内容正文:
第二章 一元二次方程
第1课 认识一元二次方程
新版北师大数学九年级上册数学
第1课时 一元二次方程的概念
学习目标
1.通过解决酒店铺地毯、景区门票编号、消防梯子滑动三个实际问题,经历列方程表示等量关系的过程,体会一元二次方程的现实意义.
2.通过观察、对比、归纳所列方程的共同特征,抽象出一元二次方程的概念,能识别一元二次方程并确定其各项及系数.
3.通过将实际问题转化为数学方程的过程,提升数学建模能力,感受“生活-数学-生活”的转化思想.
情境启航
问题构建
协作破冰
教师示范
巩固拓展
当堂检测
反思总结
作业设计
目录
情境启航
回顾一元一次方程、二元一次方程、分式方程的学习过程,一般的研究路径是怎样的?
情境
概念
解法
应用
拓展
问题构建
同学们,国庆假期小明一家计划去洛阳旅游.在准备和游玩的过程中,他们遇到了几个有趣的数学问题,今天我们就一起用数学知识来帮助他们解决这些问题.
问题1:小明妈妈预订了一间长方形的酒店房间,长8米,宽5米.这个房间的周长是多少?面积是多少?
周长=(8+5)×2=26米;面积=8×5=40平方米
问题2:小明爸爸开车从郑州到洛阳,全程约 140千米,计划2小时到达.如果设平均车速为x千米/小时,你能列出方程吗?这是什么方程?
2x=140;这是一元一次方程,只含有一个未知数,未知数的最高次数是1的整式方程.
问题构建
故事片段1:酒店房间铺地毯小明妈妈觉得酒店房间的地板太凉,想在房间正中间铺一块地毯,让大家光脚玩耍.
问题3:房间长8米,宽5米,要在正中间铺一块面积为18平方米的地毯,四周留出宽度相同的条形区域.如果设这个宽度为x米,那么地毯的长和宽分别是多少米?
地毯的长为(8-2x)米,宽为(5-2x)米
追问:根据“地毯面积为18平方米”这个数据,你能列出方程吗?
(8-2x)(5-2x)=18
问题构建
故事片段2:景区门票编号
第二天,小明一家去龙门石窟游玩.他们买了5张连号的门票,小明发现了一个有趣的现象.
问题4:如果把这5个连续整数中的第一个数设为x,那么其余四个数分别怎么表示?
x+1,x+2,x+3,x+4
追问:小明发现前三个数的平方和等于后两个数的平方和.根据这个等量关系,你能列出方程吗?
x²+(x+1)²+(x+2)²=(x+3)²+(x+4)²
问题构建
故事片段3:景区消防演练
在景区游玩时,正好遇到消防队员进行安全演练.一架长10米的梯子斜靠在墙上
问题5:梯子顶端到地面的垂直距离为8米,你能计算出滑动前梯子底端到墙的距离吗?
设梯子底端到墙的距离为y米,则y²+8²=10²,解得y=6米
追问1:如果梯子顶端下滑1米,设梯子底端滑动x米,那么滑动后梯子底端到墙的距离是多少米?梯子顶端到地面的距离是多少米?
滑动后梯子底端到墙的距离为(6+x)米,梯子顶端到地面的距离为7米
追问2:梯子的长度不变,仍然是10米.根据勾股定理,你能列出方程吗?
(6+x)²+7²=10²
问题构建
问题6:我们刚才列出了三个方程:
①(8-2x)(5-2x)=18②x²+(x+1)²+(x+2)²=(x+3)²+(x+4)²③(6+x)²+7²=10²
请把这三个方程整理成左边是多项式,右边是0的形式.
①4x²-26x+22=0②x²-8x-20=0③x²+12x-15=0
追问1:观察这三个整理后的方程,它们有什么共同特点?(从未知数的个数、未知数的最高次数、方程的类型三个方面思考)
①都只含有一个未知数x
②未知数的最高次数都是2
③都是整式方程
问题构建
追问2:对比我们之前学过的一元一次方程,这些新方程有什么不同?
一元一次方程未知数的最高次数是1,而这些新方程未知数的最高次数是2.
追问3:根据这些共同特点,你能给这类方程起个名字吗?
一元二次方程.只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的整式方程叫做一元二次方程.
追问4:一元二次方程的一般形式是什么?其中各部分的名称分别是什么?
一般形式是ax²+bx+c=0(a,b,c 为常数,a≠0).其中ax²是二次项,a是二次项系数;bx是一次项,b是一次项系数;c是常数项.
协作破冰
追问5:为什么一般形式中要规定a≠0?
如果a=0,那么方程就变成了bx+c=0,这是一元一次方程,不再是一元二次方程了.
例:判断下列方程是不是一元二次方程,并说明理由
x²+5x=0
3x²=4
2x(x-1)=2x²+3
x²+=2
x³+2x=1
(1)是,符合一元二次方程的定义
(2)是,符合一元二次方程的定义
(3)不是,整理后为-2x-3=0,是一元一次方程(4)不是,是分式方程,不是整式方程
(5)不是,未知数的最高次数是3
协作破冰
问题7:将一元二次方程3x (x-1)=2(x+2)-4化成一般形式,并写出它的二次项系数、一次项系数和常数项.
一般形式:3x²-5x=0
二次项系数:3,一次项系数-5,常数项0
故事片段四:返程途中的数学思考(回归生活+拓展探究)
小明一家结束了愉快的洛阳之旅,在返程的车上,他们还在回味着旅途中遇到的数学问题.爸爸提议,我们来做几个数学小游戏,看看谁能最快列出方程
问题8:我们先来解决酒店铺地毯的问题.刚才我们列出了方程 (8-2x)(5-2x)=18,现在请大家把它化成一元二次方程的一般形式,并指出各项系数?
展开得:40-16x-10x+4x²=18
整理得:4x²-26x+22=0二次项系数:4,一次项系数:-26,常数项:22
教师示范
问题9:再来看看景区门票编号的问题.我们列出的方程是 x²+(x+1)²+(x+2)²=(x+3)²+(x+4)²,请把它化成一般形式,并指出各项系数
展开得:x²+x²+2x+1+x²+4x+4=x²+6x+9+x²+8x+16
合并同类项得:3x²+6x+5=2x²+14x+25
整理得:x²-8x-20=0
二次项系数:1,一次项系数:-8,常数项:-20
问题10:最后是消防梯子滑动的问题.我们列出的方程是 (6+x)²+7²=10²,请把它化成一般形式.并指出各项系数.
展开得:36+12x+x²+49=100
整理得:x²+12x-15=0
二次项系数:1,一次项系数:12,常数项:-15
教师示范
问题11:小明说:“我发现这三个方程的二次项系数都是正数.”妈妈问:一元二次方程的二次项系数一定是正数吗?请你判断小明的说法是否正确,并举例说明.
小明的说法不正确.例如方程-2x²+3x-1=0 也是一元二次方程,它的二次项系数是-2,是负数.我们通常会把二次项系数化为正数,但这不是必须的.
追问:爸爸又问:“如果方程(m-1)x²+3x-2=0 是关于x的一元二次方程,那么m的取值范围是什么?”
根据一元二次方程的定义,二次项系数不能为0,所以m-1≠0,即m≠1
巩固拓展
问题12:小明看到路边有一个长方形的广告牌,长比宽多2米,面积是24 平方米.请你设出适当的未知数,列出一元二次方程,并化成一般形式.
设广告牌的宽为x米,则长为(x+2)米.
根据题意列方程得:x(x+2)=24
整理得:x²+2x-24=0
问题13:妈妈说:"我们已经会列一元二次方程了,那这些方程有解吗?比如x²-8x-20=0,你能猜出它的一个解吗?" 请你尝试代入一些整数,看看哪些数能使方程左右两边相等
当x=10时,左边=10²-8×10-20=100-80-20=0右边,
所以x=10是方程的一个解.
当x=-2时,左边=(-2)²-8×(-2)-20=4+16-20=0=右边,
所以x=-2也是方程的一个解
巩固拓展
问题14:爸爸接着问:"一元一次方程只有一个解,那一元二次方程会有几个解呢?是不是所有的一元二次方程都有两个解?" 请大家思考一下这个问题,我们下节课将专门学习如何解一元二次方程。
一元二次方程可能有两个解,也可能有一个解,还可能没有实数解.这是我们下节课要探究的内容
今天我们帮助小明一家解决了旅途中遇到的三个数学问题
①通过列方程、观察、归纳,得出了一元二次方程的概念
②我们知道了一元二次方程是只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的整式方程,它的一般形式是ax²+bx+c=0(a≠0).
数学来源于生活,又服务于生活,希望大家在今后的生活中能够善于发现数学问题,并用我们所学的数学知识去解决它们!
当堂检测
下列方程中,是一元二次方程的是( )
2x+1=0
y²+x=1
x²+1=0
D. +x²=1
C
你能说出其他几个方程的名称吗?
当堂检测
2. 填空题一元二次方程 2x²-3x=5的一般形式是 ________ ,其中二次项系数是________,一次项系数是________,常数项是________.
2x²-3x-5=0
2
-3
-5
要得到一个一元二次方程的一般形式,有时候需要化简,通常二次项系数优先正系数.
当堂检测
3. 一个正方形的边长增加3cm,它的面积就增加39cm²,求这个正方形原来的边长.(只列方程,不求解)
解:设这个正方形原来的边长为xcm,
根据题意列方程得:(x+3)²-x²=39
对以上方程进行化简,要用到哪些旧知识?化简后的结果是什么方程?
当堂检测
4. 将方程 (x+2)(x-3)=1化成一元二次方程的一般形式,并指出它的二次项系数、一次项系数和常数项.
展开左边得:x²-3x+2x-6=1
整理得:x²-x-7=0
二次项系数:1,
一次项系数:-1,
常数项:-7
反思总结
1.本节课我们学习了什么是一元二次方程,它与一元一次方程的本质区别是什么?
2.列一元二次方程解决实际问题的关键是什么?我们经历了怎样的过程?
3.你能举出生活中可以用一元二次方程解决的其他例子吗?
作业设计
一、基础巩固作业:
课本第32页 第1,2题
二、素养类作业
查阅一元二次方程发现历史,并和同学们分享.
作业要求:书写规范、图形标准、按时上交、及时订错.
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