内容正文:
25.2 一元二次方程的解法
公式法
学习目标
1. 了解求根公式的推导过程;(难点)
2. 掌握用公式法解一元二次方程;(重点)
3. 会用判别式判断一元二次方程的根的情况.
温故知新
1.用配方法解一元二次方程的一般步骤:
一移 → 二化 → 三配→ 四开→ 五解
知识回顾
2.用配方法解下列方程:4x2-6x-1=0.
解: 移项,得4x2-6x=1,
二次项系数化为1,得
配方,得 即 ,
你能用配方法解方程 ax2+bx+c=0(a≠0) 吗?
解:移项,得ax2+bx=-c.
二次项系数化为1,得
配方,得
即
课堂导入
这里可以直接开平方吗?为什么?
因为a≠0,所以4a2>0.式子b2-4ac的值有以下三种情况:
方程有两个不相等的实数根.
(1)
这里用到了
这里用到了 ,与前面的±运算后,结果还是±.
方程有两个相等的实数根.
(2)
因为a≠0,所以4a2>0. 式子b2-4ac的值有以下三种情况:
方程无实数根.
(3)
由上可知,只有当b2-4ac≥0时,方程才有实数根.即 b2-4ac的值决定一元二次方程根的情况.
一般地,式子 b2−4ac 叫做一元二次方程 ax2+bx+c=0 根的判别式,通常用希腊字母“Δ”表示它,
即 Δ=b2−4ac.
知识点
新知探究
一元二次方程 ax2+bx+c=0(a≠0) 的根的情况
当 Δ > 0 时,方程有两个不相等的实数根;
当 Δ=0 时,方程有两个相等的实数根;
当 Δ < 0 时,方程无实数根.
上面结论反过来也成立.即当一元二次方程有两个不相等的实数根时,Δ > 0;当一元二次方程有两个相等的实数根时,Δ=0;当一元二次方程没有实数根时,Δ < 0.
解:(1)a=1,b=-4, c=-5,
Δ=16+20=36>0.
有两个不相等的实数根
例1 不解方程,判断下列一元二次方程根的情况.
(1)x2-4x-5=0; (2)2x2+3x+5=0; (3)4x2=4x-1
(2)a=2,b=3,c=5,
Δ=9-40=-31<0.
无实数根
(3)化一般式得
4x2-4x+1=0;
a=4,b=-4,c=1,
Δ=16-16=0.
有两个相等实数根
新知探究
跟踪训练
不解方程,判定下列方程根的情况:
学以致用
一化:化一般式,确保二次项系数为正;
二找:找a,b,c,确定其值,注意带前面的符号;
三算:算b2-4ac的值,判断符号;
四判:判断方程根的情况.
利用判别式判断方程根的情况的一般步骤:
例3 若关于 x 的一元二次方程 x2 + 8x + q = 0 有两个不等的实数根,则 q 的取值范围是 ( )
A. q≤4 B. q≥4
C. q<16 D. q>16
C
解析:方程有两个不等的实数根,根据根的判别式,则Δ= b2 − 4ac>0,即 82 − 4q>0. 解得 q<16,故选 C.
典例精析
【变式题】二次项系数含字母
若关于 x 的一元二次方程 kx2 − 2x − 1 = 0 有两个不等的实数根,则 k 的取值范围是 ( )
A. k > −1 B. k > −1 且 k≠0
C. k < 1 D. k < 1 且 k≠0
B
(-2)2 + 4k > 0
当一元二次方程二次项系数是字母时,一定要注意二次项系数不为 0,再根据“Δ”求字母的取值范围.
归纳
方程有两个不等的实数根
分析:
二次项系数不为 0
k≠0
k > −1 且 k≠0
【变式题】删除限制条件“二次”
若关于 x 的方程 kx2 − 2x −1 = 0 有实数根,则 k 的取值范围是( )
A. k≥ −1 B. k≥ −1且 k≠0
C. k < 1 D. k < 1 且 k≠0
分析:
分类讨论
k = 0
k≠0
原方程变形为 −2x − 1 = 0,有实数根
Δ= 4 + 4k≥0
k≥−1
A
注意:用公式法解一元二次方程时,首先要将方程化为一般式,然后当Δ= b2 - 4ac≥0 时,才可以用求根公式.
用求根公式解一元二次方程的方法叫做公式法.
用公式法解方程
三
由上可知,当 Δ≥0 时,方程 ax2 + bx + c = 0 (a≠0)的实数根可写为 的形式,这个式子叫做一元二次方程 ax2 + bx + c = 0 的求根公式.
±
-
视频:求根公式的趣味记忆
例4 用公式法解下列方程:
典例精析
(1) x2 − 4x − 7 = 0;
方程有两个不等的实数根
解:a = 1,b = −4,c = −7.
Δ= b2-4ac = (−4)2-4×1×(−7) = 44>0.
即
-
±
方程有两个相等的实数根
(2) 2x2 − x + 1 = 0;
解:a = 2,b = − ,c = 1.
Δ= b2-4ac = (− )2-4×2×1 = 0.
-
±
x1 = x2
(3) 5x2-3x = x + 1;
方程有两个不等的实数根
即
a = 5,b = -4,c = -1.
Δ= b2-4ac = (-4)2-4×5×(-1) = 36>0.
解:方程化为 5x2-4x-1 = 0.
-
±
(4) x2 + 17 = 8x.
方程没有实数根.
a = 1,b = −8,c = 17.
Δ= b2 − 4ac = (−8)2 − 4×1×17 = −4<0.
解:方程化为 x2-8x + 17 = 0.
-
±
要点归纳
公式法解方程的步骤
1. 化:化已知方程为一般形式;
2. 定:确定各项系数a,b,c的值;
3. 求:求Δ=b2 − 4ac 的值;
4. 判:若Δ= b2 − 4ac≥0,则方程有实数根;
若 b2 − 4ac<0,则方程没有实数根.
5. 代:将a,b,c的值代入求根公式,写出方程的根.
1. 解方程:(x - 2) (1 - 3x) = 6.
解:化为一般式,得 3x2 - 7x + 8 = 0,
a = 3,b = -7,c = 8,
∴Δ= b2 - 4ac = (-7 )2 – 4×3×8 = 49–96
= - 47 < 0,
∴ 原方程没有实数根.
当堂练习
2. 解方程:2x2 - x + 3 = 0.
解: a = 2,b = − ,c = 3 .
∴Δ= b2 - 4ac = 27 - 4×2×3 = 3 > 0 ,
3. (1) 关于 x 的一元二次方程 有两个实根,则
m 的取值范围是 .
(2) 若关于 x 的一元二次方程 (m − 1)x2 − 2mx + m = 2 有实数根.求 m 的取值范围.
解:化为一般式,得 (m − 1)x2 − 2mx + m − 2 = 0.
Δ= 4m2 − 4(m − 1)(m − 2)≥0,且 m − 1≠0.
解得
且 m≠1.
4. 不解方程,判断关于 x 的方程
的根的情况.
解:
∴ 原方程有两个实数根.
Δ=( k )2 − 4×1×k2 = 4k2.
∵ k2≥0,
∴ 4k2≥0,
即Δ≥0.
能力提升:在等腰△ABC 中,三边长分别为 a,b,c,其中 a = 5,若关于 x 的方程 x2 + (b + 2)x + 6 - b = 0 有两个相等的实数根,求△ABC 的周长.
解:∵关于 x 的方程 x2 + (b + 2)x + 6 − b = 0 有两个相等的
实数根,
∴Δ= (b + 2)2 − 4(6 − b) = b2 + 8b − 20 = 0.
解得 b1= −10(舍去),b2 = 2.
由三角形的三边关系,得 c = 5,
∴△ABC 的三边长为 5,2,5,其周长为 5 + 2 + 5 = 12.
课堂小结
公式法
求根公式
步骤
一化(一般形式);
二定(系数值);
三求(求 b2 - 4ac 的值);
四判(方程根的情况);
五代(代求根公式计算)
务必将方程
化为一般形式
判断一元二次方程 ax2 + bx + c = 0 (a ≠ 0)根情况的方法:
Δ=b2 − 4ac > 0
Δ=b2 − 4ac = 0
Δ=b2 − 4ac< 0
有两个不等的实数根
有两个相等的实数根
没有实数根
$