内容正文:
1.4 用一元二次方程解决问题(1)
教学目标
知识目标:能分析矩形面积类实际问题中的等量关系,列出并求解一元二次方程,结合实际检验并取舍方程的根.
思维目标:经历将几何实际问题转化为一元二次方程模型的过程,借助数形结合与判别式分析问题,发展逻辑推理与建模思维.
素养目标:在运用一元二次方程解决生活几何问题的过程中,提升数学建模、运算能力,增强数学应用意识.
教学重点:找准几何面积问题中的等量关系,列一元二次方程求解并检验解的实际意义.
教学难点:准确用代数式表示图形变化后的边长,运用根的判别式判断实际问题解是否存在.
教学设计
一、情境创设
1.列方程解应用题的一般步骤是什么?
2.在劳动实践中,九年级(1)班想用长22 m的篱笆围成面积是30 m²的矩形菜园,九年级( 2 )班想用同样长的篱笆围成面积是32 m²的矩形菜园,他们可以做到吗?
二、知识建构
探究活动一
设篱笆围成的矩形的一边为xm, 则邻边为 m.
若要围成面积是30 m² 的矩形菜园,则 ,
即 .
解这个方程,得
;
当一边为5m 时,邻边为11—5=6(m );
当一边为6 m 时,邻 边为11—6=5(m).
所以可以围成面积是30m² 的矩形菜园.
若要围成面积是32 m² 的矩形菜园,则
探究活动二
列一元二次方程解决实际问题需要注意什么?
三、例题教学
如图1-3,要在一幅长80 cm, 宽 50 cm 的矩形风景画的四周镶一条等宽的金色纸边,制成一幅矩形挂图,如果要使整个挂图的面积为5400cm², 金色纸边的宽应为多少厘米?
分析:问题中的等量关系:
解:设纸边的宽为xcm, 则挂图的长为 cm, 宽为 cm. 根据题意,得
四、巩固训练
1.一个长方形广场的面积是600 m² .如果它的长减10m, 那么就成为正方形广场,求该长方形广场的长和宽.
2. 有一块长方形硬纸板,长31 cm, 宽18 cm,在四个角都剪去相 同的小正方形,折起来做成一个无盖的盒子,使盒子的底面积是300 cm² . 求盒子的高.
五、课堂小结
通过本节课的学习你有哪些收获?
六、课后作业设计
1. 一个两位数的两个数字的和为9,把这个两位数的个位数字与十位数字互换得到一个新的两位数,它与原两位数的积为1458.求原两位数.
2. 如图,一段水管内壁均匀地形成一层厚3 mm 的矿物沉淀物,导致水管过水的横截面面积减少到原来的. 求该水管原来的内径.
3. 如图,在长40m 、宽22m 的矩形地面内, 修筑两条同样宽且互相垂直的道路,余下的地面铺上草坪.要使草坪的面积达到760 m², 道路的宽应为多少?
4. 把一根长80 cm 的绳子剪成两段,并把每一 段绳子围成一个正方形.
(1)要使这两个正方形的面积的和等于200 cm², 应该怎样剪?
(2)这两个正方形面积的和可能等于488 cm² 吗?
课后作业参考答案
1.解:设原两位数十位数字为 x,则个位数字为 9−x
原两位数:10x+(9−x)=9x+9
新两位数:10 (9−x)+x=90−9x
根据题意列方程:
(9x+9)(90−9x)=1458
提取公因数:9 (x+1)×9 (10−x)=1458
81×(x+1)(10−x)=1458
(x+1)(10−x)=18
整理:-x²+9x+10=18
x²−9x+8=0
因式分解:(x−1)(x−8)=0
解得 x₁=1,x₂=8
当 x=1 时,原两位数为 18;
当 x=8 时,原两位数为 81。
答:原两位数为 18 或 81。
2.解:设水管原来内径为 2r mm,则原来半径为 r mm,
沉淀物厚度 3 mm,所以现在水管内半径为 (r−3) mm。
圆面积公式 S=πR²,根据题意:
π(r−3)² = (4/9)πr²
两边同时除以 π:
(r−3)² = (4/9) r²
开平方得:r−3 = ±(2/3) r
① 取正号:
r − 3 = (2/3) r
r − (2/3) r = 3
(1/3) r = 3
r = 9
② 取负号:
r − 3 = −(2/3) r
r + (2/3) r = 3
(5/3) r = 3
r = 9/5 = 1.8
此时 r−3=1.8−3=−1.2,半径不能为负数,舍去。
所以原半径 r=9 mm,
原来内径 = 2r=2×9=18 mm。
答:水管原来的内径为 18 毫米。
3.解:设道路宽度为 x 米
平移草坪,可拼成一个长 (40−x) m、宽 (22−x) m 的矩形
列方程:
(40−x)(22−x)=760
展开:880−62x+x²=760
整理得:x²−62x+120=0
因式分解:(x−2)(x−60)=0
解得 x₁=2,x₂=60
∵矩形长 40、宽 22,x=60 不符合实际,舍去
∴x=2
答:道路宽度应为 2 米。
4.设其中一段绳子长为 x cm,则另一段长为 (80−x) cm
两个正方形边长分别为 x/4 cm 、(80−x)/4 cm
(1) 面积和等于 200 cm²
(x/4)² + [(80−x)/4]² = 200
两边同乘 16:
x² + (80−x)² = 3200
x² + 6400 −160x +x² = 3200
2x²−160x+3200=0
化简:x²−80x+1600=0
(x−40)²=0
x=40
两段都是 40 cm
答:将绳子从中间剪开,分成两段各 40 厘米。
(2) 面积和能否等于 488 cm²
列方程:
(x/4)² + [(80−x)/4]² = 488
两边乘 16:
x²+(80−x)²=7808
2x²−160x+6400=7808
2x²−160x−1408=0
化简:x²−80x−704=0
计算判别式 Δ=(-80)²−4×1×(-704)=6400+2816=9216
又=96
∴x=(80±96)/2
x₁=(80+96)/2=88,x₂=(80−96)/2=−8
绳子总长只有 80cm,长度不能为 88cm 和负数,均不符合实际。
答:两个正方形面积的和不可能等于 488 cm²。
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