内容正文:
华师版 九年级 数学(上)
第21章 一元二次方程
21.2.2 配方法
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1.了解配方法的概念,理解“配方法”解一元二次方程的基本思想.
2.能熟练运用配方法解一元二次方程,解决最值等问题.
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情景导入
1.解下列方程:
(1)2x2=8 ;
(2)(x+3)2-25=0;
(3)9x2+6x+1=4.
解一解!
解:(1)x1=2, x2=−2.
(2)x1=2, x2=−8.
(3)x1= , x2=−1.
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1.观察以下三个方程的特征,并解方程:
上述解方程中用到
了什么方法?它的
特点是什么?
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知识模块一 用配方法解二次项系数为1的一元二次方程
自学互研
例1 解方程:x2 + 2x = 5.
要用直接开平方法求解,首先希望能将方程化为
( )2 = a
的形式,那么,怎么实现呢?
思 考
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2.能利用直接开平方法求解的一元二次方程具有什么特征?
形如:x2=p(p ≥0)或(x+n)2=p (p ≥0)
3.填一填,并说说填写的依据.
1
1
16
4
(1) a2+2ab+b2=( )2;
(2) a2-2ab+b2=( )2.
a+b
a-b
完全平方公式:
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回想两数和的平方公式,有
a2 + 2ab + b2
= (a + b)2.
为此,通常设法在方程两边都加上一个适当的数,使左边配成一个含有未知数的完全平方式(右边是一个常数).
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解 原方程两边都加上 1 ,得
x2 + 2x + 1 = 6.
即 (x + 1)2 = 6.
直接开平方,得
x + 1 =± .
所以 x =-1±
即 x1 =-1+ ,x2 =-1- .
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例1 解方程:
x2 + 2x = 5.
一、配方法的概念及解法
解:原方程两边都加上 1,得
x2 + 2x + 1 = 6,
即 (x + 1)2 = 6.
直接开平方,得
所以
即
显然需要将方程化为(x+n)2=p (p ≥0)的形式,怎么实现呢?
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定义:通过方程的简单变形,将左边配成一个含有未知数的完全平方式,右边是一个非负常数,从而可以直接开平方求解. 这种解一元二次方程的方法叫做配方法.
x2 + 2x = 5
配方
(x + 1)2 = 6
开方
得根
基本思路:把方程化为 ( x + n )2 = p 的形式,将一元二次方程降次,转化为一元一次方程求解.
注意:配方时,方程两边同时加上的是一次项系数一半的平方.
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概括
通过方程的简单变形,将左边配成一个含有未知数的完全平方式,右边是一个非负常数,从而可以直接开平方求解.这种解一元二次方程的方法叫配方法.
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例2 用配方法解方程:
(1) x2-4x + 1 = 0;
解: (1) 原方程可化为
x2 - 4x = -1.
配方 (两边同时加上 4 ),得
x2 - 2·x·2+22 = -1 + 22,
即 ( x - 2 )2 = 3.
直接开平方,得 x - 2 =
所以
左边配上什么数能
成为完全平方式?说说
你的思路.
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配方,得
两边同除以 4,得
(2) 4x2 - 12x - 1 = 0.
解:(2) 移项,得 4x2 - 12x = 1.
直接开平方,得
所以
左边配上什么数能成为完全
平方?
二次项系数不为1,直接配方比较麻烦,接下来怎么做呢?
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自
探
主
究
模仿教材P26例4内容,并模仿解方程x2-8x+1=0.
解 移项,得 x2 -8x = - 1.
配方,两边加上一次项系数一半的平方,得
x2 -8x+16 = - 1 +16.
所以 (x - 42) =15
直接开平方,得x - 4 =± .
所以 x = 4 ±
即 x1 = 4 + ,x2 = 4 - .
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用配方法解一元二次方程有哪些步骤?
(1)移项:把常数项移到方程的右边;
(2)配方:方程两边都加上一次项系数一半的平方;
(3)开方:根据平方根的意义,方程两边开平方;
(4)求解:解一元一次方程;
(5)写解:写出原方程的解.
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用配方法解一元二次方程的一般步骤:
(1)移项: 把常数项移到方程的右边(移项需注意改变符号);
(2)二次项系数化为1:方程两边同时除以二次项系数;
(3)配方:方程两边都加上一次项系数一半的平方;
(4)变形: 方程化成 (x + n)2 = p(p≥0)形式;
(5)开方求解:开平方求得方程的根.
ax2+bx+c=0→(x+n)2=p (p ≥0)
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思考
题(2)中,注意到 4x2 = (2x)2 ,方程移项后可以写成
(2x)2 – 2·2x·3 = 1,
可以怎样配方?试一试,并完成解答.
(2x)2 – 2·2x·3 + 32 = 1 + 32
(2x – 3)2 = 10
直接开平方,得2x – 3=±.
所以 x1=+,x2=-.
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解:
,
试一试:
若将一元二次方程看成是,能否进行配方?你能继续往下解吗?
方法归纳:注意完全平方公式的灵活运用,找到顺藤摸瓜去找b,然后两边同时加b²,就能完成配方的过程.
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用配方法解关于x方程:
x2 + px + q = 0(p2 – 4q ≥ 0).
试一试
解 配方,得 x2 + 2· · x +( )2=+ ( )2,
即 (x + )2 = ,
直接开平方,得 x + =±.
所以 x1= - +,x2=-.
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1.解下列方程:
(1) x2 - 8x + 1 = 0; (2) 2x2 + 1 = 3x
解:移项,得
x2 - 8x = -1,
由此可得
配方,得
x2 - 8x + 42 = -1 + 42,
( x - 4)2 = 15
即
(3) 3x2 - 6x + 4 = 0
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配方,得
由此可得
二次项系数化为 1,得
解:移项,得
2x2 - 3x = -1,
即
(2) 2x2 + 1 = 3x
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变例:解下列方程:
(1)x2-4x+2=0; (2)x2+17=8x.
解:(1)原方程可化为x2-4x=-2.
合
探
作
究
配方(两边都加上4),得x2-2·x·2+22=-2+22,
即(x-2)2=2.
直接开平方,得x-2=±.
∴x1=2+,x2=2-.
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(2)移项,得x2-8x=-17.
配方(两边都加上16),得
x2-2·x·4+42=-17+42,即(x-4)2=-1.
任何实数的平方都不可能为负数,
所以此方程无实数解.
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配方,得
解:移项,得
二次项系数化为 1,得
即
因为实数的平方不会是负数,所以 x 取任何实数时,上式都不成立,所以原方程无实数根.
(3) 3x2 - 6x + 4 = 0
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一般地,如果一个一元二次方程通过配方转化成 ( x + n )2 = p.
①当 p > 0 时,则 ,方程的两个根为
②当 p = 0 时,则 ( x + n )2 = 0,开平方得方程有两个相等的实数根 x1 = x2 = -n.
③当 p < 0 时,则方程 (x + n)2 = p 无实数根.
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知识模块二 用配方法解二次系数不为1的一元二次方程
自学互研
运用配方法解一元二次方程,一定要配成完全平方式,为了简便,在用配方法解二次项系数不为1的一元二次方程时,通常是先让方程的各项除以二次项系数,即把这类方程转化为例4中的方程类型.
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二、配方法的应用
例3 试用配方法说明:不论 k 取何实数,多项式 k2 - 2k + 4 的值必定大于零.
解:k2-4k + 4 = k2 - 2k + 1 + 3
= (k - 1)2+3
因为 (k - 1)2 ≥ 0,所以 (k - 1)2 + 3 ≥ 3.
所以 k2 - 2k + 4 的值必定大于零.
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课堂小结
用配方法解一元二次方程有哪些步骤?
(1)移项:把常数项移到方程的右边;
(2)配方:方程两边都加上一次项系数一半的平方;
(3)开方:根据平方根的意义,方程两边开平方;
(4)求解:解一元一次方程;
(5)写解:写出原方程的解.
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配方法
特别提醒:在使用配方法解方程之前先把方程化为x2+px+q=0的形式.
在方程两边都配上二次项系数一半的平方
一、移常数项;
二、配方[配上 ];
三、写成(x+n)2=p (p ≥0);
四、直接开平方;
五、解两个一元一次方程.
求代数式的最值或证明
方法
步骤
应用
基本思路
一元二次方程
两个一元一次方程
降次
直接开平方法
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