 分解:将方程的左边分解为两个一次式的乘积;
3. 转化:令两个一次式分别为0,得到两个一元一次方程;
4. 求解:解这两个一元一次方程,它们的解就是一元二次方程的解.
归纳
右化零,左分解,两因式,各求解.
口诀
新课讲解
练一练
解:(1)因式分解,得x(x+1)=0,
于是得x=0,或x+1=0,
即x1=0,x2=-1.
1. 用因式分解法解下列方程:
(1)x2+x=0; (2)(2x-3)2=(3x-2)2; (3)3x2-6x=-3.
(2)解法一:
移项,得(2x-3)2-(3x-2)2 =0.
因式分解,得[(2x-3)+(3x-2)][(2x-3)-(3x-2)]=0.
即(5x-5)(-x-1)=0,
所以5x-5=0,或-x-1=0,
x1=1,x2=-1.
整体思想
(2)解法二:
整理,得x2-1=0 ,
因式分解,得(x-1)(x+1)=0,
所以x-1=0,或x+1=0,
x1=1,x2=-1.
(3)移项、化简,得x2-2x+1=0,
因式分解,得(x-1)2=0,
于是得x-1=0,即x1=x2=1.
2. 已知某一元二次方程的两根分别为, ,则这个方程可能为 ( )
新课讲解
练一练
A
A. B.
C. D.
新课讲解
练一练
A. 23 B. 23或33 C. 24 D. 24或30
3. 三角形两边的长分别是7和11,第三边的长是一元二次方程 的一个实数根,则该三角形的周长是 ( )
B
解: ,
,
,
,
,.
长为7,11,5的线段和长为7,11,15的线段都能组成三角形,
该三角形的周长是
或.
新课讲解
知识点2 用适当的方法解一元二次方程
配方法:
分别用配方法、公式法和因式分解法解方程 .
解:- x=0,
- x+=0+,
=,
x-=±,x=±+,
=,=0.
解:10x-4.9x2=0化为一般式为4.9x2-10x=0.
公式法:
∵ a=4.9,b=-10,c=0.
∴ b2-4ac= (-10)2-4×4.9×0=100.
x,
=,=0.
解:10x-4.9x2=0,
x(10-4.9x) =0,
x =0或10-4.9x=0,
因式分解法:
=0,=.
新课讲解
方法 理论依据 适用方程 关键步骤 主要特点
直接开平方法 平方根的意义 x2=n (n≥0) 或(ax+b)2=n
(a≠0,n≥0) 型方程. 开平方 求解迅速、准确,但只适用于一些特殊结构的方程.
配方法 完全平方公式 所有一元二次方程. 配方 解法烦琐,当二次项系数为 1 或常数项较大时,用此法较简单.
公式法 配方 所有一元二次方程. 代入求根公式 对系数进行混合运算,易出现化简不彻底的错误.
因式分解法 若 ab=0,
则 a=0 或 b=0 能化为一边为 0,另一边为两个一次式积的形式的方程. 分解因式 求解迅速、准确,但适用范围较小.
一元二次方程解法的比较
新课讲解
例
直接开平方
公式
配方
因式分解
3. 在下列各题的横线上填写适当的解法.
(1) 解方程 ,用____________法较适宜;
(2) 解方程 ,用______法较适宜;
(3) 解方程 ,用______法较适宜;
(4) 解方程 ,用__________法较适宜.
新课讲解
例
解:(1)化简,得 (3x-5)(x+5)=0.
即3x-5=0 或 x+5=0.
所以 x1=,x2=-5.
等式左右两边可以提取公因式,所以用因式分解法解答较快.
(2)开平方,得 5x + 1 = ±1.
方程一边以平方形式出现,另一边是常数,可用直接开平方法.
解得 x 1= 0 , x2=.
(3) 配方,得 x2-12x+62=4+62,
即 (x - 6)2 =40.
二次项的系数为1,用配方法解题较快.
开平方,得x-6=±2.
x1=6+2 , x2=6-2.
(4) 化为一般形式为 3x2 -4x-1=0.
∵Δ=b2 - 4ac = 28 > 0,
二次项的系数不为1,且不能直接开平方,也不能直接因式分解,所以适合公式法.
∴ x=.
∴=, =.
4. 用适当的方法解方程:
(1) 3x(x + 5)= 5(x + 5); (2) (5x + 1)2=1; (3)x2 - 12x = 4; (4)3x2 = 4x + 1.
新课讲解
解一元二次方程的方法的选择技巧
若一元二次方程可化为 (mx+n)2=p(m≠0,p≥0) 的形式,则宜选用直接开平方法;
若一元二次方程的二次项系数为 1,一次项系数为偶数,则宜选用配方法;
若一元二次方程整理后右边为 0,且左边能进行因式分解,则宜选用因式分解法;
若直接开平方法、配方法、因式分解法都不简便,则宜选用公式法.
归纳
新课讲解
例
5. 已知实数 满足,那么 的值为 ( )
A. 或1 B. 1 C. 2 D. 0或2
解:设
,
,
解得,.
当 时,,即,此方程无解;
当 时,,解得, .
D
新课讲解
练一练
1. 解下列方程:
; ;
; .
用较简便的方法依次是( )
A. ①直接开平方法,②配方法,③公式法,④因式分解法
B. ①直接开平方法,②公式法,③④因式分解法
C. ①因式分解法,②公式法,③配方法,④因式分解法
D. ①直接开平方法,②③公式法,④因式分解法
A
新课讲解
练一练
2. 用适当的方法解下列一元二次方程:
(1)4x2-64=0; (2)2x2-7x-6=0; (3)(3x+2)2-8(3x+2)+15=0.
解:(1)∵ 4x2-64=0,
∴ x2=16.
∴ x1=4,x2=-4.
(2) 2x2-7x-6=0,
∵a=2,b=-7,c=-6,
∴Δ=b2-4ac=97>0,
∴,
(3) 因式分解,得
,
即,
∴, .
新课讲解
练一练
3. 已知方程 和方程的根完全相同,则 ____.
解:,
,.
把 代入方程,得,
解得 .
解方程,得, ,
.
课堂小结
因式分解法解一元二次方程
解法步骤
(1)移项:将方程的右边化为0;
(2)分解:将方程的左边分解为两个一次式的乘积;
(3)转化:令每个一次式分别等于0,得到两个一元一次方程;
(4)求解:解这两个一元一次方程,它们的解都是一元二次方程的解.
先对方程ax²+bx+c=0(a≠0)的左边分解因式,使方程化为两个一次式的乘积等于0的形式,再使这两个一次式分别等于0,从而实现降次.这种解一元二次方程的方法叫作因式分解法.
定义
当堂小练
1. 用适当的方法解下列方程:
(1)4x2 - 64=0; (2)x2+6x=9; (3)2x2 - 7x =6; (4)(2x+1)2-4x-2=0.
解:(1) 移项,得 4x2=64.
二次项系数化为 1,得 x2=16.
开方,得x=±4,即 x1=4, x2= - 4.
(2) 配方,得x2+6x+32=9+32,即(x+3)2=18.
开平方,得x+3=±3,于是x=-3±3.
所以x1=-3+3 ,x2=-3-3.
(3) 方程化为2x2-7x-6=0,
此时a=2,b=-7,c=-6,
∴ Δ =b2-4ac=(-7)2-4×2×(-6)=97>0.
方程有两个不相等的实数根
,
即,.
(4) 方程变形,得(2x+1)2-2(2x+1)=0.
左边分解因式,得(2x+1)(2x+1-2)=0,即(2x+1)(2x-1)=0.
于是2x+1=0,或2x-1=0,即, .
当堂小练
2. 解方程 2(x-1) 2=3(x-1)最合适的方法是( )
A. 直接开平方法
B. 配方法
C. 公式法
D. 因式分解法
D
当堂小练
3. 点 的横、纵坐标恰好是方程的两个根,则经过点 的正比例函数图象一定过 ( )
A. 第一、三象限 B. 第二、四象限
C. 第一象限 D. 第四象限
B
解:,
,
或,
,
点 的横、纵坐标恰好是方程的两个根,
点的坐标是或 ,
故经过点 的正比例函数图象一定过第二、四象限.
当堂小练
4. 关于的方程 的两个根,满足,且,则 的值为 ( )
A. B.2 C.3 D.5
D
解:方程变形为 ,
左边分解因式,得,
于是得 或
,
, ,
又,
,解得 .
当堂小练
5. 设是方程的一个较大的根, 是方程的一个较小的根,则 的值是 ( )
A. B. C. D. 2
解:,
,
或 ,
解得或
是方程 的一个较大的根,
,
,
或,
解得或
是方程的一个较小的根,
,
.
C
当堂小练
6. 定义:如果关于 的一元二次方程满足 ,那么我们称这个方程为“完美方程”.
(1) 判断一元二次方程 是否为“完美方程”,并说明理由.
(2) 已知是关于的“完美方程”,若 是此方程的一个根,则 的值为多少?
解:(1) 方程 是“完美方程”,理由如下:
,, ,
.
一元二次方程 是“完美方程”.
(2) 是关于 的“完美方程”,
其中,, ,
,即 ,
.
原方程可化为 .
是此方程的一个根,
,
即 .
解得或 .
对接中考
1. 一元二次方程 的解是 ( )
A. , B. ,
C. , D. ,
B
解: ,
,
或 ,
, .
对接中考
2. 如图,在菱形中,对角线的长是方程 的一个根,对角线的长为4,则菱形 的面积为 ( )
A.28 B.24 C.18 D.14
D
解:,左边分解因式,得,
,
,
,
菱形 的面积为 .
拓展与延伸
【阅读材料】
#解方程: ,
可将方程变形为 ,
设 ,
则原方程可化为 .①
解得, .
当时, ,无实数根;
当时,,解得 .
原方程的解为, .#1.1.7
换元
转化
(2)【延伸拓展】利用上面的解题方法,解答下列问题:
①解方程: ;
解:令,则原方程可化为 ,
即,解得, .
当时,,
即 ,此方程无实数解;
当时,,即 ,
解得,
原方程的解为, .
(1)【解决问题】在由方程 得到方程①的过程中,利用______法达到了降次的目的,体现了______的数学思想.
②已知实数,满足 ,求 的值.
解:设,
则
可化为,
整理得 ,即 ,解得
.
.
拓展与延伸
(1) 分解因式 .
①分解二次项与常数项:, .
②交叉相乘,验中项:
③横向写出两因式: .
这种分解因式的方法称为“ 十字相乘法”.
(2) 若,则或 .
(3) 故此方程可以这样写出求解过程:
,
左边分解因式,得,
原方程的解为, .
2.【阅读材料】解方程 ,我们可以按下面的方法解答:#1
拓展与延伸
【解决问题】试用上述方法和原理解决下列问题:
(1) 二次项系数为1 ;
解:左边分解因式,得 ,
或 ,
, .
(2) 二次项系数不为1 .
解:左边分解因式,得 ,
或 ,
, .
(3) 整体思想 .
解:左边分解因式,得
或 ,
, .
拓展与延伸
(4) 求字母的值 已知关于的方程 ,若方程有一个根大于2,求 的取值范围.
解:左边分解因式,得
,
或,
, ,
又 方程有一个根大于2,
, .
(5) 求分式的值 已知,且,求 的值.
解:左边分解因式,得
,
或,
, ,
又,
或 .
$