内容正文:
第二章 一元二次方程
第3课 一元二次方程根与系数的关系
新版北师大数学九年级上册数学
学习目标
1.通过对特殊一元二次方程因式分解与根的对比探究,经历从特殊到一般的推导过程,理解一元二次方程根与系数关系的本质.
2.通过对课本例题的规范解答与变式练习,掌握利用根与系数的关系求一元二次方程两根之和、两根之积的方法.
3.通过结合根的判别式解决实际问题,体会根与系数关系在简化计算、快速判断方程根的特征方面的应用价值.感受数学与现实生活的紧密联系,提升用数学知识解决实际问题的能力.
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
上节课我们学习了一元二次方程的三种解法(因式分解法、配方法、公式法),今天我们继续用数学知识解决校园里的实际问题.下周学校要举办 "爱心义卖" 活动,我们班准备销售手工书签和笔记本,班长小宇正在做销售预算.
学校义卖活动中,班长用一元二次方程计算销售额时,不需要解方程,如何快速知道两种商品的总销量和总销售额?
问题构建
问题1:小宇发现,如果每本笔记本定价5元,每天能卖出20本;每涨价1 元,销量就减少2本.要想每天销售额达到120元,设每本笔记本涨价x元,你能列出一元二次方程吗?
整理得x²-5x+10=0
单价×销售量=销售额
(5+x)(20-2x)=120
单价
销售量
5+x
20-2x
120
问题构建
有没有一种方法,不需要解方程,就能直接知道一元二次方程两根的和与积呢?这就是我们今天要探究的问题——一元二次方程根与系数的关系
问题2:我们先从简单的方程开始研究.解方程2x²-3x+1=0,它的两根x₁=x₂=1.请你把这个二次三项式分解因式,看看分解结果和根有什么关系?
可以发现,分解式中括号里的常数项就是方程根的相反数,前面还有一个系数2,正好是二次项系数.
2x²-3x+1=2(x-)(x-1).
二次项系数
方程的一个根的相反数
方程的另一个根的相反数
问题构建
问题3:再换两个方程试一试:
x²+7x+6=0,两根 x₁=-1,x₂=-6,分解因式得什么?
2x²-3x-2=0,两根 x₁=2,x₂=-,分解因式得什么?
x²+7x+6=(x+1)(x+6)=[x-(-1))(x-(-6)]
(2)2x²-3x-2=2(x-2)(x+)=2(x-2)[(x-())]
问题4:通过以上三个例子,你能猜想一下,对于任意一个有两个实数根的一元二次方程ax²+bx+c=0(a≠0),它的二次三项式可以怎样用根来表示吗?
ax²+bx+c=a(x-x₁)(x-x₂),其中x₁,x₂是方程的两个实数根.
问题构建
问题5:你能证明这个结论吗?
右边展开:a(x-x₁)(x-x₂)=a[x²-(x₁+x₂) x+x₁x₂]
=ax²-a(x₁+x₂)x+ax₁x₂
因为左边ax²+bx+c和右边是同一个多项式,所以对应项系数相等:
b=-a(x₁+x₂),c=ax₁x₂
两边同时除以a(a≠0),
得到:x₁+x₂=,x₁x₂=
通过以上的验证,我们发现,一元二次方程两个根的和、积,与一元二次方程的二次项系数、一次项系数、常数项之间有稳定不变的关系存在.
问题构建
问题6:这就是一元二次方程根与系数的关系,也叫韦达定理.谁能用自己的话复述一下这个定理?
如果一元二次方程ax²+bx+c=0(a≠0)有两个实数根x₁,x₂,那么两根之和等于一次项系数除以二次项系数的相反数,两根之积等于常数项除以二次项系数
追问:这个定理的使用条件是什么?为什么?
使用条件是方程有两个实数根,即判别式Δ=b²-4ac≥0.因为如果方程没有实数根,就不存在x₁和x₂,定理也就不成立了.
协作破冰
现在我们用刚学的知识来解决小宇的问题
方程 x²+7x+6=0 的两根之和、两根之积分别是多少?
方程 2x²-3x-2=0 的两根之和、两根之积分别是多少?
解:(1) a=1,b=7,c=6,
Δ= 49-24=25>0
x₁+x₂==-7,x₁x₂==6
(2) a=2,b=-3,c=-2,
Δ= =9+16=25>0
x₁+x₂ =-,x₁x₂= =-1
协作破冰
问题7:小明在计算方程3x²+6x-9=0的两根之和时,得到 x₁+x₂=2,他算对了吗?如果不对,错在哪里?
不对.正确结果是x₁+x₂=-=-2.小明忘记了两根之和是-,漏掉了负号.
问题8:现在我们来解决小宇一开始的问题.方程x²-5x+10=0的两根之和、两根之积分别是多少?小宇的预算能实现吗?
a=1,b=-5,c=10
Δ=(-5)²-4×1×10=25-40=-15<0
方程没有实数根,所以小宇的这个预算不能实现.
协作破冰
问题9:小宇对方案进行了调整,如果销售额能达到110元,那么两种可能的涨价金额之和是多少?积是多少?它的方案能实现吗?
x²-5x+5=0
可以用公式法先求出两个根x₁和x₂,再计算和与积.
a=1,b=-5,c=5
Δ=
=(-5)²-4×1×5
=5
,
x₁+x₂=5,x₁x₂=5,即两种涨价金额之和是5元,积是5元.
对比之后可得:借助根与系数关系可以快速得出结果,提升了计算的效率,也增加了准确率
教师示范
例1:已知关于x的方程x²-2(m-1)x+m²=0有两个实数根x₁,x₂,且 x₁+x₂=x₁x₂,求m的值.
解:∵方程有两个实数根,
∴Δ≥0
Δ=[-2(m-1)]²-4×1×m²
=4(m²-2m+1)-4m²
=-8m+4≥0
解得m≤1/2
由根与系数的关系得:x₁+x₂=2(m-1),x₁x₂=m²
∵x₁+x₂=x₁x₂,
∴2(m-1)=m²
整理得m²-2m+2=0,此方程无实数根所以不存在这样的m值.
教师示范
例2:已知,,则的值是多少?
本例带同学感受构造法解决问题,正如构造法证明勾股定理一样的方法,你还记得吗?
上述方程的两个根为由根与系数关系得:=-5,=25+10=35
巩固拓展
义卖活动中,我们还销售手工书签.已知书签的销量y (张) 与售价x (元)之间满足关系y=-10x+100.如果每天的销售额要达到210元,不用解方程,直接说出两种可能的售价之和与积.
销售额=售价×销量,
即x(-10x+100)=210
整理得10x²-100x+210=0,
即x²-10x+21=0
所以两种售价之和x₁+x₂=10元,积x₁x₂=21元
当堂检测
1.一元二次方程的两根之和是( )
:
∴ ==4
A. 4 B. -4 C. 3 D. -3
A
当堂检测
2.一元二次方程的两根之积是
______
:
∴ =
当堂检测
3.已知关于x的方程x²-3x+k=0有两个实数根,且两根之积是2,求k的值,并判断方程根的情况
根据根与系数的关系,两根之积=k,所以k=2.计算判别式:
Δ=
=(-3)²-4×2
=9-8
=1
Δ>0,所以方程有两个不相等的实数根.
当堂检测
4.已知关于x的一元二次方程x²-(m+2)x+2m=0
(1)求证:无论m取何值,方程总有两个实数根;
(2)若方程的一个根是1,求方程的另一个根和m的值.
(1)证明:Δ=
=(m+2)²-4×1×2m
=m²+4m+4-8m
=m²-4m+4
=(m-2)²
因为任何数的平方都≥0,所以无论m取何值,方程总有两个实数根.(2)设方程的另一个根为x₂.根据根与系数的关系,
1×x₂=2m,1+x₂=m+2
∴x₂=m+1,代入第一个式子得1×(m+1)=2m,解得m=1.
则x₂=1+1=2.
所以另一个根是2,m的值是1.
反思总结
1.今天我们学习了一元二次方程根与系数的关系,这个关系是怎么推导出来的?它的使用条件是什么?
2.利用根与系数的关系解决问题时,最容易犯的错误是什么?我们应该如何避免?
3.根与系数的关系在生活中有哪些应用?它给我们解决问题带来了哪些便利?
作业设计
一、基础巩固作业:
课本第48页 第1、2、3题
二、素养类作业
课本第49页 第4题
作业要求:书写规范、图形标准、按时上交、及时订错.
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