内容正文:
25.2 降次——解一元二次方程
25.2.2 公式法
知识思维导图
1.知道一元二次方程根的判别式和求根公式的推导过程.
2.理解根的判别式 =b2-4ac的含义,能独立判断一元二次方程实数根的三种情况:两个不等实根、两个相等实根、无实数根。
3.通过对一元二次方程一般式配方推导求根公式,体会降次、化归数学思想,提升逻辑推理与代数推导能力.
素养目标
课堂小结
复习回顾配方法解一元二次方程操作步骤
1.将常数项移到方程的右边
2.二次项系数化为1
3.方程左、右两边同时加上一次项系数一半的平方
4.利用平方根的意义直接开平方
5.解两个一元一次方程
5x2+10x–4=0;
解:移项,得 5x2+10x=4.
二次项系数化为1,得x2+2x=.
配方,得x2+2x+12= + 12,
(x+1)2= .
∴ x+1=± ,
x1= –1,x2= – –1.
复习小练笔--用配方法解方程
探索新知
用配方法解一般形式一元二次方程:ax2+bx+c=0 (a≠0).
解:移项,得 ax2+bx = –c.
二次项系数化为1,得 x2+ x = – .
配方,得 x2+ x + ()2 = – + ()2 ,
即 (x + )2 = .
∵a≠0,所以4a2>0.
(1)当 b2–4ac>0 时,>0, x + =± .
∴方程有两个不相等的实数根
x1 = ,x2 = .
探索新知
(2)当 b2–4ac=0 时,=0,∴方程有两个相等的实数根 x1 = x2 = – .
(3)当 b2–4ac<0 时,<0,(x + )2 <0,∵ x取任何实数都不能使 (x + )2 <0 成立,∴方程无实数根.
探索新知
一元二次方程 ax2+bx+c=0 (a≠0) 的根由方程的系数 a,b,c 确定.
b2–4ac 叫作一元二次方程 ax2+bx+c=0 的根的判别式,通常用希腊字母“Δ”表示,即 Δ=b2– 4ac.
①当Δ=b2–4ac>0时方程两个不相等的实数根
②当Δ=b2–4ac=0时,方程两个相等的实数根
③当Δ=b2–4ac<0时方程无实数根
当 Δ ≥ 0 时,方程 ax2+bx+c=0(a≠0)的实数根可写为 x = 的形式,这个式子叫作一元二次方程 ax2+bx+c=0 的求根公式.用求根公式解一元二次方程的方法叫作公式法.
知识归纳
例 用公式法解下列方程:
(1)2x2– 3x – 4=0;
解:∵ a=2,b= – 3,c= – 4,
∴Δ=b2 – 4ac=(–3)2– 4×2×(–4)=41>0.
∴方程有两个不相等的实数根
x = = = ,
即 x1=,x2= .
典例分析
(2)x2 –2x+1=0;
解:∵ a=1,b= – 2,c= 1,
∴ Δ=b2 – 4ac=(–2)2– 4×1×1=0.
方程有两个相等的实数根 x1 = x2 = – = – = .
(3)5x2 – 4x +1=0
解:∵a=5,b= – 4,c= 1,
∴Δ=b2 – 4ac=(–4)2– 4×5×(1)=-4<0.
方程无实根
用公式法解一元二次方程的一般步骤:
1.将一元二次方程化为一般形式 ax2+bx+c=0(a≠0)并确定 a,b,c 的值;
2.求出Δ= b2–4ac 的值;
3.若 Δ= b2–4ac≥0 则利用求根公式求解;
若 Δ=b2–4ac<0,则方程无实数根.
4.根据求根公式,写出方程的根.
1.用公式法解下列方程:
【选自教材第12页 练习】
(1)x2+x – 6=0;
解:因为 a=1,b=1,c= –6,
所以 Δ=b2 – 4ac=12– 4×1×(–6)=25>0.
方程有两个不相等的实数根
x = = = ,
即 x1=2,x2= – 3.
即学即练
(2)x2 – x – =0;
解:因为 a=1,b= –,c= – ,
所以 Δ=b2 – 4ac=(–)2– 4×1×(– )=4>0.
方程有两个不相等的实数根
x = = = ,
即 x1= +1,x2= – 1.
【选自教材第12页 练习】
(3)3x2 – 6x +4=0;
解:因为 a=3,b= – 6,c= 4,
所以 Δ=b2 – 4ac=(–6)2– 4×3×4= – 12<0. 方程无实数根.
(4)2x2 – 3x=0;
解:因为 a=2,b= – 3,c= 0,
所以 Δ=b2 – 4ac=(–3)2– 4×2×0=9>0.
方程有两个不相等的实数根
x = = = ,即 x1=0,x2= .
【选自教材第12页 练习】
(5)x2+4x+8=4x+11;
解:方程化为 x2– 3=0,此时a=1,b=0,c= –3,
所以 Δ=b2 – 4ac=02– 4×1×(–3)=12>0.
方程有两个不相等的实数根
x = = = ,
即 x1= ,x2= – .
【选自教材第12页 练习】
(6)x(2x– 4)=5 – 8x.
解:方程化为 2x2+4x–5=0,此时a=2,b=4,c= –5,
所以 Δ=b2 – 4ac=42– 4×2×(–5)=56>0.
方程有两个不相等的实数根
x = = = ,
即 x1= –1+ ,x2= –1 – .
【选自教材第12页 练习】
1.一元二次方程 ax2+bx+c=0(a≠0)有两个相等的实数根,则 b2–4ac 满足的条件是( )
A. b2–4ac=0 B. b2–4ac>0 C. b2–4ac<0 D. b2–4ac≥0
A
2.利用求根公式求 -3x2+-8x= 0的根时,a,b,c 的值分别是( )
A. 3, , 8 B. -3, 8, C. -3, –8, D. 3, –8, –
C
当堂检测
3.一元二次方程 x2−5x+2=0的根的判别式的值是 ( )
A.33 B.23
C.17 D.
C
4.关于x的方程 2x2+mx=3的根的判别式的值 ( )
A.是正数 B.是负数
C.是0 D.无法确定
A
5.下列方程中,无实数根的是 ( )
A. x2−1=0 B. x2−2x+1=0
C. x2+x+1=0 D. x2+x−1=0
6.关于一元二次方程 x2−3x+1=0的根的情况,下列结论正确的是( )
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.无法判断根的情况
C
A
课堂小结
1.公式法:用求根公式解一元二次方程的方法
2.一元二次方程根的判别式 Δ= b2–4ac
当Δ>0时,方程有两个不等的实数根,x = 当Δ=0时,方程有两个相等的实数根,x1 = x2 = – ;
当Δ<0时,方程无实数根.
课堂小结
1.用配方法解下列方程:
(1)x2+10x+16=0;
(2)x2–x– = 0;
解:移项,得 x2+10x= –16.
配方,得x2+10x+52= –16+52,
(x+5)2=9.
由此可得 x+5=±3,
x1= –2,x2= –8.
解:移项,得 x2–x = .
配方,得x2–x+()2= + ()2,
(x – )2=1.
由此可得 x – =±1,
x1= ,x2= – .
课后分层作业--基础层
2.一个直角三角形的两条直角边的长相差 5,面积是 7,求斜边的长.
解:设这个直角三角形的较短直角边长为x,则较长直角边长为(x+5).
根据题意,得 x(x+5)=7,所以 x2+5x–14=0,
解得 x= – 7(不合题意,舍去),x=2. 当x=2时,x+5=7.
由勾股定理,得直角三角形斜边的长为==.
答:这个直角三角形斜边的长为.
课后分层作业--提升层
3.已知关于 x 的一元二次方程 mx2–(3m+2)x+2m+=0 (m≠0), 求证:方程有两个不相等的实数根.
证明: Δ=b2 – 4ac = [–(3m+2)]2– 4m(2m+)=9m2+12m+4 –8m2–10m =m2+2m+4=(m+1)2+3.
因为 (m+1)2≥0,所以(m+1)2+3>0,即 Δ>0.
所以方程有两个不相等的实数根.
课后分层作业--提升层
4. (1)因为 x3–8x2+19x–12=(x–1)(x–3)(x–4),所以 1,3,4 是一元三次方程 x3–8x2+19x–12=0 的三个根,计算1+3+4,1×3+3×4+4×1,1×3×4 的值,它们与一元三次方程 x3–8x2+19x–12=0 的系数有什么关系?
解:1+3+4=8,是该方程中二次项系数的绝对值;
1×3+3×4+4×1=19,是该方程中一次项系数的值;
1×3×4=12,是该方程中常数项的绝对值.
课后分层作业--拓展层
(2)如果一元三次方程 ax3+bx2+cx+d=0 有三个实数根 x1,x2,x3,那么 ax3+bx2+cx+d 可以化为 a(x–x1)(x–x2)(x–x3).由此你能发现根 x1,x2,x3 与一元三次方程的系数之间的关系吗?
解:因为 a(x–x1)(x–x2)(x–x3)
=ax3–a(x1+x2+x3)x2+a(x1x2+x2x3+x1x3)x–ax1x2x3
=ax3+bx2+cx+d,
所以 x1+x2+x3= – ,x1x2+x2x3+x1x3= ,x1x2x3= – .
$