内容正文:
25.2.1 直接开平方法
九年级数学 · 导学案配套课件
学习目标
【知识目标】
理解直接开平方法的原理,掌握其解题步骤
能判断方程 x² = p 在不同情况下解的情况
【能力目标】
能用直接开平方法解形如 (mx+n)² = p 的方程
能根据实际问题列方程并用直接开平方法求解
【情感目标】
体会整体代换和降次的数学思想
培养严谨的分类讨论意识
一、课前预习
【平方根回顾】
x² = 36 → x = ±6
x² = 0 → x = 0
x² = -9 → 无实数根(负数没有平方根)
【方程求解】
x² = 25 → x = ±5
4x² = 1 → x² = 1/4 → x = ±1/2
【完全平方公式】
(x + 3)² = x² + 6x + 9
x² + 8x + 16 = (x + 4)²
一、课前预习
【思考】方程 (x - 1)² = 4 如何求解?
类比平方根定义:x - 1 = ±2 → x = 3 或 x = -1
探究一:直接开平方法的原理
【解方程 x² = 9】
根据 平方根 的定义,得 x = ±3
所以 x₁ = 3,x₂ = -3
【归纳:方程 x² = p 的解的情况】
★ 当 p > 0 时,方程有两个不相等的实数根:x = ±√p
★ 当 p = 0 时,方程有两个相等的实数根:x₁ = x₂ = 0
★ 当 p < 0 时,方程没有实数根
【定义】
利用平方根的定义,通过直接开平方来求解一元二次方程的方法,
叫做 直接开平方法。
探究二:解形如 (mx+n)² = p 的方程
【例】解方程 (x + 3)² = 5
把 x + 3 看作一个整体,开平方得 x + 3 = ±√5
即 x + 3 = √5 或 x + 3 = -√5
解得 x₁ = -3 + √5,x₂ = -3 - √5
【特殊情况】
(2x - 1)² = 0 的解是 x₁ = x₂ = 1/2
发现:p = 0 时,方程有两个相等的实数根
【无解情况】
(x + 5)² = -3 没有实数根
理由:任何实数的平方都大于或等于0,不可能等于负数
探究三:例题详解
【例1】解方程 9(x - 2)² - 16 = 0
移项:9(x - 2)² = 16
系数化为1:(x - 2)² = 16/9
开平方:x - 2 = ±4/3
得 x - 2 = 4/3 或 x - 2 = -4/3
∴ x₁ = 10/3,x₂ = 2/3
探究三:例题详解
【例2】解方程 x² + 6x + 9 = 5
左边可写为 (x + 3)²
原方程化为 (x + 3)² = 5
开平方得 x + 3 = ±√5
解得 x₁ = -3 + √5,x₂ = -3 - √5
方法总结:直接开平方法的步骤
【解题三步法】
第一步:将方程化为 (mx + n)² = p 的形式
第二步:判断 p 的符号
· 若 p > 0,则直接开平方
· 若 p = 0,则有两个相等实根
· 若 p < 0,则方程无实数根
第三步:开平方得到两个一元一次方程,分别求解
★ 关键思想:整体代换 + 降次(二次→一次)
三、当堂检测
【1】方程 x² = 4 的解是( C )
A. x=2 B. x=-2 C. x₁=2, x₂=-2 D. x=16
【2】方程 (x - 1)² = 9 的解是( C )
A. x=4 B. x=-2 C. x₁=4, x₂=-2 D. x₁=10, x₂=-8
【3】方程 4(x + 3)² = 36 的解是
(x+3)² = 9 → x+3 = ±3 → x₁ = 0, x₂ = -6
三、当堂检测
【4】方程 x² + 2x + 1 = 4 的解是
(x+1)² = 4 → x+1 = ±2 → x₁ = 1, x₂ = -3
【5】当k为何值时,(x - 2)² = k - 1 有实数根?
解:k - 1 ≥ 0,即 k ≥ 1
四、课后作业 — A组 基础巩固
【A1】用直接开平方法解下列方程:
(1) x² = 81 → x = ±9
(2) 2x² - 32 = 0 → x² = 16 → x = ±4
(3) (x + 1)² = 16 → x + 1 = ±4 → x₁=3, x₂=-5
(4) 3(x - 2)² = 27 → (x-2)² = 9 → x₁=5, x₂=-1
【A2】解方程 x² - 4x + 4 = 9
(x - 2)² = 9 → x - 2 = ±3 → x₁ = 5, x₂ = -1
四、课后作业 — A组 基础巩固
【A3】应用题
设原正方形边长为x cm,列方程:(x + 2)² = 49
x + 2 = ±7 → x = 5 或 x = -9(舍去负值)
答:原正方形边长为 5 cm
四、课后作业 — B组 能力提升
【B1】解方程 (2x - 3)² = (x + 1)²
开平方得 2x - 3 = ±(x + 1)
情况①:2x - 3 = x + 1 → x = 4
情况②:2x - 3 = -(x + 1) → 3x = 2 → x = 2/3
∴ x₁ = 4,x₂ = 2/3
【B2】方程 (x + m)² = n 的根的情况
有两个不相等的实数根 → n > 0
有两个相等的实数根 → n = 0
四、课后作业 — B组 能力提升
【B3】构造方程
根为 x=1 和 x=-5,则 x-1=0 和 x+5=0
逆推:(x + 2)² = 9 即 x² + 4x + 4 = 9 → x² + 4x - 5 = 0
四、课后作业 — C组 拓展探究
【C1】解方程 (x² + 2x)² = 16
先开平方降次:x² + 2x = ±4
得到两个一元二次方程:
① x² + 2x = 4 → x² + 2x - 4 = 0
② x² + 2x = -4 → x² + 2x + 4 = 0(无实根)
发现:通过开平方实现降次,高次方程可逐步化简
四、课后作业 — C组 拓展探究
【C2】方程 ax² = c(a ≠ 0)的实根讨论
若 a 和 c 异号,方程 一定 没有实数根
理由:x² = c/a,异号相除为负,负数没有平方根
举例:2x² = -8 → x² = -4,无实数根
五、课堂小结
【核心知识】
★ 直接开平方法:利用平方根定义,将二次方程降为一次方程
★ 适用形式:(mx + n)² = p
★ 解的情况:p>0两不等根,p=0两相等根,p<0无实根
【易错提醒】
⚠ 开平方时容易漏掉负根,必须写 ±√p
⚠ 系数化为1时不要算错
⚠ 实际问题中要注意检验解的合理性(舍去负值等)
【数学思想】
整体代换思想:把 mx+n 看作整体 降次转化思想:二次 → 一次
分类讨论思想:根据 p 的符号分类
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