内容正文:
新版北师大数学九年级上册数学
第二章 一元二次方程
单元回顾与思考
复习目标
知识目标
能力目标
素养目标
1.掌握一元二次方程的定义及一般形式,能熟练运用直接开平方法、配方法、公式法、因式分解法解一元二次方程.
2.理解根的判别式的意义,能准确判断方程根的情况;掌握根与系数的关系并能灵活应用.
3.能根据实际问题中的数量关系建立一元二次方程模型,求解并检验结果的合理性.
1.提升运算求解能力,能根据方程特点选择最优解法,提高解题准确性和速度.
2.培养数学建模能力,能将实际问题转化为数学问题并解决.
3.发展转化与化归、整体代换等数学思维能力.
1.数学抽象:从实际问题中抽象出一元二次方程模型.
2.逻辑推理:通过根的判别式和根与系数的关系进行推理判断.
3.数学运算:熟练进行一元二次方程的求解运算.
4.数学建模:运用一元二次方程解决实际问题,体会数学的应用价值.
目录
典例精选
知识网格
复习目标
思想方法
巩固拓展
当堂检测
反思总结
作业设计
知识网格
1.一元二次方程在生活中有哪些应用?请举例说明.
2.在解决实际问题的过程中,怎样判断求得的结果是否合理?请举例说明.
3.举例说明解一元二次方程有哪些方法.配方法的一般过程是怎样的?
4.如何利用一元二次方程根的判别式判断方程根的情况?请举例说明.
5.一元二次方程的根与系数有什么关系?这种关系有什么作用?请举例说明.
6.利用方程解决实际问题的关键是什么?
7.梳理本章内容,用适当的方式呈现全章知识结构,并与同伴进行交流.
知识网格
典例精选
一元二次方程章末综合复习:阳光中学文化广场建设项目
项目背景
为丰富校园文化生活,阳光中学决定投资建设一个集休闲、学习、活动于一体的校园文化广场.项目组在规划设计、工程施工和资金管理过程中遇到了一系列数学问题,需要我们运用一元二次方程的知识逐一解决.
【核心问题】学校计划在校园中心建设一个长方形文化广场,已知广场的长比宽多12米,面积为988平方米.
问题1:列方程与定义辨析
(1)设广场的宽为x米,请列出关于x的一元二次方程,并将其化为一般形式.
一般形式
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(2) 请判断下列方程哪些是一元二次方程,并说明理由:
① x(x+12)=988
② x²+12x-988=0
③ -988=0
④ x³+12x²-988x=0
(2)①和②是一元二次方程.理由:它们都只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2,都是整式方程.③是分式方程④是一元三次方程,都不是一元二次方程
做题反思:判断一元二次方程必须同时满足三个条件:①整式方程;②只含有一个未知数;③未知数的最高次数是2
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问题2:一元二次方程的解法请用四种不同的方法解方程x²+12x-988=0,并求出广场的长和宽.
考查知识点:一元二次方程的四种基本解法
因式分解法:
x²+12x-988=0
(x+38)(x-26)=0
x₁=-38(舍去),x₂=26
所以广场的宽为26米,长为26+12=38米.
(2) 配方法:
x²+12x=988
x²+12x+36=988+36
(x+6)²=1024
x+6=±32
x₁=-38(舍去),x₂=26
所以广场的宽为26米,长为 38米.
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问题2:一元二次方程的解法请用四种不同的方法解方程x²+12x-988=0,并求出广场的长和宽.
考查知识点:一元二次方程的四种基本解法
(3) 公式法:
a=1,b=12,c=-988
Δ=b²-4ac
=12²-4×1×(-988)
=144+3952
=4096
X=
x₁=-38(舍去),x₂=26
所以广场的宽为26米,长为38米.
(4)直接开平方法:
同配方法,将方程化为(x+6)²=1024,
然后直接开平方求解
做题反思:
1.因式分解法是最简便的方法,但只适用于能因式分解的方程.
2.公式法是万能方法,适用于所有一元二次方程,但计算量较大.
3.配方法是基础,它揭示了公式法的来源,也是后续学习二次函数的重要工具.
典例精选
问题3:根的判别式项目组原计划将广场设计为正方形,若设正方形的边长为y米,则面积为y²平方米.
(1)若广场面积为988平方米,判断方程y²=988的根的情况.
(2)若广场面积为S平方米,当S取何值时,方程y²=S有两个不相等的实数根?有两个相等的实数根?没有实数根?
(3)不解方程,判断方程2y²+5y-100=0的根的情况.
考查知识点:根的判别式的意义及应用
(1)方程y²=988可化为y²-988=0,
Δ=0²-4×1×(-988)=3952>0,
所以方程有两个不相等的实数根.
(2)方程y²=S可化为y²-S=0,
Δ=0²-4×1×(-S)=4S.
当4S>0,即S>0时,方程有两个不相等的实数根;当4S=0,即S=0时,方程有两个相等的实数根;当4S<0,即S<0时,方程没有实数根.
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(3)a=2,b=5,c=-100
=5²-4×2×(-100)=25+800=825>0,
所以方程有两个不相等的实数根.
做题反思:根的判别式不仅可以判断方程根的情况,还可以根据根的情况确定参数的取值范围.
问题4:根与系数的关系
已知方程x²+12x-988=0的两个根分别为x₁和x₂(x₁<x₂).
(1)求x₁+x₂和x₁x₂的值
(2)求x₁²+x₂² 的值.
(3)求的值
(4)若方程x²+mx+n=0的两个根分别是x₁+1和x₂+1,求m和n的值.
考查知识点:根与系数的关系及其应用
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(1)根据根与系数的关系,
得:x₁+x₂=-12÷1=-12;x₁x₂=-988÷1=-988
(2) x₁²+x₂²
=(x₁+x₂)²-2x₁x₂
=(-12)²-2×(-988)
=144+1976
=2120
(3)
=
=
=
(4) 新方程的两根之和为
(x₁+1)+(x₂+1)=(x₁+x₂)+2=-12+2=-10
新方程的两根之积为
(x₁+1)(x₂+1)=x₁x₂+x₁+x₂+1=-988-12+1=-999
所以m=-(-10)=10,n=-999
做题反思:利用根与系数的关系可以不解方程直接求与两根有关的代数式的值,关键是将代数式转化为用x₁+x₂和x₁x₂表示的形式.
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问题5:实际应用——喷泉设计广场中心计划建设一个正方形喷泉,喷泉四周有宽度相等的大理石步道.已知喷泉的边长比步道的宽度多8 米,步道的面积为240平方米
(1)设步道的宽度为z米,列出关于z的一元二次方程并求解
(2)若喷泉的深度为0.5米,求喷泉的容积.
考查知识点:列一元二次方程解面积问题、体积问题
审
找
设
验
解
列
答
反思
巩固拓展
解(1)喷泉的边长为(z+8)米,整个喷泉加步道的大正方形边长为(z+8+2z)=(3z+8)米
根据题意,得:(3z+8)²-(z+8)²=240
展开整理得:8z²+32z-240=0
化简得:z²+4z-30=0
解得:z₁=-2+≈3.83,z₂=-2- (舍去)
所以步道的宽度约为3.83米.
(2)喷泉的边长为3.83+8≈11.83米,喷泉的容积为 11.83×11.83×0.5≈70.0立方米.
做题反思:面积问题常用"大减小"法,注意步道在喷泉四周,所以大正方形的边长等于喷泉边长加上两倍的步道宽度
巩固拓展
问题6:实际应用——资金管理学校前年投入校园建设资金40万元,今年投入文化广场建设资金48.4万元
(1)求这两年校园建设资金的年均增长率
(2)若按此增长率增长,预计明年学校将投入多少校园建设资金?
考查知识点:列一元二次方程解增长率问题
(1)设这两年校园建设资金的年均增长率为r
根据题意,得:40(1+r)²=48.4
(1+r)²=1.21
1+r=±1.1
r₁=0.1=10%,r₂=-2.1(舍去)
所以这两年校园建设资金的年均增长率为10%
(2)明年投入资金为48.4×(1+10%)=53.24万元
做题反思:增长率问题的基本公式是a(1+x)ⁿ=b,其中a 是起始量,x是增长率,n是增长次数,b是终止量.增长率不能为负数,所以要舍去负根.
巩固拓展
问题7:数学思想——换元法
广场上计划安装一批太阳能路灯,每个路灯的造价为(3t+5)元.已知购买路灯的总费用满足方程:(3t+5)²-4(3t+5)+3=0求每个路灯的造价.
考查知识点:换元法解一元二次方程(整体思想)
解:设3t+5=m,则原方程可化为:m²-4m+3=0
(m-1)(m-3)=0
m₁=1,m₂=3
当m=1时,3t+5=1,解得t=-(舍去,造价不能为负数);
当m=3时,3t+5=3,解得t=-(舍去,造价不能为负数)
经检验,两个解都不符合实际意义,说明题目数据有误.
若将方程改为(3t-5)²-4(3t-5)+3=0,则:设3t-5=m
解得m₁=1,m₂=3.
当m=1时,3t-5=1,解得t=2;当m=3时,3t-5=3,解得t=
所以每个路灯的造价为3×2+5=11元或3×8/3+5=13元.
巩固拓展
问题8:存在性问题
项目组计划用一条长56米的铁丝围成两个正方形花坛,放置在广场的两侧
(1)要使这两个正方形花坛的面积之和等于100平方米,该怎么围?
(2)这两个正方形花坛的面积之和可能等于200平方米吗?请说明理由.
考查知识点:列一元二次方程解几何问题、根的判别式的实际应用
解:(1)设其中一个正方形花坛的边长为k米,则另一个正方形花坛的边长为(56-4k)÷4=(14-k)米
根据题意,得:k²+(14-k)²=100
整理得:k²-14k+48=0
解得:k₁=6,k₂=8
当k=6时,14-k=8;当k=8时,14-k=6
所以应将铁丝剪成4×6=24米和4×8=32米两段,分别围成两个正方形.
巩固拓展
问题8:存在性问题
项目组计划用一条长56米的铁丝围成两个正方形花坛,放置在广场的两侧
(1)要使这两个正方形花坛的面积之和等于100平方米,该怎么围?
(2)这两个正方形花坛的面积之和可能等于200平方米吗?请说明理由.
考查知识点:列一元二次方程解几何问题、根的判别式的实际应用
(2)假设两个正方形花坛的面积之和等于200平方米,
则:k²+(14-k)²=200
整理得:k²-14k-2=0
Δ=(-14)²-4×1×(-2)=196+8=204>0
解得:k=7±
因为7+>14,7-<0,都不符合题意.
所以这两个正方形花坛的面积之和不可能等于200平方米.
做题反思:存在性问题通常先假设存在,列方程求解后再根据实际意义判断解是否合理.
思想方法
1.转化与化归思想:解一元二次方程的核心是"降次“,将二次方程转化为一次方程求解.
2.整体思想:当方程中出现相同的代数式时,将其看作一个整体,用换元法求解,简化计算.
3.数学建模思想:将实际问题转化为一元二次方程模型,通过解方程解决实际问题.
4.分类讨论思想:在解含有字母系数的一元二次方程或判断根的情况时,需要对二次项系数是否为0进行分类讨论.
5.配方法思想:配方法不仅是解一元二次方程的方法,也是一种重要的数学变形方法,在后续学习二次函数时会经常用到.
当堂检测
如图,一次函数y=-2x+3的图象交x轴于点A,交y轴于点B,点P在线段AB上(不与点A,B重合),过点P分别作OA和OB的垂线,垂足为C,D.点P在何处时,矩形OCPD的面积等于1?
步骤1:设点P的坐标
因为点P在一次函数y=-2x+3的图象上,设点P的横坐标为x,则其纵坐标为-2x+3,
即(P(x,-2x+3),由题意可知,点A是直线与x轴交点y=0,解得x=即A(,0);
点B是直线与y轴交点x=0,解得y=3,即B(0,3)因此x的取值范围是0<x<
当堂检测
步骤2:根据矩形面积列方程
四边形OCPD是矩形,所以OC=x,OD=-2x+3
矩形面积S=OC・OD,
根据题意得:x(-2x+3)=1
步骤3:解一元二次方程
整理方程:
-2x²+3x=1
2x²-3x+1=0
因式分解得:
(2x-1)(x-1)=0
解得:
x₁=,x₂=1
两个解都满足 0<x<,符合题意.
步骤4:求对应点P的坐标
当x=时,y=-2×+3=2,此时P(,2)当x=1时,y=-2×1+3=1,此时P(1,,1)答:当点P的坐标为(,2)或(1,1) 时,矩形OCPD的面积等于1.
反思总结
1.解一元二次方程有哪四种基本方法?它们各自的适用范围是什么?请举例说明如何根据方程特点选择最优解法.
2.用一元二次方程解决实际问题的一般步骤是什么?你认为在哪个步骤最容易出错?应该如何避免?
3.本章学习的"降次"思想是数学中一种非常重要的思想方法,你能举例说明它在其他数学知识中的应用吗?
作业设计
一、基础巩固作业:
课本第55页 第6题
课本第56页 第17题
二、素养类作业
课本第57页 第23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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