内容正文:
第二十五章 一元二次方程
人教版九年级(初中)数学上册
授课老师:XXX
25.2 降次------解一元二次方程
25.2.3 因式分解法
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学习目标
1. 运用提取公因式、平方差公式、完全平方公式等方法完成因式分解,理解“化归”思想在代数变形中的应用,提升数学运算的准确性与灵活性.
2.掌握用因式分解法将一元二次方程转化为两个一元一次方程 的“降次”策略,体会数学方法从“运算”到“问题解决”的迁移过程.
3. 通过解决实际问题,运用因式分解法分析数量关系,感受数学与生活的联系,发展用数学语言表达现实世界的能力.
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旧知回顾
1. 若 ab=0,则 ;若 (x−a)(x−b)=0,则方程的根为 。
a=0 或 b=0
x₁=a,x₂=b
2. 分解因式:
(1) 9x²+12x+4= ;
(2) 30x−5x²= .
(3x+2)²
5x (6−x)
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旧知回顾
3. 什么叫因式分解?
把一个多项式分解成几个 的形式叫做因式分解,也叫把这个多项式分解因式.
4. 分解因式的方法有哪些?
(1)提取公因式法:
am+bm+cm=m (a+b+c)
(2)公式法:
a²−b²=(a+b)(a−b),a²±2ab+b²=(a±b)²
整式乘积
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旧知回顾
5. 我们学过的解一元二次方程的方法有哪些?
直接开平方法: .
配方法: .
公式法: .
x²=a (a≥0)
(x+m)²=n (n≥0)
x = (≥0)
【思考】能不能借助因式分解,找到更简便的解方程方法?
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新知探究
问题 根据物理学规律,如果把一个物体从地面以10m/s的速度竖直上抛,那么物体经过x s后的离地高度(单位:m)约为
10x - 5x².
根据上述规律,物体经过多少秒落
回地面?
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新知探究
设物体经过x s落回地面,这时它离地面的高度为 0 m,即
10x - 5x² = 0.
你能试着用学过的方法解这个方程吗?
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新知探究
用配方法解:10x - 5x² = 0.
二次项系数化为1,得
整理后,得
解:移项,得
配方,得
由此可得
5x2-10x =0
x2-2x = 0
(x-1)2= 1
x2- 2x+ 1=1
x1= 2, x2= 0.
用公式法解:10x - 5x² = 0.
解:方程化为5x2-10x =0
a=5,b=-10,c=0.
∴Δ=b2-4ac
=(-10)2-4×5×0=100.
x= = .
∴ x1= 2, x2= 0.
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新知探究
除了配方法和公式法,你还能找到更简便的方法解方程10x-5x²=0吗?
因式分解
x(10- 5x) = 0.
降次,化为两个一次方程
x= 0或10-5x= 0
若 ab = 0,则 a = 0 或 b = 0
所以x = 0 或10-5x = 0
解两个一次方程,得出原方程的根
x1= 0,x2= 2.
x1=0表示物体抛出的时刻, x2=2表示物体在抛离地面2s时落回地面.
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新知探究
思考
解方程10x - 5x2=0时,二次方程是如何降为一次的?
可以发现,在上述解法中,由10x - 5x2=0到x= 0或10-5x= 0的过程,不是用开平方降次,
而是先分解因式,使方程化为两个一次式的乘积等于0的形式,
再使这两个一次式分别等于0,
从而实现降次,这种解一元二次方程的方法叫作因式分解法.
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新知探究
因式分解法解一元二次方程的一般步骤:
01移项
将方程右边化为0.
ax²+bx+c=0
02分解
将方程左边进行因式分解.
(mx+n)(px+q)=0
03置零
根据“ab=0,则a= 0或b=0”得到两个一元一次方程.
mx+n=0 或 px+q=0
04求解
解这两个一元一次方程,得到原方程的两个根.
核心思想
降次转化
将一元二次方程转化为两个一元一次方程,从而化繁为简.
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新知探究
例4 解下列方程:
(1) x(x-2) +x-2=0;
解:左边分解因式,得
(x-2)(x+1)=0.
于是x-2=0,或x+1=0,
即 x1=2, x2= -1.
(2) 5x2-2x- = x2-2x+ .
解:移项、合并同类项,得
4x2-1=0.
左边分解因式,得
(2x+1)(2x-1)=0.
于是2x+1 =0,或2x-1 =0,
即x1= - , x2= .
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易错题型
1. 解方程:(x+2)(x-3)=1
典型错误步骤:直接令 x+2=1,x-3=1,算出 x1=-1,x2=4.
正确解法:
先展开整理成标准一元二次方程 x²-x-7=0,该式无法因式分解,使用公式求解.
错因分析:因式分解法的依据是“若ab=0,则a=0 或 b=0 ”.只有方程右边等于 0 时,才能拆分因式求解;右边为非零数时,拆分逻辑不成立.
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易错题型
2. 解方程:2x (x-2)=3 (x-2)
典型错误步骤:两边同时除以 (x-2),得到 2x=3,只算出 x = ,
正确解法:移项得 2x (x-2)-3 (x-2)=0
提取公因式 (x-2)(2x-3)=0
x-2=0 或 2x-3=0
解得 x1=2,x2=
错因分析:当除式是含未知数的整式时,该整式的值可能为 0,直接相除会丢失 “该整式 = 0” 对应的根.必须先移项归零,再提取公因式求解.
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新知探究
配方法要先配方,再开方,进而降次;
通过配方法可以推出求根公式,公式法直接利用求根公式解方程;
因式分解法要先将方程一边化为两个一次因式相乘,另一边为0,再分别使各一次因式等于0.
思考
学习了配方法、公式法、因式分解法等求解一元二次方程的方法后,你能说说它们各自的特点吗?
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新知探究
配方法、公式法适用于所有一元二次方程,因式分解法只在解某些一元二次方程时比较简便,总之,解一元二次方程的基本思路是:先将二次方程化为两个一次方程,即降次,再分别解两个一次方程.
解法 适用方程类型
直接开平方法
配方法
公式法
因式分解法
x²=p 或 (mx+n)²=p(m≠0,p≥0)
优先用于二次项系数为 1,一次项系数为偶数的一元二次方程,可解所有一元二次方程
所有一元二次方程
一边化为 0,另一边易于分解成两个一次因式的积的一元二次方程
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随堂演练
1.解下列方程:
(1) x2+x=0; (2) x2-2x=0;
解:左边分解因式,得
x (x+1)=0.
于是x=0,或x+1=0,
即 x1=0, x2= -1.
解:左边分解因式,得
x (x-2x)=0.
于是x=0,或x-2x =0,
即 x1=0, x2= 2.
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随堂演练
1.解下列方程:
(3)3x2 - 6x= -3; (4) 4x2 - 81=0;
解: 方程变形,得
3x2 -6x+3=0
x2-2x+1=0.
左边分解因式,得
(x-1)2=0,
即x1=x2= 1.
解: (2x)2 -92=0
左边分解因式,得
(2x+9)(2x-9)=0.
于是2x+9 =0或2x-9=0
即 x1= ,x2= - .
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随堂演练
1.解下列方程:
(5) 3x(2x+1)=4x+2; (6) (x-4)2=(5-2x)2.
解:方程变形,得
6x2 -x-2=0
左边分解因式,得
(2x+1)(3x-2)=0.
于是2x+1 =0或 3x-2=0,
即 x1=,x2= .
解:方程变形,得
(x-4)2 - (5-2x)2=0
左边分解因式,得
(x-4+5-2x)[x-4 -(5-2x)]=0.
(1-x)(3x -9)=0
于是1-x =0或 3x-9=0,
即x1=1,x2=3.
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随堂演练
2.如图,把小圆形场地的半径增加5m,得到大圆形场地,大圆形场地与小圆形场地的面积比为9:4. 求小圆形场地的半径.
解:设小圆半径为x m,则大圆半径为(x+5)m.
由面积比9:4,得: π(x+5)2= π x2 ,可化为
(x+5)2= x2 , (x+5)2 - (x)2 =0,
[(x+5) + x] [(x+5) - x]=0,即(x+5)(5- x)=0.
∴x1= -2(不合题意,舍去),x2=10.
答:小圆形场地的半径为10m.
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随堂演练
3.三角形两边的长分别是7和11,第三边的长是一元二次方程
x2 - 25=2(x - 5)2的一个实数根,则该三角形的周长是( )
A. 23 B.23或33 C. 24 D.24或30
【点拨】x2 - 25=2(x - 5) 2,(x+ 5)(x - 5) - 2(x - 5) 2 =0,
(x - 5)[(x+5) - 2(x - 5)]=0,(x - 5)(- x+15)=0,x1=5, x2=15.
∵长为7,11,5的线段和长为7,11,15的线段都能组成三角形,
∴该三角形的周长是7+11+5=23或7+11+15=33,故选B.
B
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随堂演练
4.设m是方程x2+5x=0的一个较大的根,n是方程x2-x-6=0的一个较小的根,则m+n的值是( )
A.-4 B.-3 C. -2 D.2
【点拨】∵ x2+5x=0 , ∴ x(x+5)=0, ∴ x=0或x+5=0,解得x=0或x=-5. ∵ m是方程x2+5x=0的一个较大的根, ∴ m=0. ∵ x2-x-6=0,
∴(x-3)(x+2)=0, ∴ x-3=0或x+2=0,解得x=3或x=-2. ∵ n是方程x2-x-6=0的一个较小的根, ∴ n=-2, ∴ m+n=0+(-2)=-2,故选C.
C
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随堂演练
5.解下列方程:
①2x2-18= 0; ②2x2-12x-782 = 0; ③3x2+10x+1=0; ④2(5x-1)2=2(5x-1).
用较简便的方法依次是( )
A. ①直接开平方法,②配方法,③公式法,④因式分解法
B. ①直接开平方法,②公式法,③④因式分解法
C. ①因式分解法,②公式法,③配方法,④因式分解法
D. ①直接开平方法,②③公式法,④因式分解法
A
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随堂演练
6.已知:(x2+ y2)(x2 + y2 -1)=6,求x2 + y2的值.
解:设t= x2 + y2.
因为平方和非负,所以t ≥ 0.
原方程变为:t(t -1)=6, t2-t-6=0.
因式分解:(t-3)(t+2)=0.
解得:t1=3,t2=-2.
因为t= x2+ y2 ≥0,舍去t=-2.
所以x2+ y2 =3.
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课程小结
1. ax²+c=0 —— 优先选用直接开平方法
ax²+bx=0 —— 优先选用因式分解法
ax²+bx+c=0 —— 可尝试因式分解法;不易分解时选用公式法(配方法)
2. 公式法适用性广,对任何一元二次方程都适用,但计算量偏大,不一定最简便.
解方程优先思路:先观察能否使用直接开平方法、因式分解法;无法简便求解时,再选用公式法,必要时使用配方法.
3. 方程带有括号时,先尝试整体思想寻找简便解法;若无简便方法,再去括号整理成一元二次方程一般形式,选择合适方法求解.
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第二十五章 一元二次方程
人教版九年级(初中)数学上册
授课老师:XXX
25.2 降次------解一元二次方程
25.2.3 因式分解法
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