内容正文:
2.2.2 一元二次方程的解法 —— 因式分解法
【学习目标】
1、理解因式分解法解方程的理论依据 “若,则或”;熟练掌握提公因式法、平方差公式、十字相乘法三种因式分解手段解一元二次方程;牢记解题规范,规避两边同除含未知数式子导致丢根的错误;能够对比四种解法,优先选择因式分解法简化运算。
2、经历情境列式、原理探究、步骤归纳、例题演练的完整过程,体会 “降次转化” 的核心数学思想,形成标准化的解题流程。
3、强化代数变形能力、严谨的逻辑思维,提升解题方法的选择判断能力。
【学习重点】
运用因式分解法解一元二次方程,熟记完整解题四步骤。
【学习难点】
理解 “或” 的逻辑含义;十字相乘法分解二次三项式;杜绝随意约去含未知数的因式造成失根。
【课前温故・知识链接】
1、已学解法回顾:直接开平方法、配方法、公式法,共同点都是把二次方程降为一元一次方程。
2、因式分解常用方法:
① 提公因式:
② 平方差公式:
③ 十字相乘:
3、思考:如果两个数相乘结果等于 0,这两个数存在什么样的关系?
一、情境导入(实际问题引入)
一块矩形木板,长比宽多 2m,面积为 8。设宽为米,可列方程:
,整理得:。
如果用配方法、公式法都可以求解,但是计算步骤偏多。
思考:能不能把式子拆成两个式子相乘等于 0 的形式,快速口算得出答案?
由此引出本节课最简捷的解法:因式分解法。
二、合作探究一:推导因式分解法的原理
探究活动 1:原理辨析
命题:若(代表整式),则 或者 。
举例:,可以得到 或 ,解得两根。
⚠️ 易错辨析(本节课最大误区):
错误做法:解方程,两边直接除以,得到。
漏洞:默认了,丢掉了这一个根。
正确操作:必须先移项,把所有项移到左侧,使等式右边等于 0,再分解因式求解。
探究活动 2:归纳因式分解法标准解题步骤
1、移项化零:把方程所有项移到左边,使方程右边等于 0;
2、因式分解:将左侧的多项式分解成两个一次因式相乘的形式;
3、拆分方程:令每一个因式分别等于 0,拆成两个独立的一元一次方程;
4、分别求解:解两个一元一次方程,所得的解就是原一元二次方程的全部根。
方法口诀:
一移归零,二去分解,三拆成一次方程,四算出两根。
探究活动 3:三种常见分解类型归类
1、提公因式型:
2、平方差公式型:
3、十字相乘型:
三、典例精讲(标准答题格式,学生可直接仿写)
例 1(提公因式型):解方程
解:移项,得
因式分解:
或
解得:
例 2(平方差公式):解方程
解:移项:
套用平方差分解:
化简:
例 3(十字相乘法):解方程
解:因式分解:
或
例 4(先整理再分解):
解:展开整理:
十字相乘:
解得:
易错点汇总
1、不移项直接分解,右侧不为 0 时不能套用 “乘积为 0” 的原理;
2、方程两边绝不可以约去含有未知数的代数式,避免丢失根;
3、“或” 表示二选一,不是同时成立,不要错写成 “且”。
四、分层课堂当堂检测
【基础过关题(全员必做)】
1. 解方程 (提公因式法)
2. 解方程 (平方差公式)
3. 解方程 (十字相乘法)
【能力提升题(拔高选做)】
1、解方程
2、对比三种解法,思考:什么样的一元二次方程优先选用因式分解法?
参考答案
当堂检测答案
基础 1:
基础 2:
基础 3:
提升 1:移项得,即,
提升 2:方程容易因式分解(有公因式、符合平方差、二次三项式可以十字相乘),优先选用因式分解法。
同步作业
一.选择题(共10小题)
1.关于x的一元二次方程x(x+1)=x的解为( )
A.x1=-1,x2=0 B.x1=x2=0 C.x1=x2=-1 D.D.x1=-1,x2=1
2.一个菱形的边长是方程x2﹣8x+15=0的一个根,其中一条对角线长为8,则该菱形的面积为( )
A.48 B.24 C.24或40 D.48或80
3.使分式的值等于零的x是( )
A.6 B.﹣1或6 C.﹣1 D.﹣6
4.方程x2=3x的解是( )
A.x=3 B.x=0
C.x1=3,x2=0 D.x1=﹣3,x2=0
5.如图是一个正方体的表面展开图,已知正方体相对两个面上的数相同,且不相对两个面上的数值不相同,则“★”面上的数为( )
A.1 B.1或2 C.2 D.2或3
6.若实数k、b是一元二次方程(x+3)(x﹣1)=0的两个根,且k<b,则一次函数y=kx+b的图象不经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
7.若关于x的一元二次方程x2﹣(k+3)x+2k+2=0有一根小于1,一根大于1,则k的取值范围是( )
A.k≠1 B.k<0 C.k<﹣1 D.k>0
8.我们解一元二次方程3x2﹣6x=0时,可以运用因式分解法,将此方程化为3x(x﹣2)=0,从而得到两个一元一次方程:3x=0或x﹣2=0,进而得到原方程的解为x1=0,x2=2.这种解法体现的数学思想是( )
A.转化思想 B.函数思想
C.数形结合思想 D.公理化思想
9.若x2﹣2px+3q=0的两根分别是﹣3与5,则多项式2x2﹣4px+6q可以分解为( )
A.(x+3)(x﹣5) B.(x﹣3)(x+5)
C.2(x+3)(x﹣5) D.2(x﹣3)(x+5)
10.一元二次方程x(x﹣2)=x﹣2的解是( )
A.x=1
B.x1=1,x2=2
C.x1,x2
D.x1=﹣1,x2=2
二.填空题(共5小题)
11.已知关于x的一元二次方程(x﹣5)(x﹣a)=0的两个根分别是5和1,则a的值为 .
12.三角形的两边长分别是3和4,第三边长是方程x2﹣13x+40=0的根,则该三角形的周长为 .
13.方程x2﹣9x+18=0的两个根是等腰三角形的底和腰的长,则这个等腰三角形的周长为 .
14.刘谦的魔术表演风靡全国,小明也学起了刘谦发明了一个魔术盒,当任意实数对(a,b)进入其中时,会得到一个新的实数:a2+b﹣1,例如把(3,﹣2)放入其中,就会得到32+(﹣2)﹣1=6.现将实数对(m,﹣2m)放入其中,得到实数2,则m= .
15.已知x2+xy+y=14①,y2+xy+x=28②,则x+y的值为 .
三.解答题(共5小题)
16.解方程:
(1)(x﹣3)2+2x(x﹣3)=0.
(2)x2﹣4x﹣5=0.
(3)2x2+x=3.
(4)4(x+2)2=(3x﹣1)2.
17.若关于x的方程x2+bx+c=0有两个实数根,且其中一个根比另一个根大2,那么称这样的方程为“隔根方程”.例如,方程x2+2x=0的两个根是x1=0,x2=﹣2,则方程x2+2x=0是“隔根方程”.
(1)方程x2﹣x﹣20=0是“隔根方程”吗?判断并说明理由;
(2)若关于x的方程x2+mx+m﹣1=0是“隔根方程”,求m的值.
18.解关于x的方程:a2(x2﹣x+1)﹣a(x2﹣1)=(a2﹣1)x.
19.(1)解一元二次方程:x2﹣4x+3=0;
(2)若直角三角形的两边长分别是(1)中方程的根,求第三边的长.
20.已知关于x的一元二次方程(6﹣k)(9﹣k)x2﹣(117﹣15k)x+54=0的两个根均为整数,求所有满足条件的实数k的值.
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
1.【解答】解:由题知,
x(x+1)=x,
x(x+1)-x=0,
x2=0,
所以x1=x2=0.
故选:B
2.【解答】解:(x﹣5)(x﹣3)=0,
所以x1=5,x2=3,
∵菱形一条对角线长为8,
∴菱形的边长为5,
∴菱形的另一条对角线为26,
∴菱形的面积6×8=24.
故选:B.
3.【解答】解:∵0
∴x2﹣5x﹣6=0
即(x﹣6)(x+1)=0
∴x=6或﹣1
又x+1≠0
∴x=6
故选:A.
4.【解答】解:x2﹣3x=0,
x(x﹣3)=0,
x=0或x﹣3=0,
所以x1=0,x2=3.
故选:C.
5.【解答】解:这是一个正方体的平面展开图,共有六个面,其中面“x2”与面“3x﹣2”相对,面“★”与面“x+1”相对.
因为相对两个面上的数相同,所以x2=3x﹣2,解得x=1或x=2,
又因为不相对两个面上的数值不相同,当x=2时,∵x+2=4,3x﹣2=4,
∴3x﹣2=x+2,不符合题意,
∴x只能为1,即★=x+1=2.
故选:C.
6.【解答】解:∵实数k、b是一元二次方程(x+3)(x﹣1)=0的两个根,且k<b,
∴k=﹣3,b=1,
∴函数y=kx+b的图象经过第一、二、四象限,不经过第三象限.
故选:C.
7.【解答】解:∵x2﹣(k+3)x+2k+2=(x﹣2)(x﹣k﹣1)=0,
∴x1=2,x2=k+1.
∵方程有一根小于1,一根大于1,
∴k+1<1,解得:k<0,
∴k的取值范围为k<0.
故选:B.
8.【解答】解:我们解一元二次方程3x2﹣6x=0时,可以运用因式分解法,将此方程化为3x(x﹣2)=0,
从而得到两个一元一次方程:3x=0或x﹣2=0,
进而得到原方程的解为x1=0,x2=2.
这种解法体现的数学思想是转化思想,
故选:A.
9.【解答】解:∵x2﹣2px+3q=0的两根分别是﹣3与5,
∴2x2﹣4px+6q=2(x2﹣2px+3p)
=2(x+3)(x﹣5),
故选:C.
10.【解答】解:∵x(x﹣2)=x﹣2,
∴x(x﹣2)﹣(x﹣2)=0,
则(x﹣2)(x﹣1)=0,
∴x﹣2=0或x﹣1=0,
解得x1=1,x2=2,
故选:B.
二.填空题(共5小题)
11.【解答】解:∵(x﹣5)(x﹣a)=0,
∴x﹣5=0或x﹣a=0,
解得x1=5,x2=a,
∵关于x的一元二次方程(x﹣5)(x﹣a)=0的两个根分别是5和1,
∴a=1.
故答案为:1.
12.【解答】解:x2﹣13x+40=0,
(x﹣5)(x﹣8)=0,
所以x1=5,x2=8,
而三角形的两边长分别是3和4,
所以三角形第三边的长为5,
所以三角形的周长为3+4+5=12.
故答案为12.
13.【解答】解:x2﹣9x+18=0,
(x﹣3)(x﹣6)=0,
所以x1=3,x2=6,
所以等腰三角形的底为3,腰为6,这个等腰三角形的周长为3+6+6=15.
故答案为15.
14.【解答】解:把实数对(m,﹣2m)代入a2+b﹣1=2中得m2﹣2m﹣1=2
移项得m2﹣2m﹣3=0
因式分解得(m﹣3)(m+1)=0
解得m=3或﹣1.
故答案为:3或﹣1.
15.【解答】解:①+②得,x2+2xy+y2+x+y=42,
∴(x+y)2+(x+y)﹣42=0,
∴(x+y+7)(x+y﹣6)=0,
∴x+y=﹣7或x+y=6,
故答案为:﹣7或6.
三.解答题(共5小题)
16.【解答】解:(1)∵(x﹣3)2+2x(x﹣3)=0,
∴3(x﹣3)(x﹣1)=0,
∴x﹣3=0或x﹣1=0,
所以x1=3,x2=1;
(2)∵x2﹣4x﹣5=0,
∴(x﹣5)(x+1)=0,
∴x﹣5=0或x+1=0,
所以x1=5,x2=﹣1;
(3)∵2x2+x=3,
∴(2x+3)(x﹣1)=0,
∴2x+3=0或x﹣1=0,
所以x1,x2=1;
(4)∵4(x+2)2﹣(3x﹣1)2=0,
∴(2x+4+3x﹣1)(2x+4﹣3x+1)=0,
∴5x+3=0或﹣x+5=0,
∴x1,x2=5.
17.【解答】解:(1)不是,理由如下:
∵x2﹣x﹣20=0,即(x﹣5)(x+4)=0,
∴x1=5,x2=﹣4.
∵5﹣(﹣4)=9≠2,
∴方程x2﹣x﹣20=0不是“隔根方程”.
(2)∵x2+mx+m﹣1=0,即(x+1)[x+(m﹣1)]=0,
∴x1=﹣1,x2=1﹣m.
又∵关于x的方程x2+mx+m﹣1=0是“隔根方程”,
∴|1﹣m﹣(﹣1)|=2,
解得:m=0或m=4.
18.【解答】解:整理方程得
(a2﹣a)x2﹣(2a2﹣1)x+(a2+a)=0.
(1)当a2﹣a≠0,即a≠0,1时,原方程为一元二次方程,
[ax﹣(a+1)][(a﹣1)x﹣a]=0,
x1,x2;
(2)当a2﹣a=0时,原方程为一元一次方程,
当a=0时,x=0;
当a=1时,x=2.
19.【解答】解:(1)x2﹣4x+3=0,
∴(x﹣1)(x﹣3)=0,
∴x﹣1=0或x﹣3=0,
∴x1=1,x2=3;
(2)当3是直角三角形的斜边长时,第三边2,
当1和3是直角三角形的直角边长时,第三边,
∴第三边的长为2或.
20.【解答】解:原方程可化为:[(6﹣k)x﹣9][(9﹣k)x﹣6]=0.
因为此方程是关于x的一元二次方程,
所以,k≠6,k≠9,
于是有:x1①,x2②.
由①得k,由②得k,
∴,
整理得x1x2﹣2x1+3x2=0,
有(x1+3)(x2﹣2)=﹣6.
∵x1、x2均为整数,
∴.
故x1=﹣9,﹣6,﹣5,﹣4,﹣2,﹣1,0,3.
又k6,
将x1=﹣9,﹣6,﹣5,﹣4,﹣2,﹣1,3分别代入,得
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