内容正文:
第1讲 一元二次方程
知识点1 一元二次方程的定义
一、定义
等号两边都是整式,只含有一个未知数(一元),并且未知数的最高次数是2(二次)的方程,叫做一元二次方程。
二、一元二次方程必须同时满足的三个条件
1. 是整式方程(分母中不含未知数,根号下不含未知数)
1. 只含有一个未知数(一元)
1. 未知数的最高次数是2(二次),且二次项系数不为0
三个条件缺一不可,必须同时满足才能判定为一元二次方程。
三、判断方法与步骤
判断一个方程是否为一元二次方程,按以下步骤进行:
1. 第一步:先化简整理方程,去括号、移项、合并同类项;
2. 第二步:检查是否为整式方程(分母、根号下有无未知数);
3. 第三步:检查未知数的个数是否只有一个;
4. 第四步:检查未知数的最高次数是否为2,且二次项系数不为0。
四、典型反例解析
以下方程均不是一元二次方程,逐一分析原因:
反例1:1/x² + x = 2
原因:分母中含有未知数x,是分式方程,不是整式方程。
结论:不满足"整式方程"条件,不是一元二次方程。
反例2:x² + 1
原因:这只是一个多项式代数式,没有等号,不是方程。
结论:连方程都不是,自然不是一元二次方程。
反例3:x² + y − 3 = 0
原因:方程中含有x和y两个未知数。
结论:不满足"只含有一个未知数"条件,是二元二次方程。
反例4:x³ − 3x + 8 = 0
原因:未知数x的最高次数是3,不是2。
结论:不满足"最高次数是2"条件,是一元三次方程。
反例5:(x − 1)(x − 2) = x² − 1
原因:先化简左边:x² − 3x + 2 = x² − 1
移项合并后:−3x + 3 = 0,二次项抵消了,最高次数为1。
结论:化简后二次项系数为0,不是一元二次方程,是一元一次方程。
易错警示
判断前必须先化简!有些方程表面上有x²项,但化简后二次项可能抵消,
此时就不是一元二次方程了。如反例5就是典型的"伪二次方程"。
知识点2 一元二次方程的一般形式
一、一般形式
一元二次方程的一般形式是:ax² + bx + c = 0(a ≠ 0)
二、各项名称与系数
1. ax² 是二次项,a 是二次项系数
1. bx 是一次项,b 是一次项系数
1. c 是常数项(不含未知数的项)
三、重要说明
1. a ≠ 0 是一元二次方程一般形式的必要条件。如果 a = 0,方程就变成 bx + c = 0,是一元一次方程了。
2. 一次项系数 b 和常数项 c 可以为0,不影响方程是一元二次方程。
3. 任何一个一元二次方程都可以通过去括号、移项、合并同类项化成一般形式。
4. 一元二次方程的各项都包含它前面的符号!说系数时要带符号。
重点提醒
说各项系数时一定要带符号!例如方程 2x² − 3x + 5 = 0 中,
二次项系数是2,一次项系数是−3(不是3),常数项是5。
四、一元二次方程的特殊形式
根据 b 和 c 是否为0,一元二次方程有以下三种特殊形式:
1. 缺一次项型(b = 0)
形式:ax² + c = 0(a ≠ 0)
特点:没有一次项,只有二次项和常数项。
例如:3x² − 27 = 0,x² − 5 = 0
2. 缺常数项型(c = 0)
形式:ax² + bx = 0(a ≠ 0)
特点:没有常数项,右边为0,左边可提取公因式x。
例如:2x² + 5x = 0,x² − 3x = 0
3. 最简形式(b = 0 且 c = 0)
形式:ax² = 0(a ≠ 0)
特点:方程有两个相等的实数根 x₁ = x₂ = 0。
例如:5x² = 0
五、化一般形式的步骤
将任意一元二次方程化为一般形式,按以下步骤:
1. 去括号:运用乘法分配律去掉所有括号;
2. 移项:把所有项都移到等号左边,使右边为0(移项要变号);
3. 合并同类项:将二次项、一次项、常数项分别合并;
4. 整理:按二次项、一次项、常数项的顺序排列,即 ax² + bx + c = 0。
5.
例题:将方程 (2x + 1)(x − 3) = x² + 2 化为一般形式,并指出各项系数。
解:
第一步 去括号:2x² − 6x + x − 3 = x² + 2
第二步 移项:2x² − 6x + x − 3 − x² − 2 = 0
第三步 合并同类项:x² − 5x − 5 = 0
所以一般形式为:x² − 5x − 5 = 0
二次项系数:1,一次项系数:−5,常数项:−5
知识点3 一元二次方程的解(根)
一、定义
使方程左右两边相等的未知数的值,叫做一元二次方程的解。一元二次方程的解也叫做一元二次方程的根。
二、一元二次方程根的三种情况
对于一元二次方程,实数根的情况有三种可能:
1. 有两个不相等的实数根(两个不同的解)
1. 有两个相等的实数根(两个相同的解,算重根)
1. 没有实数根(在实数范围内无解)
具体是哪种情况,由判别式 Δ = b² − 4ac 的符号决定,后续会详细学习。
三、根的重要性质——代入法
若 x₁,x₂ 是一元二次方程 ax² + bx + c = 0(a ≠ 0)的两个实数根,那么把根代入方程,等式一定成立:
ax₁² + bx₁ + c = 0
ax₂² + bx₂ + c = 0
这个性质非常重要,常用于"已知根求参数"的题型。
例题:已知 x = 2 是方程 x² − 3x + k = 0 的一个根,求 k 的值。
解:根据根的定义,把 x = 2 代入方程,等式成立。
代入得:2² − 3 × 2 + k = 0
计算:4 − 6 + k = 0
−2 + k = 0
k = 2
所以 k 的值为 2。
例题:已知 m 是方程 x² − 2x − 1 = 0 的一个根,求代数式 m² − 2m + 2024 的值。
解:因为 m 是方程的根,代入方程得:
m² − 2m − 1 = 0
所以 m² − 2m = 1
代入所求代数式:
m² − 2m + 2024 = 1 + 2024 = 2025
所以代数式的值为 2025。
方法点拨:这是"整体代入法",不需要求出m的具体值,
直接利用 m² − 2m = 1 整体代入即可,简便又快捷。
方法总结与易错点汇总
一、核心方法
1. 定义判断法:三条件缺一不可,判断前必须先化简。
2. 化一般形式:去括号 → 移项 → 合并同类项 → 按降幂排列。
3. 代入法求参数:已知根就代入方程,转化为关于参数的方程求解。
4. 整体代入法:求代数式值时,利用根的性质整体替换,避免复杂计算。
二、高频易错点
1. 易错点1:判断一元二次方程前不化简,被表面的x²项迷惑。
1. 易错点2:说各项系数时漏掉符号,把−3x的系数说成3。
1. 易错点3:忘记a ≠ 0这个关键条件,误以为ax² + bx + c = 0都是二次方程。
1. 易错点4:移项时不变号,导致化一般形式出错。
1. 易错点5:已知根求参数时,代入计算出错,特别是平方和符号。
学习建议
本节是一元二次方程的基础概念,重点掌握:
① 定义的三个条件 ② 一般形式及各项系数 ③ 根的定义与代入法
打好概念基础,后续学习解方程和应用题才能事半功倍!
【题型1 识别一元二次方程】
【例1】(25-26九年级上·北京海淀·期末)下列四个方程①x²﹣16=0;②(3x+2)(3x﹣2)=0;③x²=0;④√(x²−4x+4)=2中,不是一元二次方程的是( )
A.① B.② C.③ D.④
【变式1-1】(25-26九年级下·上海浦东·阶段练习)下列方程中,一定是关于x的一元二次方程的是( )
A.x² + 1/x² = 0 B.ax² + bx + c = 0 C.x² + 2x − 3 = 0 D.4x − 3xy + 6y² = 0
【变式1-2】(25-26九年级下·广州天河·期中)下列各式中,不是一元二次方程的是( )
A.3x² + 2 = 0 B.2x − 3y − 5 = 0 C.5x² = 0 D.y² − 4y + 3 = 0
【变式1-3】(25-26九年级下·深圳南山·阶段练习)下列方程是一元二次方程的有( )
①5x² − 2x = 0;②ax² + bx + c = 0;③2x + 1/x = 0;④3x² − 2 = (x−1)(x−3);⑤(4x−3)(2x+5)=8x²
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【题型2 根据一元二次方程的定义求值】
【例2】(25-26九年级上·杭州西湖·期中)已知关于x的方程 (m+2)x(|3m|−4) + 18mx + 3 = 0 是一元二次方程,则 m = ______.
【变式2-1】(25-26八年级下·南京鼓楼·期中)若方程 bx² − 2x + 3 = 0 是关于x的一元二次方程,则 b 的取值范围为( )
A.b ≠ 0 B.b > 2 C.b = 0 D.b ≥ 0
【变式2-2】(25-26八年级下·成都武侯·阶段练习)若方程 (b+3)x(2b−4) = 0 是关于x的一元二次方程,则 b = ______.
【变式2-3】(25-26八年级下·武汉江汉·阶段练习)若关于x的一元二次方程 (n−2)x² − 3x + n² − 4 = 0 有一个解是0,则 n = ______.
【题型3 根据一元二次方程的一般形式求系数】
【例3】(25-26九年级上·西安雁塔·期中)方程 (2x+3)(x−2) = 8 整理成一元二次方程的一般形式后,它的二次项系数与一次项系数的比值是 ______.
【变式3-1】(25-26八年级下·重庆渝中·期中)关于x的一元二次方程 4x² − 7x + 3 = 0 的二次项系数,一次项系数和常数项分别为( )
A.4, −7, −3 B.4, −7x, 3 C.4, 7x, −3 D.4, −7, 3
【变式3-2】(25-26九年级上·苏州姑苏·期中)方程 x² + 5x − 2 = x + 7 化为一般形式后,一次项系数和常数项分别为( )
A.1和5 B.1和−9 C.4和−9 D.4和5
【变式3-3】(25-26九年级上·宁波鄞州·阶段练习)写出一个二次项系数为1,一次项系数为−5,常数项为−6的一元二次方程是 ______.(用一般形式表示)
【题型4 根据一元二次方程各系数的值求字母的值】
【例4】(25-26八年级下·青岛市南·期中)关于x的一元二次方程 nx² + 2nx = 4x + 16 中不含x的一次项,则此方程的解为 ______.
【变式4-1】(25-26八年级下·大连中山·阶段练习)关于x的一元二次方程 (n−2)x² + 4x + n² − 4 = 0 的常数项为0,则n的值为( )
A.2 B.−2 C.3 D.±2
【变式4-2】(25-26九年级上·厦门思明·期中)若关于x的一元二次方程 4x² + 2x − 3 = bx(x−3) 化成一般形式后,其二次项系数为1,常数项为−3,则该方程中的一次项系数为 ______.
【变式4-3】(25-26九年级上·长沙岳麓·期中)若关于x的一元二次方程 5x² − (n+3)x = 3x(x+1) 化成一般形式后二次项的系数为2,一次项的系数为−6,则 n 的值为 ______.
【题型5 根据一元二次方程的解代入求值】
【例5】(25-26八年级下·郑州金水·阶段练习)若 x = 3 是关于x的方程 ax² − bx = 6 的解,则 2025 − 6a + 2b 的值为 ______.
【变式5-1】(25-26八年级下·合肥蜀山·阶段练习)已知a是方程 x² + 2x − 5 = 0 的一个根,则 (a+3)(a−1) 的值为( )
A.2 B.4 C.−2 D.−4
【变式5-2】(25-26九年级上·济南历下·期中)若m是方程 x² − 4x − 2 = 0 的一个根,则 −3m² + 12m + 25 的值为 ______.
【变式5-3】(25-26九年级上·福州鼓楼·阶段练习)已知 m 是方程 x² + 2x − 3 = 0 的一个根,则代数式 (m+2)² + (m+2)(m−2) 的值为 ______.
【题型6 根据一元二次方程的解降次求值】
【例6】(2024·天津·一模)已知m为方程 x² + 2x − 5 = 0 的一个根,则代数式 m³ + 3m² − 3m + 8 的值为 ______.
【变式6-1】(25-26九年级上·昆明五华·阶段练习)如果 a 是一元二次方程 x² = 4x − 3 的根,则代数式 a² − 4a + 2025 的值为( )
A.2022 B.2023 C.2024 D.2025
【变式6-2】(25-26八年级下·沈阳和平·期末)若a是方程 x² + 2x − 5 = 0 的一个根,则 a³ + 3a² − 4a + 9 的值为 ______.
【变式6-3】(25-26八年级上·长春朝阳·阶段练习)已知a是关于x的一元二次方程 x² − x − 1 = 0 的一个根,则代数式 a³ − 2a + 5 的值为 ______.
【题型7 由实际问题抽象出一元二次方程】
【例7】(25-26八年级下·南昌东湖·期中)某公司今年一月的营业额为 300 万元,按计划第一季度的总营业额要达到 1200 万元,求该公司二、三两个月营业额的月平均增长率.设该公司二、三两个月营业额的月平均增长率为 x,则根据题意可列方程为( )
A.300[1+(1+x)+(1+x)²] = 1200 B.300(1+x)² = 1200
C.300[(1+x)+(1+x)²] = 1200 D.1200(1+x)² = 300
【变式7-1】(25-26八年级下·太原杏花岭·期中)联欢会上,每位同学向其他同学赠送1件礼物,结果共有互赠礼物1260件,求参加联欢会的同学人数,设参加联欢会的同学有x人,那么可列出方程 ______.
【变式7-2】(25-26九年级上·石家庄长安·期中)为美化校园环境,某校计划在一块长为80m,宽为50m的矩形空地上,修建一个矩形花圃,并将花圃四周余下的空地建成同样宽的通道.若通道所占面积是整个矩形空地面积的 7/20,则此时通道的宽为 ______.
【变式7-3】(25-26八年级下·哈尔滨南岗·期中)某商店以每个40元的进价购入一批商品,并以每个60元售出,每日可售出100个.据调查发现,每个商品的售价每降低3元,每日可多售出15个,若商店希望单日盈利达3000元,则需将售价降低多少元?若设降价 x 元,则列出方程为( )
A.(60−x)(100 + x/3×15) = 3000 B.(60−x−40)(100 + x/3×15) = 3000
C.(60−x−40)(100 + 15x) = 3000 D.(60−3x−40)(100 + 15x) = 3000
【题型8 根据一元二次方程的解求另一方程的解】
【例8】(25-26九年级上·南宁青秀·期中)若关于x的一元二次方程 ax² + bx + c = 0 (ac ≠ 0) 有一根为 x = 2023,则关于y的一元二次方程 cy² + by + a = 0 (ac ≠ 0) 必有一根为( )
A.2023 B.−2023 C.1/2023 D.−1/2023
【变式8-1】(25-26八年级下·贵阳云岩·阶段练习)若关于x的方程 (x+h)² + k = 0(h,k均为常数)的解是 x₁ = −4,x₂ = 3,则关于x的方程 (x+h−2)² + k = 0 的解是 ______.
【变式8-2】(25-26九年级上·兰州城关·期中)若关于x的一元二次方程 ax² + bx + 3 = 0 (a ≠ 0) 有一根为 x = 2023,则一元二次方程 a(x+2)² + bx + 2b = −3 必有根为( ).
A.2025 B.2021 C.2022 D.2023
【变式8-3】(25-26八年级下·昆明盘龙·期中)若关于x的一元二次方程 ax² + bx + 3 = 0 (a ≠ 0) 有一根为 x = 2024,则一元二次方程 a(x−2)² + bx + 3 = 2b 必有一根为( )
A.2022 B.2024 C.2026 D.2028
参考答案与解析
【题型1 识别一元二次方程】
【例1】答案:D
解析:①x²−16=0是一元二次方程;②(3x+2)(3x−2)=0展开为9x²−4=0,是一元二次方程;③x²=0是一元二次方程;④√(x²−4x+4)=2即|x−2|=2,未知数最高次数不是2,不是一元二次方程。故选D。
【变式1-1】答案:C
解析:A是分式方程;B中二次项系数a可能为0,不一定是一元二次方程;C符合一元二次方程定义;D含有两个未知数x和y。故选C。
【变式1-2】答案:B
解析:B选项含有两个未知数x和y,是二元一次方程,不是一元二次方程。A、C、D都是一元二次方程。故选B。
【变式1-3】答案:B
解析:①5x²−2x=0是一元二次方程;②ax²+bx+c=0中a不确定,不一定是;③2x+1/x=0是分式方程;④3x²−2=(x−1)(x−3)展开整理为2x²+4x−5=0,是一元二次方程;⑤(4x−3)(2x+5)=8x²展开整理为14x−15=0,是一元一次方程。所以一元二次方程有2个,选B。
【题型2 根据一元二次方程的定义求值】
【例2】答案:2
解析:由一元二次方程定义得:|3m|−4 = 2 且 m+2 ≠ 0。由|3m|−4=2得|3m|=6,3m=±6,m=±2。又m+2≠0即m≠−2,所以m=2。
【变式2-1】答案:A
解析:一元二次方程要求二次项系数不为0,即b ≠ 0。故选A。
【变式2-2】答案:3
解析:由题意得2b−4 = 2 且 b+3 ≠ 0。由2b−4=2得2b=6,b=3。又b+3=6≠0,满足条件。所以b=3。
【变式2-3】答案:−2
解析:将x=0代入方程得n²−4=0,解得n=±2。又二次项系数n−2≠0即n≠2,所以n=−2。
【题型3 根据一元二次方程的一般形式求系数】
【例3】答案:−2
解析:(2x+3)(x−2)=8展开得2x²−4x+3x−6=8,整理为一般形式:2x²−x−14=0。二次项系数为2,一次项系数为−1,比值为2 : (−1) = −2。
【变式3-1】答案:D
解析:4x²−7x+3=0的二次项系数是4,一次项系数是−7,常数项是3。注意系数不包含未知数x。故选D。
【变式3-2】答案:C
解析:x²+5x−2 = x+7,移项整理得x²+4x−9=0。一次项系数为4,常数项为−9。故选C。
【变式3-3】答案:x² − 5x − 6 = 0
解析:一元二次方程一般形式为ax²+bx+c=0。由题意a=1,b=−5,c=−6,所以方程为x²−5x−6=0。
【题型4 根据一元二次方程各系数的值求字母的值】
【例4】答案:x = ±2√2
解析:nx²+2nx = 4x+16,移项整理得nx²+(2n−4)x−16=0。方程不含x的一次项,则一次项系数为0,即2n−4=0,解得n=2。此时方程为2x²−16=0,即x²=8,解得x=±2√2。
【变式4-1】答案:B
解析:常数项为0,则n²−4=0,解得n=±2。又二次项系数n−2≠0即n≠2,所以n=−2。故选B。
【变式4-2】答案:11
解析:4x²+2x−3 = bx(x−3),展开右边得bx²−3bx。移项整理得(4−b)x²+(2+3b)x−3=0。二次项系数为1,则4−b=1,解得b=3。一次项系数为2+3b = 2+9 = 11。
【变式4-3】答案:0
解析:5x²−(n+3)x = 3x(x+1),展开右边得3x²+3x。移项整理得2x²−(n+6)x=0。由题意一次项系数为−6,则−(n+6)=−6,解得n=0。
【题型5 根据一元二次方程的解代入求值】
【例5】答案:2021
解析:将x=3代入ax²−bx=6得9a−3b=6,化简得3a−b=2。则2025−6a+2b = 2025−2(3a−b) = 2025−2×2 = 2025−4 = 2021。
【变式5-1】答案:A
解析:a是方程x²+2x−5=0的根,则a²+2a−5=0,即a²+2a=5。(a+3)(a−1) = a²+2a−3 = 5−3 = 2。故选A。
【变式5-2】答案:19
解析:m是方程x²−4x−2=0的根,则m²−4m−2=0,即m²−4m=2。则−3m²+12m+25 = −3(m²−4m)+25 = −3×2+25 = −6+25 = 19。
【变式5-3】答案:6
解析:m是方程x²+2x−3=0的根,则m²+2m−3=0,即m²+2m=3。(m+2)²+(m+2)(m−2) = m²+4m+4+m²−4 = 2m²+4m = 2(m²+2m) = 2×3 = 6。
【题型6 根据一元二次方程的解降次求值】
【例6】答案:13
解析:m是方程x²+2x−5=0的根,则m²+2m−5=0,即m²=5−2m。m³ = m·m² = m(5−2m) = 5m−2m² = 5m−2(5−2m) = 5m−10+4m = 9m−10。代入原式:m³+3m²−3m+8 = (9m−10)+3(5−2m)−3m+8 = 9m−10+15−6m−3m+8 = 13。
【变式6-1】答案:A
解析:a是方程x²=4x−3的根,则a²=4a−3,即a²−4a=−3。所以a²−4a+2025 = −3+2025 = 2022。故选A。
【变式6-2】答案:14
解析:a是方程x²+2x−5=0的根,则a²+2a−5=0,即a²=5−2a。a³ = a·a² = a(5−2a) = 5a−2a² = 5a−2(5−2a) = 5a−10+4a = 9a−10。代入原式:a³+3a²−4a+9 = (9a−10)+3(5−2a)−4a+9 = 9a−10+15−6a−4a+9 = 14。
【变式6-3】答案:6
解析:a是方程x²−x−1=0的根,则a²−a−1=0,即a²=a+1。a³ = a·a² = a(a+1) = a²+a = (a+1)+a = 2a+1。代入原式:a³−2a+5 = (2a+1)−2a+5 = 6。
【题型7 由实际问题抽象出一元二次方程】
【例7】答案:A
解析:一月营业额300万元,二月营业额300(1+x)万元,三月营业额300(1+x)²万元。第一季度总营业额为三个月之和:300+300(1+x)+300(1+x)² = 300[1+(1+x)+(1+x)²] = 1200。故选A。
【变式7-1】答案:x(x − 1) = 1260
解析:每位同学向其他x−1位同学赠送礼物,共x人,每人送出x−1件,总礼物数为x(x−1)件。所以列方程x(x−1)=1260。
【变式7-2】答案:5m
解析:通道面积占7/20,则花圃面积占1−7/20=13/20。矩形空地总面积=80×50=4000m²,花圃面积=4000×13/20=2600m²。设通道宽为x m,则花圃长为(80−2x)m,宽为(50−2x)m。列方程:(80−2x)(50−2x)=2600,展开得4000−260x+4x²=2600,整理得x²−65x+350=0,解得x=5或x=60(舍去)。所以通道宽为5m。
【变式7-3】答案:B
解析:降价x元后,每件商品利润为(60−x−40)元,每日销量为(100 + x/3×15)个。总利润=单件利润×销量,即(60−x−40)(100 + x/3×15) = 3000。故选B。
【题型8 根据一元二次方程的解求另一方程的解】
【例8】答案:C
解析:将x=2023代入ax²+bx+c=0得a·2023² + b·2023 + c = 0。因为ac≠0,两边同除以2023²得a + b/2023 + c/2023² = 0,即c·(1/2023)² + b·(1/2023) + a = 0。所以y=1/2023是方程cy²+by+a=0的一个根。故选C。
【变式8-1】答案:x₁ = −2,x₂ = 5
解析:方程(x+h−2)²+k=0可看作将方程(x+h)²+k=0向右平移2个单位得到的,所以解也向右平移2个单位。原方程解为x₁=−4,x₂=3,则新方程解为x₁=−4+2=−2,x₂=3+2=5。
【变式8-2】答案:B
解析:将方程a(x+2)²+bx+2b=−3整理为a(x+2)² + b(x+2) + 3 = 0。令t = x+2,则方程变为at²+bt+3=0。由已知t=2023是方程ax²+bx+3=0的根,所以t=2023,即x+2=2023,解得x=2021。故选B。
【变式8-3】答案:C
解析:将方程a(x−2)²+bx+3=2b整理为a(x−2)² + b(x−2) + 3 = 0。令t = x−2,则方程变为at²+bt+3=0。由已知t=2024是方程ax²+bx+3=0的根,所以t=2024,即x−2=2024,解得x=2026。故选C。
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