内容正文:
专题25.2 降次——解一元二次方程
【本节预习目标】
1.理解“降次”的核心数学思想,掌握直接开平方法、配方法、公式法、因式分解法四种一元二次方程的解法,能根据方程特征选择恰当方法求解。
2.理解一元二次方程根的判别式的意义,能不解方程判断根的情况,能根据根的情况反求参数的取值范围。
3.掌握一元二次方程根与系数的关系(韦达定理),能不解方程求两根对称代数式的值,已知一根快速求另一根及对应参数。
4.能运用换元法、分类讨论思想解决特殊结构的一元二次方程,提升代数推理与运算素养。
5.能结合几何、生活实际、数学文化等情境建立方程并求解,体会方程模型的应用价值。
【前置旧知回顾】
知识模块
已学旧知
本节新知关联
平方根性质
正数有两个互为相反数的平方根,0的平方根是0,负数没有平方根
直接开平方法的理论依据,决定方程是否有实数根
完全平方公式
配方法的核心依据,实现配方降次
因式分解
提公因式法、公式法(平方差、完全平方)、十字相乘法
因式分解法的基础,将二次式分解为一次式乘积
一元一次方程解法
去括号、移项、合并同类项、系数化为1
一元二次方程降次后,转化为一元一次方程求解
整式运算
多项式乘法、合并同类项
方程整理为一般形式、配方变形的运算基础
知识点1:直接开平方法
1.定义:利用平方根的意义直接对一元二次方程开平方,将二次方程降次为一元一次方程求解的方法,叫做直接开平方法。
2.基本类型与解的情况:
(1)形如的方程:
当时,有两个不相等的实数根:,;
当时,有两个相等的实数根:;
当时,无实数根。
(2)形如的方程:将看作整体,按上述规则开平方后解一元一次方程。
3.核心思想:将二次式整体开平方,实现“降次”,转化为一元一次方程。
知识点2:配方法
1.定义:将一元二次方程的左边配成含有未知数的完全平方式,右边化为常数,再用直接开平方法求解的方法,叫做配方法。
2.一般步骤(以为例):
①一移:移项,将常数项移到方程右边;
②二化:二次项系数化为1,方程两边同除以二次项系数;
③三配:方程两边同时加上一次项系数一半的平方,将左边配成完全平方式;
④四开:若右边非负,直接开平方;若右边为负,方程无实数根;
⑤五解:解得到的两个一元一次方程,得到原方程的根。
3.关键:当二次项系数为1时,加上一次项系数一半的平方,是配方的核心。
知识点3:一元二次方程根的判别式
1.定义:对于一元二次方程,代数式叫做根的判别式,用希腊字母表示,即。
2.根的情况与判别式的关系:
(1)方程有两个不相等的实数根;
(2)方程有两个相等的实数根;
(3)方程没有实数根。
3.双向应用:正用可不解方程直接判断根的情况;逆用可根据根的情况,反求参数的取值范围。
知识点4:公式法
1.求根公式:当时,一元二次方程的实数根为:
这个式子叫做一元二次方程的求根公式。
2.定义:将各项系数直接代入求根公式求解一元二次方程的方法,叫做公式法。
3.解题步骤:
①化:将方程化为一般形式,确定a,b,c的值(注意各项符号);
②算:计算的值,判断根的情况;
③代:若,代入求根公式计算方程的根;若,判定方程无实数根。
知识点5:因式分解法
1.原理:若两个因式的乘积为0,则至少其中一个因式为0,即若,则或。
2.定义:先将方程右边化为0,左边分解为两个一次因式的乘积,再令每个因式分别为0,得到两个一元一次方程,解这两个方程得到原方程的根,这种方法叫做因式分解法。
3.一般步骤:
①移项:将方程右边化为0;
②分解:将方程左边用提公因式法、公式法、十字相乘法分解因式;
③转化:令每个一次因式等于0,得到两个一元一次方程;
④求解:解两个一元一次方程,得到原方程的根。
4.特点:计算简便,但仅适用于左边易分解的方程,属于特殊解法。
知识点6:一元二次方程根与系数的关系(韦达定理)
1.核心结论:若一元二次方程的两个实数根为,则:
文字表述:两根之和等于一次项系数与二次项系数之比的相反数,两根之积等于常数项与二次项系数之比。
2.简化形式:对于二次项系数为1的方程,有,。
3.使用前提:①方程是一元二次方程();②方程有实数根()。
4.常见代数式变形:
【基础巩固题型】
【题型1】直接开平方法解一元二次方程
1.核心知识点
平方根的意义;直接开平方法的原理;型方程的求解。
2.解题方法技巧
①先将方程化为或的标准形式;
②判断的符号,时直接判定无实数根;
③时开平方,注意右边取正负两个值,不要漏负根;
④解得到的一元一次方程,化简得到最终解。
【例题1】.(26-27九年级·全国·暑假作业)解方程:
【答案】,
【分析】利用直接开平方法得出两个一元一次方程,解一元一次方程即可得出答案.
【详解】解:
∴,
则或,
解得:,.
【变式题1-1】.(25-26九年级上·甘肃平凉·阶段检测)方程的解是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了解一元二次方程,使用移项、直接开平方的方法即可得到结果.
【详解】∵,
∴,
故.
【变式题1-2】.(25-26九年级上·江苏无锡·阶段检测)解方程:
(1);
(2).
【答案】(1),
(2),
【分析】(1)将移到方程右边,然后开方求解;
(2)将移到方程右边,然后将方程左边配方成完全平方公式,然后开方求解.
【详解】(1)解:,
,
,
解得,;
(2)解:,
,
,
,
,
解得,.
【变式题1-3】.(25-26九年级上·河北廊坊·阶段检测)解下列方程:
(1);
(2).
【答案】(1),
(2),
【分析】本题考查了一元二次方程的解法,常用的方法有直接开平方法、配方法、因式分解法、求根公式法,灵活选择合适的方法是解答本题的关键.
(1)根据直接开平方法求解即可;
(2)根据配方法求解即可.
【详解】(1)解:方程变形得:,
解得:,;
(2)解:,
,
,
可得,
解得:,.
【题型2】配方法解一元二次方程
1.核心知识点
完全平方公式;配方法的五步流程;二次项系数化为1的运算规则。
2.解题方法技巧
①严格遵循“移、化、配、开、解”五步,移项注意变号;
②二次项系数不为1时,先两边同除以二次项系数,再配方;
③配方时,方程两边必须同时加上一次项系数一半的平方,保证等式成立;
④开平方前先判断右边常数的符号,避免无意义开方。
【例题2】.(25-26九年级上·福建漳州·阶段检测)解方程:.
【答案】,
【分析】根据配方法解一元二次方程即可.
【详解】解:,
,
,
.
,
,.
【变式题2-1】.(25-26八年级下·山东威海·期中)解下列方程:
(1)(用配方法).
(2).
【答案】(1),
(2),
【详解】(1)解:,
,
,
,
,
,即或,
解得,.
(2)解:,
,
或,
解得,.
【变式题2-2】.(2026·安徽·二模)解方程:.
【答案】,
【分析】可以利用配方法解一元二次方程.
【详解】解:
,
,
,
∴,.
【变式题2-3】.(25-26八年级下·上海·期中)(用配方法解方程)
【答案】
,
【详解】解:,
,
,
,
,
,
解得,.
【题型3】根的判别式判断方程根的情况
1.核心知识点
根的判别式;三种根的情况与判别式的对应关系。
2.解题方法技巧
①先将方程化为一般形式,准确找出a,b,c的值,注意各项符号;
②代入公式计算,计算时注意平方运算和负号处理;
③根据的正负性对应判断根的情况,有实数根,无实数根。
【例题3】.(2026·河南平顶山·三模)一元二次方程的根的情况是( ).
A.有两个相等的实数根 B.有两个不相等的实数根
C.没有实数根 D.无法确定
【答案】B
【分析】计算一元二次方程根判别式的值即可判断根的情况.
【详解】 一元二次方程为 ,
,,,
,
方程有两个不相等的实数根.
【变式题3-1】.(2026·上海·中考真题)下列方程中,没有实数根的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】对于一元二次方程,当判别式时,方程没有实数根,计算各选项的判别式即可判断.
【详解】解:对于一元二次方程,判别式为.
选项A:方程为,,
,方程有两个不相等的实数根.
选项B:方程为,,
,方程有两个不相等的实数根.
选项C:方程为,,
,方程有两个不相等的实数根.
选项D:方程为,,
,方程没有实数根.
【变式题3-2】.(2026·四川内江·中考真题)对于实数、,定义运算“☆”如下:,例如:,则方程的根的情况为( )
A.有两个不相等的实数根 B.有两个相等的实数根
C.没有实数根 D.无法确定
【答案】A
【分析】根据题目给出的新定义,将方程转化为一元二次方程的一般形式,再利用根的判别式判断根的情况即可.
【详解】解:∵,
∴,
∴,
∴,
∴原方程有两个不相等的实数根.
【变式题3-3】.(25-26九年级上·河北沧州·期末)已知整式.
(1)化简;
(2)若的值为0,利用判别式判断此方程根的情况.
【答案】(1)
(2)见解析
【分析】本题考查了整式的加减运算,一元二次方程的判别式,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)先去括号,再合并同类项,得,即可作答.
(2)由得,则即可作答.
【详解】(1)解:
;
(2)解:由(1)得,
当时,则,,
∴
此方程有两个不相等的实数根.
【题型4】公式法解一元二次方程
1.核心知识点
求根公式;根的判别式判断;一般形式的系数识别。
2.解题方法技巧
①先整理为一般形式,确保右边为0,按未知数降幂排列;
②先计算判别式,无实根时直接下结论,有实根再代入求根公式;
③代入公式时注意的符号,分母是2a,不要漏乘2;
④结果能化简的要化为最简二次根式。
【例题4】.(25-26八年级下·北京·阶段检测)解方程:
【答案】
【分析】先将原方程整理为一般式,再利用公式法求解即可.
【详解】解:将原方程整理为一般式得 ,
∵,
∴,
∴.
【变式题4-1】.(25-26八年级下·吉林长春·期中)解方程:.
【答案】
,
【详解】解:,
,
,
,
∴,.
【变式题4-2】.(25-26八年级下·江苏盐城·阶段检测)解一元二次方程:
(1) ;
(2);
(3)(用配方法解);
(4)(用公式法解).
【答案】(1),;
(2),;
(3),;
(4),.
【分析】本题主要考查了解一元二次方程,理解一元二次方程解法是解答关键.
(1)(2)利用开方法来求解;
(3)先配方,再利用开方法求解;
(4)先求出,判断根的情况,再利用求根公式求解.
【详解】(1)解:原方程移项得,
开平方得.
(2)解:原方程开平方得,
解得.
(3)解:移项得
配方得,
即
开平方得
解得.
(4)解:由原方程可得,
则,
方程有两个不相等的实数根,
,
.
【变式题4-3】.(25-26九年级上·广东中山·阶段检测)解下列方程
(1);
(2)(用公式法).
【答案】(1),
(2),
【分析】(1)利用配方法解方程即可;
(2)利用公式法解方程即可.
【详解】(1)解:
移项得,,
配方得,,
∴,
解得:,
∴,.
(2)解:
∵,,,
∴,
∴,
∴,.
【题型5】因式分解法解一元二次方程
1.核心知识点
提公因式法、平方差公式、完全平方公式分解因式;“乘积为0则至少一个因式为0”的原理。
2.解题方法技巧
①必须先将方程右边化为0,再分解左边的代数式;
②优先观察是否有公因式可提,再考虑公式法或十字相乘法;
③禁止方程两边同时除以含未知数的代数式,防止丢失根;
④令每个因式为0,分别解一元一次方程,得到两个根。
【例题5】.(25-26八年级下·江苏苏州·期末)解方程:
(1);
(2).
【答案】(1),
(2),
【分析】(1)先移项,再利用因式分解法解方程即可;
(2)先把原方程转化为一元二次方程的一般形式,再利用因式分解法解方程即可.
【详解】(1)解:
移项得,,即,
∴,
解得:,.
(2)解:
∴,
,
解得:,.
【变式题5-1】.(25-26八年级下·江苏苏州·期末)解方程.
(1);
(2).
【答案】(1),
(2),
【分析】(1)先移项,再利用因式分解法解方程即可;
(2)利用配方法解方程即可.
【详解】(1)解:
移项得,
因式分解得,,
解得:,.
(2)解:
移项得,,
配方得,,即,
∴,
解得:,.
【变式题5-2】.(2026·宁夏银川·三模)计算:
(1)
(2)
【答案】(1) .
(2) .
【分析】(1)利用因式分解法求解即可;
(2)利用因式分解法求解即可;
【详解】(1)解:,
,
,
解得;
(2)解:,
,
,
解得;
【变式题5-3】.(25-26八年级下·浙江绍兴·阶段检测)解一元二次方程:
(1);
(2).
【答案】(1),
(2),
【分析】(1)先因式分解转化为两个因式的乘积,即可求得答案;
(2)先提取公因式转化为两个因式的乘积,即可求得答案.
【详解】(1)解:因式分解,得,
,;
(2)解:提取公因式,得,
即,
,.
【培优提升题型】
【题型6】换元法解特殊结构一元二次方程
1.核心知识点
整体思想;换元降次;双二次方程、整体重复型方程的求解。
2.解题方法技巧
①观察方程结构,将重复出现的代数式设为新元;
②将原方程转化为关于的一元二次方程,求解的值;
③将代回换元式,反解原未知数;
④注意检验解是否符合题意,舍去增根。
【例题6】.(2025九年级上·河北·专题练习)我们知道方程的解是,,现给出另一个方程,它的解是___.
【答案】,
【分析】本题考查了解一元二次方程,根据已知方程的解,通过代换法求解新方程.
【详解】解:设,
则原方程化为,
因为方程的解是,,
所以或,即或,
解得或.
故答案为:,.
【变式题6-1】.(25-26九年级上·江苏宿迁·期中)阅读下列材料:
已知实数满足,试求的值.
解:设
则原方程可化为,即;
解得.
,
.
上面这种方法称为“换元法”,换元法是数学学习中最常用的一种思想方法,在结构较复杂的数和式的运算中,若把其中某些部分看成一个整体,并用新字母代替(即换元),则能使复杂的问题简单化.根据以上阅读材料内容,解决下列问题:
(1)已知实数满足,求的值;
(2)解方程;
(3)若四个连续正整数的积为120,请求出这四个连续的正整数.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】本题考查了换元法解一元二次方程.
(1)由已知等式设,得出,求出,结合可得答案;
(2)设,则,可得,求出的值,再根据绝对值的性质得出答案;
(3)根据题意设最小数为,列出关系式,进而利用换元法即可求解.
【详解】(1)解:∵,
设,
则,
,
,
∴,
,
;
(2)解:∵,
∴,
设,则,
,
或,
,
或,
;
(3)解:设最小数为,则,
即,
设,则,
,
∵为正整数,
,
(舍去),
这四个整数为,
故答案为:.
【变式题6-2】.(25-26八年级上·上海崇明·期中)若x、y为实数,且,则的平方根是__________.
【答案】
【分析】本题考查一元二次方程的解法,换元法,平方的非负性,掌握相关知识是解决问题的关键.通过换元法,设 ,将原方程转化为二次方程求解,根据非负性确定 的值,再求表达式的平方根即可.
【详解】解:设 ,则原方程化为 ,即 .
,
得 或 .
由于 ,故 .
∴,其平方根为 .
故答案为:.
【变式题6-3】.(24-25九年级上·广东江门·阶段检测)阅读下列材料:
解方程:.这是一个一元四次方程,根据该方程的特点,它的解法通常是:
设,那么,于是原方程可变形为,
解得,.
当时,,.
当时,,
所以原方程有四个根:,,,.
在这个过程中,我们利用换元法达到降次的目的,体现了转化的数学思想.
(1)解方程时,若设,则原方程可转化为______,并求出;
(2)利用换元法解方程:.
【答案】(1);,
(2),,,
【分析】本题主要考查了解一元二次方程,解分式方程,换元法解方程,
对于(1),根据换元法思想,令,把原方程转化为一元二次方程,解方程后的解,代入到原方程中,从而得到原方程的解;
对于(2),利用换元法,把原方程转化为,解该分式方程后,再得到原方程的解.
【详解】(1)解:,
设,
∴原方程变为:,
解得,
当时,,
解得;
当时,,
可知,无解.
所以原方程的解是;
(2),
设,则
∴原方程可变形为:,
即,
解得,
当时,,
解得;
当时,,
解得,
经检验,所有解均是方程的根,
∴,.
【题型7】根与系数的关系应用
1.核心知识点
韦达定理(两根和、两根积公式);常见对称代数式的恒等变形。
2.解题方法技巧
①已知一根求另一根:利用两根和或两根积直接列式计算,比代入法更简便;
②求对称代数式的值:先将代数式变形为用和表示的形式,再整体代入求值;
③计算前先验证,确保方程有实数根。
【例题7】.(2026·广东清远·三模)一元二次方程的两根为,,则______.
【答案】
【分析】根据一元二次方程根与系数的关系,求出两根之和与两根之积,再代入所求式子计算即可.
【详解】解:∵一元二次方程的两根为,,
∴,,
∴.
【变式题7-1】.(2026·四川凉山·中考真题)已知一元二次方程的两根是,,则的值为_______.
【答案】
【分析】根据一元二次方程根与系数的关系,先求出两根之和与两根之积,再将所求代数式变形后代入计算即可.
【详解】解:∵一元二次方程的两根为,,其中,, ,
∴,,
∴.
【变式题7-2】.(23-24九年级上·陕西延安·期中)已知关于的一元二次方程.若,为该方程的两个实数根,且满足,求的值.
【答案】
【分析】先利用韦达定理表示出两根和与积,再将已知等式展开变形,代入两根和与积的表达式,解方程求的值.
【详解】解:根据根与系数的关系得,,
,
,
,即.
,
解得,
检验:当时,方程的判别式,符合题意;
故.
【变式题7-3】.(25-26八年级下·浙江湖州·期中)已知关于的方程.
(1)求证:该方程总有两个不相等的实数根;
(2)记该方程的两个实数根为,求代数式的值;
(3)若,,比较与的大小.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)
【分析】(1)一元二次方程有两个不相等的实数根,则;有两个相等的实数根,则;没有实数根,则.据此即可求解.
(2)根据一元二次方程根与系数的关系可得,代入代数式,即可求解.
(3)判断的正负即可求解.
【详解】(1)证明:,
,
,
总有两个不相等的实数根;
(2)该方程的两个实数根为,,
,
;
(3)由(2)知,,
,
,
.
【题型8】根的判别式与根与系数的关系综合应用
1.核心知识点
根的判别式;韦达定理;代数式变形;参数求解与取舍。
2.解题方法技巧
①先根据方程有实数根,由求出参数的初步取值范围;
②利用韦达定理将题干条件转化为关于参数的方程,解出参数的值;
③将参数值代入初步范围检验,舍去使的参数;
④涉及两根差、平方和等变形时,熟练使用。
【例题8】.(25-26八年级下·山东·课后作业)已知关于x的方程
(1)求证:无论k取何值,此方程总有实数根;
(2)若一元二次方程满足,求k的值.
【答案】(1)见解析
(2)或
【分析】(1)讨论:当时,方程化为,解得;当时,即,计算根的判别式的值得到,则,则方程有两个实数根,从而可判断无论取何值,此方程总有实数根;
(2)利用求根公式解方程得到,,再利用得到,然后解方程和方程即可.
【详解】(1)证明:当时,即,此时方程化为,
解得;
当时,即,
,
方程有两个实数根,
综上可知:无论取何值,此方程总有实数根;
(2)解:,
,,
,
,
当,解得,
经检验为原方程的解,
当,解得,
经检验为原方程的解,
综上所述,的值为或.
【变式题8-1】.(25-26八年级下·安徽滁州·阶段检测)已知,是一元二次方程的两个实数根.
(1)求的取值范围;
(2)是否存在实数,使成立?若存在,求出的值;若不存在,请你说明理由;
(3)若的值为负整数,求实数的整数值.
【答案】(1)且
(2)不存在,理由见解析
(3)实数的整数值为或或或
【分析】(1)先根据一元二次方程的定义确定二次项系数不为,再由方程有两个实数根得出判别式大于等于,联立两个条件求出的取值范围;
(2)利用一元二次方程根与系数的关系表示出两根之和与两根之积,再对已知等式进行移项变形,将两根之和与两根之积代入求解,最后结合(1)的范围判断该是否符合题意,从而确定是否存在;
(3)先将代数式展开并代入两根之和与两根之积化简得到关于的分式,再根据结果为负整数的条件,分析得出分母为的正约数,进而求出对应的整数.
【详解】(1)解:∵关于的一元二次方程有两个实数根,
∴,
解得:且,
∴的取值范围为且;
(2)解:不存在,理由如下:
∵,是一元二次方程的两个实数根,
∴,,
∵,
∴,
∴,
解得:,
又∵且,
∴不符合题意,舍去,
∴不存在实数,使成立;
(3)解:,
∵的值为负整数,且为整数,
∴或或或,
解得:或或或,
∴实数的整数值为或或或.
【变式题8-2】.(25-26九年级上·河南南阳·期中)已知关于的一元二次方程.
(1)证明:不论为何值时,方程总有实数根;
(2)若该方程有一个根为,求的值.
【答案】(1)见解析
(2).
【分析】本题主要考查了一元二次方程的根的定义以及根的判别式,熟练掌握相关公式是解题关键.
()根据根的判别式即可求出答案;
()把代入方程中即可求出答案.
【小问1】
证明:
,
,
不论为何值时,方程总有实数根;
【小问2】
解:该方程有一个根为,
,
解得:;
的值为.
【变式题8-3】.(25-26九年级上·河南周口·阶段检测)已知关于x 的一元二次方程 有两个不相等的实数根.
(1)求k 的取值范围;
(2)若k 为符合条件的最小正整数,求该方程的根.
【答案】(1)且
(2),
【分析】本题考查一元二次方程根与判别式的关系,熟练掌握一元二次方程的解法是解题的关键.
(1)根据一元二次方程根与判别式的关系,根据判别式大于零列出不等式求解即可;
(2)根据k 的取值范围和k 为正整数确定的值,代入方程后求解方程的根.
【详解】(1)解:判别式且,
解得且;
(2)解:根据题意得,k为最小正整数,
则,
方程为
解得,.
【压轴素养题型】
【题型9】配方法的拓展应用
1.核心知识点
完全平方式的非负性;代数式配方变形;多变量分组配方求值。
2.解题方法技巧
①求代数式最值:先将二次三项式配方为的形式,根据的正负判断最值;
②多变量方程:按字母分组配方,转化为“多个完全平方式之和为0”,利用非负性列方程求解;
③配方时提取二次项系数后,括号内加常数再减去相同常数,保证代数式的值不变。
【例题9】.(25-26九年级上·河北沧州·期末)配方法不仅可以用来解一元二次方程,还能解决一些与非负数有关的问题或求代数式的最大值和最小值等.例如,我们用此方法求代数式的最小值的过程如下:
解:.
,
,
的最小值是9.
请根据以上材料,完成下列问题:
(1)代数式,当_______时,代数式有最_______值(填“大”或“小”),这个值是_______;
(2)比较代数式与的大小,并说明理由.
【答案】(1)1;大;8
(2),理由见解析
【分析】本题考查了配方法的应用,解题的关键是熟练掌握完全平方公式的非负性.
(1)多项式配方后,根据完全平方式恒大于等于0,即可求出最值;
(2)两式相减,配方后根据完全平方式恒大于等于0,可得差值的正负,即可得到两式的大小关系.
【详解】(1)解:∵,∴当1时,代数式有最大值,这个值是8;
故答案为:1,大,8.
(2)解:,
理由如下:
,
.
【变式题9-1】.(25-26八年级下·全国·课后作业)阅读下面的例题:
求代数式的最小值.
解:.
,,
的最小值是1.
请利用以上方法,解答下列问题:
(1)求代数式的最小值.
(2)判断代数式有最大值还是有最小值,并求出该最值.
【答案】(1)2
(2)有最大值,最大值为12
【分析】本题考查了配方法的应用,偶次方的非负性,熟练掌握配方法是解题的关键.
(1)利用例题的解题思路,通过配方进行计算即可解答;
(2)先提取负号,然后按照例题的解题思路将其配方,得到,再利用非负数的性质即可求出最大值.
【详解】(1)解:.
,
,
的最小值是2.
(2).
,
,
有最大值,最大值为.
【变式题9-2】.(25-26八年级上·山东德州·阶段检测)阅读与思考:请阅读下列材料,并完成相应的任务.
著名数学家波利亚曾说:“对一个数学问题,改变它的形式,变换它的结构,直到发现有价值的东西,这是数学解题的一个重要原则.”
配方法是指将一个二次多项式通过配凑的方式配出完全平方式,将其化为一个多项式的平方与一个常数的和的形式.配方法是数学中一种重要的恒等变形的方法,在因式分解、解方程、求最值等问题中都有广泛应用.
一、配方法在因式分解中的应用
例1 因式分解:.
解:原式第一步
第二步
第三步
第四步
二、配方法在求最值问题中的应用
例2 求的最小值.
解:原式
.
,
∴当,即时,的值最小,最小值为.
任务:
(1)例1因式分解过程中第二步、第三步依据的公式分别是____________,___________.(用等式表示)
(2)用配方法将因式分解.
(3)用配方法求:当为何值时,代数式的值最小,最小值是多少.
(4)当___________时,代数式有最___________值,是___________.
【答案】(1);
(2)
(3)当时,有最小值,最小值为
(4)1;大;
【分析】本题考查配方法的应用,熟练掌握完全平方公式,平方差公式,配方法,非负数是解题的关键.
(1)根据题意即可求解;
(2)模仿例1使用配方法进行因式分解;
(3)模仿例2使用配方法求代数式的最值;
(4)模仿例2使用配方法求代数式的最值.
【详解】(1)解:例1中第二步将写成,依据完全平方公式;
第三步将写成,依据平方差公式,
故答案为:,;
(2)解:
;
(3)解:
,
∴当时,有最小值,最小值为;
(4)解:
,
∵,
∴,
∴当时,有最大值,最大值为,
故答案为:1,大,.
【变式题9-3】.(25-26九年级上·安徽宿州·阶段检测)阅读与思考:
【阅读材料】我们把多项式及叫做完全平方公式.如果一个多项式不是完全平方公式,我们常做如下变形:先添加一个适当的项,使式子中出现完全平方式,再减去这个项,使整个式子的值不变,这种方法叫做配方法.配方法是一种重要的解决问题的数学方法,可以求代数式的最大值或最小值.
例如:求代数式的最小值.
.
∵,
∴.
∴当时,有最小值,最小值是-5.
再例如:求代数式的最大值.
.
∵,
∴.
∴.
∴当时,有最大值,最大值是-1.
(1)【直接应用】若,试求的最小值;
(2)【知识迁移】如图,学校打算用长的篱笆围一个长方形的菜地,菜地的一面靠墙(墙足够长),求围成的菜地的最大面积.
【答案】(1)2020
(2)
【分析】本题考查了配方法的应用;
(1)根据已知得出,即可求解;
(2)设垂直于墙的一边长为,则另一边长为,得出,即可求解.
【详解】(1)解:(1).
∵,,
∴.
∴的最小值是.
(2)设垂直于墙的一边长为,则另一边长为,
根据题意,得.
∵,∴.∴.
∴当时,有最大值,最大值是.
∴围成的菜地的最大面积是.
【题型10】新定义与情境类一元二次方程
1.核心知识点
阅读理解能力;新运算规则转化;实际情境建模与解方程。
2.解题方法技巧
①新定义题型:先读懂自定义运算的规则,将方程按规则转化为标准一元二次方程,再选择合适方法求解;
②程序/流程图题型:根据输出结果反推输入值,列方程求解,注意分支条件的检验;
③几何情境题:结合几何公式(面积、勾股定理)列方程,求解后检验是否符合几何实际意义。
【例题10】.(25-26九年级上·辽宁丹东·期末)定义:如果关于x的一元二次方程有两个实数根,且其中一个根是另一个根的2倍,则称这样的方程为“倍根方程”.
(1)请判断关于x的方程_____“倍根方程”.(填“是”或“不是”)
(2)若关于x的方程有两个不相等的实数根,且该方程是“倍根方程”,请求出a的值.
【答案】(1)是
(2)a的值为3或
【分析】本题是阅读理解类题目,主要考查了解一元二次方程,解题的关键是读懂题意.
(1)通过解方程得到根,判断是否满足倍根关系.
(2)根据因式分解形式直接得到根,结合有两个不等根和倍根条件求a的值.
【详解】(1)解:∵,
∴,
,
,
该方程是“倍根方程”,
故答案为:是.
(2)解:方程的根为,
原方程有两个不相等的实数根,
∴,
即,
又 ∵该方程是“倍根方程”,
∴有两种情况:情况一:,
∴,
∴,
情况二:,
,
,
,
经检验,和均满足,
a的值为3或.
【变式题10-1】.(25-26九年级上·江苏泰州·期中)定义:如果关于的一元二次方程(,,均为常数,)有两个实数根,且其中一个根比另一个根大,则称这样的方程为“好根方程”.
(1)下列方程中,是“好根方程”的是 ______(填序号).
①;②;③.
(2)若是“好根方程”,求的值.
(3)若一元二次方程(为常数)为“好根方程”,直接写出的数值.
【答案】(1)①③
(2)的值为或
(3)
【分析】本题主要考查了解一元二次方程,根与系数的关系,理解题意“好根方程”的定义是解题关键.
(1)分别求得①②③中方程的两个根,再根据“好根方程”的定义判断即可;
(2)先求出方程的两个根,再根据“好根方程”的定义列出关于的一元一次方程,求解即可;
(3)设方程的两个根、,根据“好根方程”的定义求解关于的方程即可.
【详解】(1)解:①③是“好根方程”
解方程得,
,,
因为,
所以方程①是“好根方程”.
解方程得,
,
因为,
所以方程②不是“好根方程”.
解方程得,
,,
因为,
所以方程③是“好根方程”.
(2)解方程得,
,.
因为此方程是“好根方程”,
所以或,
解得或,
所以的值为或.
(3)解方程(为常数)得,
,
因为此方程是“好根方程”,
所以,
整理得,
所以.
【变式题10-2】.(25-26九年级上·江苏泰州·期末)定义:已知,是关于x的一元二次方程的两个实数根,若,则称这个方程为“差1方程”.比如,一元二次方程的两根为,,因为,所以一元二次方程为“差1方程”.
请阅读以上材料,回答下列问题:
(1)判断:一元二次方程 “差1方程”(填“是”或“不是”);
(2)若关于x的一元二次方程是“差1方程”,求k的值.
【答案】(1)不是
(2)-6或-8
【分析】本题考查解一元二次方程,一元二次方程根与系数的关系.
(1)解该一元二次方程,得出,,再根据“差1方程”的定义判断即可;
(2)由一元二次方程根与系数的关系可得出,,根据 “差1方程”的定义可得,即可求出或,再结合“差1方程”的定义检验即可.
【详解】(1)解:此方程不是“差1方程”,理由如下:
,
解得:,,
∵,
∴方程不是“差1方程”;
(2)解:∵设方程两根为,,
由根与系数的关系,得,,
∵方程 是“差1方程”,
∴,
∴
∴
∵,
∴,
∴或;
当时,方程,解得:,,此时,
当时,方程,解得:,,此时,
综上所述:当或时,关于x的一元二次方程是“差1方程”.
【变式题10-3】.(25-26九年级上·全国·期末)请认真阅读材料
材料1:法国数学家弗朗索瓦·韦达在著作《论方程的识别与订正》中提出一元二次方程的两根,有如下的关系:,;
材料2:如果实数、满足、,且,则可利用根的定义构造一元二次方程,将、看作是此方程的两个不相等的实数根;
材料3:如果实数、满足、,且,则可利用根的定义构造一元二次方程,将、看作是此方程的两个不相等的实数根;
材料4:如果实数、满足、,则可利用韦达定理构造一元二次方程,将、看作是此方程的两个实数根,且此方程一定有、两个实数根.
请根据上述材料解决下面问题:
(1)已知实数、满足、,且,求的值.
(2)已知实数、满足、,且,求的值.
(3)已知实数、、满足、,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】本题考查一元二次方程的根与系数的关系,同时涉及方程的构造、代数式的恒等变形,识别 材料中的“同型结构”,构造对应方程是解题关键.
(1)根据根与系数的关系可得,,进而根据完全公式变形即可得出;
(2)首先把方程进行变形可得出,结合,可得出和为的两个不相等实数根,进而根据根与系数的关系可得出,,进一步即可得出;
(3)首先根据已知条件进行变形,可得出,,即可得出和为方程的两个实数根,进一步根据根的判别式可得出,解得,即可得出的最大值.
【详解】(1)解:由题意得:、为的两个不相等实数根,
可得,,
故.
答:.
(2)解:,
,
,
,,,
和为的两个不相等实数根,
,,
.
答:.
(3)解:由 ,,
可构造,和是方程的两个实数根,
,
,
可得的最大值为2.
答:2.
易错点
1、使用直接开平方法时,只取正的平方根,漏掉负的平方根,导致少解。
2、配方法时,只在方程左边加一次项系数一半的平方,右边忘记加,破坏等式的平衡性;二次项系数化为1时,常数项漏除。
3、使用公式法时,未将方程化为一般形式就确定a,b,c,符号识别错误;求根公式中分子的符号处理错误,分母漏乘2。
4、因式分解法解方程时,方程两边同时除以含未知数的因式,造成漏根;未将方程右边化为0就分解左边,导致错误。
5、利用判别式求参数时,忽略“一元二次方程”的前提,忘记二次项系数不为0的限制;题干未说明是一元二次方程时,未分类讨论一次方程的情况。
6、使用根与系数的关系时,忽略的前提,对无实根的方程强行使用韦达定理;两根和的符号记错,漏掉负号。
重点
1、一元二次方程的四种解法:直接开平方法、配方法、公式法、因式分解法,掌握每种方法的步骤与适用范围,能灵活选择最优解法。
2、根的判别式,能正用判断根的情况,逆用求参数取值范围。
3、一元二次方程根与系数的关系(韦达定理),掌握两根和、两根积公式,能进行常见代数式的变形求值。
4、“降次”的核心数学思想,将一元二次方程转化为一元一次方程求解的转化思想。
难点
1、配方法的灵活应用,包括代数式最值、多变量配方求值、配方推导求根公式等。
2、含参数一元二次方程的分类讨论问题,区分“有实数根”与“有两个实数根”的不同条件。
3、换元法、分类讨论法解特殊结构方程(双二次方程、含绝对值方程),掌握整体思想与分类思想。
4、根的判别式与根与系数的关系的综合题型,结合几何、新定义等情境的综合应用。
一、单选题
1.方程有两个相等的实数根,则m的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】当一元二次方程有两个相等的实数根时,根的判别式,代入方程系数即可求解的值.
【详解】解:对于一元二次方程 , 可得 ,
∵方程有两个相等的实数根 ,
∴ ,
代入系数得 ,即 ,解得 .
2.关于的一元二次方程根的情况为( )
A.有两个相等的实数根 B.有两个不相等的实数根
C.无实数根 D.只有一个实数根
【答案】C
【分析】通过计算判别式并判断其符号即可确定方程根的情况即可
【详解】解:对于一元二次方程,
其中,,,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
因此方程无实数根
3.当时,关于x的方程的根的情况是( )
A.有两个相等的实数根 B.有两个不相等的实数根
C.没有实数根 D.只有一个实数根
【答案】C
【分析】将原方程整理为一元二次方程的一般形式,利用一元二次方程根的判别式判断根的情况,根据的条件推导判别式的符号即可得到结论.
【详解】解:,
整理得,,
∴,
又∵,
∴,即,
∴原方程没有实数根.
二、填空题
4.对于实数,定义新运算:,例如:.若关于的方程有两个不相等的实数根,则的取值范围是_________.
【答案】
【分析】由新定义运算得出,再根据一元二次方程根的判别式计算即可得出结果.
【详解】解:∵对于实数,定义新运算:,
∴,
∴,
∵关于的方程有两个不相等的实数根,
∴,
解得.
5.关于的一元二次方程有两个相等的实数根,则m的值为_____.
【答案】4
【分析】根据一元二次方程根的判别式的性质,当方程有两个相等的实数根时,根的判别式的值为,据此列出关于的方程,求解即可得到的值.
【详解】解:∵对于一元二次方程,其中二次项系数,一次项系数,常数项,且方程有两个相等的实数根,
,
解得.
6.已知m、n是方程的两个根,代数式的值为________;的值为________.
【答案】
【分析】对于第一空 ,根据单项式乘以多项式的运算法则和平方差公式去括号,然后合并同类项化简,根据方程的解的定义推出,再由可得答案;对于第二空,由根与系数的关系得到,再根据完全平方公式的变形求解即可.
【详解】解:
,
∵m是方程的一个根,
∴,
∴,
∴;
∵m、n是方程的两个根,
∴,
∴ .
三、解答题
7.解方程:
(1) ;
(2);
(3);
(4).
【答案】(1),
(2),
(3),
(4),
【详解】(1)解:
解得:,
(2)解:
解得:,
(3)解:
解得:,
(4)解:
解得:,
8.关于的一元二次方程.
(1)若,求方程的解;
(2)求证:无论取何值,方程总有实数根.
【答案】(1),
(2)解:∵一元二次方程,且
∴
,
无论取何值,方程总有实数根.
【分析】(1)利用因式分解法解方程即可.
(2)根据证明即可.
【详解】(1)解:当时,变形为,
∴,
解得,.
(2)略
9.解答下列各题:
(1)解方程: .
(2)已知平行四边形的两条对角线的长是关于x的一元二次方程的两个根,求k的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用因式分解法解一元二次方程即可;
(2)根据平行四边形的性质、一元二次方程的定义和根的判别式、根与系数关系等得到不等式组,解不等式即可.
【详解】(1)解:
,
∴或,
解得;
(2)解:∵平行四边形的两条对角线的长是关于x的一元二次方程的两个根,
∴一元二次方程有两个实数根,且,
∴,,,四个条件同时成立,
即
解得.
10.【阅读与探索】
弗朗索瓦·韦达(,)是16世纪法国数学家,他是第一个有意识地和系统地使用字母表示数的人,并且对数学符号进行了很多改进,被誉为“代数学之父”.他深入研究了一元二次方程的根与系数之间的关系.对于一般形式的一元二次方程,如果方程的两根为、,则,.特别地,当二次项系数时,方程可化为,此时根与系数的关系式变得更加简洁:,.这种关系以他的姓氏命名为“韦达定理”也被称为“根与系数的关系”.
根据以上材料回答以下问题:
(1)两个数的和为8,积为9.75,求这两个数.在解决这个问题时,可以这样思考:
设这两个数为、,则,.由此可根据韦达定理,构造一个以、为根的一元二次方程,此方程(一般式)为___________.
(2)解(1)中所列方程;
(3)设实数、、满足,求的取值范围.
【答案】(1)
(2),
(3)
【分析】(1)根据根与系数的关系即可写出方程;
(2)利用因式分解法即可求解;
(3)由条件可得,可看作是一元二次方程的两个根,再根据一元二次方程的判别式即可求解.
【详解】(1)解:由题意可知,一元二次方程的根与系数的关系式为:,,
∵,,
∴,,
∴一元二次方程为.
(2)解:,
∴,
∴,
∴,.
(3)解:∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,可看作一元二次方程的两个根,
∴,
∴,
令,
当时,,
∴,
解得,,
∴的解集为,即的取值范围.
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专题25.2 降次——解一元二次方程
【本节预习目标】
1.理解“降次”的核心数学思想,掌握直接开平方法、配方法、公式法、因式分解法四种一元二次方程的解法,能根据方程特征选择恰当方法求解。
2.理解一元二次方程根的判别式的意义,能不解方程判断根的情况,能根据根的情况反求参数的取值范围。
3.掌握一元二次方程根与系数的关系(韦达定理),能不解方程求两根对称代数式的值,已知一根快速求另一根及对应参数。
4.能运用换元法、分类讨论思想解决特殊结构的一元二次方程,提升代数推理与运算素养。
5.能结合几何、生活实际、数学文化等情境建立方程并求解,体会方程模型的应用价值。
【前置旧知回顾】
知识模块
已学旧知
本节新知关联
平方根性质
正数有两个互为相反数的平方根,0的平方根是0,负数没有平方根
直接开平方法的理论依据,决定方程是否有实数根
完全平方公式
配方法的核心依据,实现配方降次
因式分解
提公因式法、公式法(平方差、完全平方)、十字相乘法
因式分解法的基础,将二次式分解为一次式乘积
一元一次方程解法
去括号、移项、合并同类项、系数化为1
一元二次方程降次后,转化为一元一次方程求解
整式运算
多项式乘法、合并同类项
方程整理为一般形式、配方变形的运算基础
知识点1:直接开平方法
1.定义:利用平方根的意义直接对一元二次方程开平方,将二次方程降次为一元一次方程求解的方法,叫做直接开平方法。
2.基本类型与解的情况:
(1)形如的方程:
当时,有两个不相等的实数根:,;
当时,有两个相等的实数根:;
当时,无实数根。
(2)形如的方程:将看作整体,按上述规则开平方后解一元一次方程。
3.核心思想:将二次式整体开平方,实现“降次”,转化为一元一次方程。
知识点2:配方法
1.定义:将一元二次方程的左边配成含有未知数的完全平方式,右边化为常数,再用直接开平方法求解的方法,叫做配方法。
2.一般步骤(以为例):
①一移:移项,将常数项移到方程右边;
②二化:二次项系数化为1,方程两边同除以二次项系数;
③三配:方程两边同时加上一次项系数一半的平方,将左边配成完全平方式;
④四开:若右边非负,直接开平方;若右边为负,方程无实数根;
⑤五解:解得到的两个一元一次方程,得到原方程的根。
3.关键:当二次项系数为1时,加上一次项系数一半的平方,是配方的核心。
知识点3:一元二次方程根的判别式
1.定义:对于一元二次方程,代数式叫做根的判别式,用希腊字母表示,即。
2.根的情况与判别式的关系:
(1)方程有两个不相等的实数根;
(2)方程有两个相等的实数根;
(3)方程没有实数根。
3.双向应用:正用可不解方程直接判断根的情况;逆用可根据根的情况,反求参数的取值范围。
知识点4:公式法
1.求根公式:当时,一元二次方程的实数根为:
这个式子叫做一元二次方程的求根公式。
2.定义:将各项系数直接代入求根公式求解一元二次方程的方法,叫做公式法。
3.解题步骤:
①化:将方程化为一般形式,确定a,b,c的值(注意各项符号);
②算:计算的值,判断根的情况;
③代:若,代入求根公式计算方程的根;若,判定方程无实数根。
知识点5:因式分解法
1.原理:若两个因式的乘积为0,则至少其中一个因式为0,即若,则或。
2.定义:先将方程右边化为0,左边分解为两个一次因式的乘积,再令每个因式分别为0,得到两个一元一次方程,解这两个方程得到原方程的根,这种方法叫做因式分解法。
3.一般步骤:
①移项:将方程右边化为0;
②分解:将方程左边用提公因式法、公式法、十字相乘法分解因式;
③转化:令每个一次因式等于0,得到两个一元一次方程;
④求解:解两个一元一次方程,得到原方程的根。
4.特点:计算简便,但仅适用于左边易分解的方程,属于特殊解法。
知识点6:一元二次方程根与系数的关系(韦达定理)
1.核心结论:若一元二次方程的两个实数根为,则:
文字表述:两根之和等于一次项系数与二次项系数之比的相反数,两根之积等于常数项与二次项系数之比。
2.简化形式:对于二次项系数为1的方程,有,。
3.使用前提:①方程是一元二次方程();②方程有实数根()。
4.常见代数式变形:
【基础巩固题型】
【题型1】直接开平方法解一元二次方程
1.核心知识点
平方根的意义;直接开平方法的原理;型方程的求解。
2.解题方法技巧
①先将方程化为或的标准形式;
②判断的符号,时直接判定无实数根;
③时开平方,注意右边取正负两个值,不要漏负根;
④解得到的一元一次方程,化简得到最终解。
【例题1】.(26-27九年级·全国·暑假作业)解方程:
【变式题1-1】.(25-26九年级上·甘肃平凉·阶段检测)方程的解是( )
A. B. C. D.
【变式题1-2】.(25-26九年级上·江苏无锡·阶段检测)解方程:
(1);
(2).
【变式题1-3】.(25-26九年级上·河北廊坊·阶段检测)解下列方程:
(1);
(2).
【题型2】配方法解一元二次方程
1.核心知识点
完全平方公式;配方法的五步流程;二次项系数化为1的运算规则。
2.解题方法技巧
①严格遵循“移、化、配、开、解”五步,移项注意变号;
②二次项系数不为1时,先两边同除以二次项系数,再配方;
③配方时,方程两边必须同时加上一次项系数一半的平方,保证等式成立;
④开平方前先判断右边常数的符号,避免无意义开方。
【例题2】.(25-26九年级上·福建漳州·阶段检测)解方程:.
【变式题2-1】.(25-26八年级下·山东威海·期中)解下列方程:
(1)(用配方法).
(2).
【变式题2-2】.(2026·安徽·二模)解方程:.
【变式题2-3】.(25-26八年级下·上海·期中)(用配方法解方程)
【题型3】根的判别式判断方程根的情况
1.核心知识点
根的判别式;三种根的情况与判别式的对应关系。
2.解题方法技巧
①先将方程化为一般形式,准确找出a,b,c的值,注意各项符号;
②代入公式计算,计算时注意平方运算和负号处理;
③根据的正负性对应判断根的情况,有实数根,无实数根。
【例题3】.(2026·河南平顶山·三模)一元二次方程的根的情况是( ).
A.有两个相等的实数根 B.有两个不相等的实数根
C.没有实数根 D.无法确定
【变式题3-1】.(2026·上海·中考真题)下列方程中,没有实数根的是( )
A. B. C. D.
【变式题3-2】.(2026·四川内江·中考真题)对于实数、,定义运算“☆”如下:,例如:,则方程的根的情况为( )
A.有两个不相等的实数根 B.有两个相等的实数根
C.没有实数根 D.无法确定
【变式题3-3】.(25-26九年级上·河北沧州·期末)已知整式.
(1)化简;
(2)若的值为0,利用判别式判断此方程根的情况.
【题型4】公式法解一元二次方程
1.核心知识点
求根公式;根的判别式判断;一般形式的系数识别。
2.解题方法技巧
①先整理为一般形式,确保右边为0,按未知数降幂排列;
②先计算判别式,无实根时直接下结论,有实根再代入求根公式;
③代入公式时注意的符号,分母是2a,不要漏乘2;
④结果能化简的要化为最简二次根式。
【例题4】.(25-26八年级下·北京·阶段检测)解方程:
【变式题4-1】.(25-26八年级下·吉林长春·期中)解方程:.
【变式题4-2】.(25-26八年级下·江苏盐城·阶段检测)解一元二次方程:
(1) ;
(2);
(3)(用配方法解);
(4)(用公式法解).
【变式题4-3】.(25-26九年级上·广东中山·阶段检测)解下列方程
(1);
(2)(用公式法).
【题型5】因式分解法解一元二次方程
1.核心知识点
提公因式法、平方差公式、完全平方公式分解因式;“乘积为0则至少一个因式为0”的原理。
2.解题方法技巧
①必须先将方程右边化为0,再分解左边的代数式;
②优先观察是否有公因式可提,再考虑公式法或十字相乘法;
③禁止方程两边同时除以含未知数的代数式,防止丢失根;
④令每个因式为0,分别解一元一次方程,得到两个根。
【例题5】.(25-26八年级下·江苏苏州·期末)解方程:
(1);
(2).
【变式题5-1】.(25-26八年级下·江苏苏州·期末)解方程.
(1);
(2).
【变式题5-2】.(2026·宁夏银川·三模)计算:
(1)
(2)
【变式题5-3】.(25-26八年级下·浙江绍兴·阶段检测)解一元二次方程:
(1);
(2).
【培优提升题型】
【题型6】换元法解特殊结构一元二次方程
1.核心知识点
整体思想;换元降次;双二次方程、整体重复型方程的求解。
2.解题方法技巧
①观察方程结构,将重复出现的代数式设为新元;
②将原方程转化为关于的一元二次方程,求解的值;
③将代回换元式,反解原未知数;
④注意检验解是否符合题意,舍去增根。
【例题6】.(2025九年级上·河北·专题练习)我们知道方程的解是,,现给出另一个方程,它的解是___.
【变式题6-1】.(25-26九年级上·江苏宿迁·期中)阅读下列材料:
已知实数满足,试求的值.
解:设
则原方程可化为,即;
解得.
,
.
上面这种方法称为“换元法”,换元法是数学学习中最常用的一种思想方法,在结构较复杂的数和式的运算中,若把其中某些部分看成一个整体,并用新字母代替(即换元),则能使复杂的问题简单化.根据以上阅读材料内容,解决下列问题:
(1)已知实数满足,求的值;
(2)解方程;
(3)若四个连续正整数的积为120,请求出这四个连续的正整数.
【变式题6-2】.(25-26八年级上·上海崇明·期中)若x、y为实数,且,则的平方根是__________.
【变式题6-3】.(24-25九年级上·广东江门·阶段检测)阅读下列材料:
解方程:.这是一个一元四次方程,根据该方程的特点,它的解法通常是:
设,那么,于是原方程可变形为,
解得,.
当时,,.
当时,,
所以原方程有四个根:,,,.
在这个过程中,我们利用换元法达到降次的目的,体现了转化的数学思想.
(1)解方程时,若设,则原方程可转化为______,并求出;
(2)利用换元法解方程:.
【题型7】根与系数的关系应用
1.核心知识点
韦达定理(两根和、两根积公式);常见对称代数式的恒等变形。
2.解题方法技巧
①已知一根求另一根:利用两根和或两根积直接列式计算,比代入法更简便;
②求对称代数式的值:先将代数式变形为用和表示的形式,再整体代入求值;
③计算前先验证,确保方程有实数根。
【例题7】.(2026·广东清远·三模)一元二次方程的两根为,,则______.
【变式题7-1】.(2026·四川凉山·中考真题)已知一元二次方程的两根是,,则的值为_______.
【变式题7-2】.(23-24九年级上·陕西延安·期中)已知关于的一元二次方程.若,为该方程的两个实数根,且满足,求的值.
【变式题7-3】.(25-26八年级下·浙江湖州·期中)已知关于的方程.
(1)求证:该方程总有两个不相等的实数根;
(2)记该方程的两个实数根为,求代数式的值;
(3)若,,比较与的大小.
【题型8】根的判别式与根与系数的关系综合应用
1.核心知识点
根的判别式;韦达定理;代数式变形;参数求解与取舍。
2.解题方法技巧
①先根据方程有实数根,由求出参数的初步取值范围;
②利用韦达定理将题干条件转化为关于参数的方程,解出参数的值;
③将参数值代入初步范围检验,舍去使的参数;
④涉及两根差、平方和等变形时,熟练使用。
【例题8】.(25-26八年级下·山东·课后作业)已知关于x的方程
(1)求证:无论k取何值,此方程总有实数根;
(2)若一元二次方程满足,求k的值.
【变式题8-1】.(25-26八年级下·安徽滁州·阶段检测)已知,是一元二次方程的两个实数根.
(1)求的取值范围;
(2)是否存在实数,使成立?若存在,求出的值;若不存在,请你说明理由;
(3)若的值为负整数,求实数的整数值.
【变式题8-2】.(25-26九年级上·河南南阳·期中)已知关于的一元二次方程.
(1)证明:不论为何值时,方程总有实数根;
(2)若该方程有一个根为,求的值.
【变式题8-3】.(25-26九年级上·河南周口·阶段检测)已知关于x 的一元二次方程 有两个不相等的实数根.
(1)求k 的取值范围;
(2)若k 为符合条件的最小正整数,求该方程的根.
【压轴素养题型】
【题型9】配方法的拓展应用
1.核心知识点
完全平方式的非负性;代数式配方变形;多变量分组配方求值。
2.解题方法技巧
①求代数式最值:先将二次三项式配方为的形式,根据的正负判断最值;
②多变量方程:按字母分组配方,转化为“多个完全平方式之和为0”,利用非负性列方程求解;
③配方时提取二次项系数后,括号内加常数再减去相同常数,保证代数式的值不变。
【例题9】.(25-26九年级上·河北沧州·期末)配方法不仅可以用来解一元二次方程,还能解决一些与非负数有关的问题或求代数式的最大值和最小值等.例如,我们用此方法求代数式的最小值的过程如下:
解:.
,
,
的最小值是9.
请根据以上材料,完成下列问题:
(1)代数式,当_______时,代数式有最_______值(填“大”或“小”),这个值是_______;
(2)比较代数式与的大小,并说明理由.
【变式题9-1】.(25-26八年级下·全国·课后作业)阅读下面的例题:
求代数式的最小值.
解:.
,,
的最小值是1.
请利用以上方法,解答下列问题:
(1)求代数式的最小值.
(2)判断代数式有最大值还是有最小值,并求出该最值.
【变式题9-2】.(25-26八年级上·山东德州·阶段检测)阅读与思考:请阅读下列材料,并完成相应的任务.
著名数学家波利亚曾说:“对一个数学问题,改变它的形式,变换它的结构,直到发现有价值的东西,这是数学解题的一个重要原则.”
配方法是指将一个二次多项式通过配凑的方式配出完全平方式,将其化为一个多项式的平方与一个常数的和的形式.配方法是数学中一种重要的恒等变形的方法,在因式分解、解方程、求最值等问题中都有广泛应用.
一、配方法在因式分解中的应用
例1 因式分解:.
解:原式第一步
第二步
第三步
第四步
二、配方法在求最值问题中的应用
例2 求的最小值.
解:原式
.
,
∴当,即时,的值最小,最小值为.
任务:
(1)例1因式分解过程中第二步、第三步依据的公式分别是____________,___________.(用等式表示)
(2)用配方法将因式分解.
(3)用配方法求:当为何值时,代数式的值最小,最小值是多少.
(4)当___________时,代数式有最___________值,是___________.
【变式题9-3】.(25-26九年级上·安徽宿州·阶段检测)阅读与思考:
【阅读材料】我们把多项式及叫做完全平方公式.如果一个多项式不是完全平方公式,我们常做如下变形:先添加一个适当的项,使式子中出现完全平方式,再减去这个项,使整个式子的值不变,这种方法叫做配方法.配方法是一种重要的解决问题的数学方法,可以求代数式的最大值或最小值.
例如:求代数式的最小值.
.
∵,
∴.
∴当时,有最小值,最小值是-5.
再例如:求代数式的最大值.
.
∵,
∴.
∴.
∴当时,有最大值,最大值是-1.
(1)【直接应用】若,试求的最小值;
(2)【知识迁移】如图,学校打算用长的篱笆围一个长方形的菜地,菜地的一面靠墙(墙足够长),求围成的菜地的最大面积.
【题型10】新定义与情境类一元二次方程
1.核心知识点
阅读理解能力;新运算规则转化;实际情境建模与解方程。
2.解题方法技巧
①新定义题型:先读懂自定义运算的规则,将方程按规则转化为标准一元二次方程,再选择合适方法求解;
②程序/流程图题型:根据输出结果反推输入值,列方程求解,注意分支条件的检验;
③几何情境题:结合几何公式(面积、勾股定理)列方程,求解后检验是否符合几何实际意义。
【例题10】.(25-26九年级上·辽宁丹东·期末)定义:如果关于x的一元二次方程有两个实数根,且其中一个根是另一个根的2倍,则称这样的方程为“倍根方程”.
(1)请判断关于x的方程_____“倍根方程”.(填“是”或“不是”)
(2)若关于x的方程有两个不相等的实数根,且该方程是“倍根方程”,请求出a的值.
【变式题10-1】.(25-26九年级上·江苏泰州·期中)定义:如果关于的一元二次方程(,,均为常数,)有两个实数根,且其中一个根比另一个根大,则称这样的方程为“好根方程”.
(1)下列方程中,是“好根方程”的是 ______(填序号).
①;②;③.
(2)若是“好根方程”,求的值.
(3)若一元二次方程(为常数)为“好根方程”,直接写出的数值.
【变式题10-2】.(25-26九年级上·江苏泰州·期末)定义:已知,是关于x的一元二次方程的两个实数根,若,则称这个方程为“差1方程”.比如,一元二次方程的两根为,,因为,所以一元二次方程为“差1方程”.
请阅读以上材料,回答下列问题:
(1)判断:一元二次方程 “差1方程”(填“是”或“不是”);
(2)若关于x的一元二次方程是“差1方程”,求k的值.
【变式题10-3】.(25-26九年级上·全国·期末)请认真阅读材料
材料1:法国数学家弗朗索瓦·韦达在著作《论方程的识别与订正》中提出一元二次方程的两根,有如下的关系:,;
材料2:如果实数、满足、,且,则可利用根的定义构造一元二次方程,将、看作是此方程的两个不相等的实数根;
材料3:如果实数、满足、,且,则可利用根的定义构造一元二次方程,将、看作是此方程的两个不相等的实数根;
材料4:如果实数、满足、,则可利用韦达定理构造一元二次方程,将、看作是此方程的两个实数根,且此方程一定有、两个实数根.
请根据上述材料解决下面问题:
(1)已知实数、满足、,且,求的值.
(2)已知实数、满足、,且,求的值.
(3)已知实数、、满足、,求的最大值.
易错点
1、使用直接开平方法时,只取正的平方根,漏掉负的平方根,导致少解。
2、配方法时,只在方程左边加一次项系数一半的平方,右边忘记加,破坏等式的平衡性;二次项系数化为1时,常数项漏除。
3、使用公式法时,未将方程化为一般形式就确定a,b,c,符号识别错误;求根公式中分子的符号处理错误,分母漏乘2。
4、因式分解法解方程时,方程两边同时除以含未知数的因式,造成漏根;未将方程右边化为0就分解左边,导致错误。
5、利用判别式求参数时,忽略“一元二次方程”的前提,忘记二次项系数不为0的限制;题干未说明是一元二次方程时,未分类讨论一次方程的情况。
6、使用根与系数的关系时,忽略的前提,对无实根的方程强行使用韦达定理;两根和的符号记错,漏掉负号。
重点
1、一元二次方程的四种解法:直接开平方法、配方法、公式法、因式分解法,掌握每种方法的步骤与适用范围,能灵活选择最优解法。
2、根的判别式,能正用判断根的情况,逆用求参数取值范围。
3、一元二次方程根与系数的关系(韦达定理),掌握两根和、两根积公式,能进行常见代数式的变形求值。
4、“降次”的核心数学思想,将一元二次方程转化为一元一次方程求解的转化思想。
难点
1、配方法的灵活应用,包括代数式最值、多变量配方求值、配方推导求根公式等。
2、含参数一元二次方程的分类讨论问题,区分“有实数根”与“有两个实数根”的不同条件。
3、换元法、分类讨论法解特殊结构方程(双二次方程、含绝对值方程),掌握整体思想与分类思想。
4、根的判别式与根与系数的关系的综合题型,结合几何、新定义等情境的综合应用。
一、单选题
1.方程有两个相等的实数根,则m的值为( )
A. B. C. D.
2.关于的一元二次方程根的情况为( )
A.有两个相等的实数根 B.有两个不相等的实数根
C.无实数根 D.只有一个实数根
3.当时,关于x的方程的根的情况是( )
A.有两个相等的实数根 B.有两个不相等的实数根
C.没有实数根 D.只有一个实数根
二、填空题
4.对于实数,定义新运算:,例如:.若关于的方程有两个不相等的实数根,则的取值范围是_________.
5.关于的一元二次方程有两个相等的实数根,则m的值为_____.
6.已知m、n是方程的两个根,代数式的值为________;的值为________.
三、解答题
7.解方程:
(1) ;
(2);
(3);
(4).
8.关于的一元二次方程.
(1)若,求方程的解;
(2)求证:无论取何值,方程总有实数根.
9.解答下列各题:
(1)解方程: .
(2)已知平行四边形的两条对角线的长是关于x的一元二次方程的两个根,求k的取值范围.
10.【阅读与探索】
弗朗索瓦·韦达(,)是16世纪法国数学家,他是第一个有意识地和系统地使用字母表示数的人,并且对数学符号进行了很多改进,被誉为“代数学之父”.他深入研究了一元二次方程的根与系数之间的关系.对于一般形式的一元二次方程,如果方程的两根为、,则,.特别地,当二次项系数时,方程可化为,此时根与系数的关系式变得更加简洁:,.这种关系以他的姓氏命名为“韦达定理”也被称为“根与系数的关系”.
根据以上材料回答以下问题:
(1)两个数的和为8,积为9.75,求这两个数.在解决这个问题时,可以这样思考:
设这两个数为、,则,.由此可根据韦达定理,构造一个以、为根的一元二次方程,此方程(一般式)为___________.
(2)解(1)中所列方程;
(3)设实数、、满足,求的取值范围.
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