内容正文:
授课老师:
授课时间:202X.X
第1章 一元二次方程
1.1 一元二次方程的概念
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导入新课
上海“东方明珠”电视塔是城市的标志,它的设计蕴含了数学之美——整个塔体挺拔秀丽,各部分比例协调. 把“东方明珠”电视塔看作一条线段AC,其中的一个球体看作点B,有=. 设AC=1,AB=x,能根据上述比例关系列出关于x的方程吗?
通过比例关系推导,得到=,
整理得x2+x-1=0.
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导入新课
看自然界中美丽的鸟儿,身体各部分之间适当的比例给人以匀称的美感. 把鸟儿的躯干看作一条线段DF,尾部看作线段EF,有=.
设DF=1,DE=x,能根据上述比例关系列出关于x的方程吗?
通过比例关系推导,得到=,
整理得x2+x-1=0.
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新知探究
任务一:自主探究,根据实际问题列方程
根据下列问题,设未知数列方程.
(1)面积为2 m2的正方形桌面的边长是多少?
设正方形桌面的边长是x m,可得方程x2=2.
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新知探究
(2)矩形花圃一面靠墙,另外三面所围的栅栏的总长度是19 m,花圃的面积是24 m2,花圃垂直于墙的一边长是多少?
如图1-1,设花圃垂直于墙的一边是x m,
可得方程x(19-2x)=24.
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新知探究
(3)我国在2020 年底实现农村贫困人口全部脱贫. 已知我国2017 年农村贫困人口为3 046 万人,2019 年农村贫困人口为551 万人,求我国2017-2019 年农村贫困人口平均每年下降的百分率.
设农村贫困人口平均每年下降的百分率为x,可得方程 3 046(1-x)2=551.
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新知探究
观察x2+x-1=0、x2=2、x(19-2x)=24、3 046(1-x)2=551这四个方程,它们有什么共同特征?
①都是整式方程;
②只含有一个未知数;
③未知数的最高次数是2.
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新知探究
结合刚才的特征,能给这类方程下个定义吗?
定义:等号两边都是整式,且只含有一个未知数,未知数的最高次数是2的方程叫作一元二次方程.
一元二次方程的解通常也称为一元二次方程的根.
任务二:生成概念,归纳定义与一般形式
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一元一次方程有一般形式ax+b=0(a≠0),类比一元一次方程的一般形式,一元二次方程的一般形式是什么?
方程x2=2可化为x2-2=0,
x(19-2x)=24可化为-2x2+19x-24=0,
3 046(1-x)2=551可化为3 046x2-6 092x+2 495=0.
关于x的一元二次方程的一般形式是ax2+bx+c=0(a,b,c是常数,a≠0).
新知探究
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一元二次方程的一般形式中,ax2,bx,c分别叫什么?a,b分别叫什么?a,b,c有什么要求?
ax2是二次项,bx是一次项,c是常数项;
a,b分别叫作二次项系数、一次项系数;
a≠0(否则就不是二次方程).
各项系数是包括符号的,比如一元二次方程-2x2+19x-24=0中,二次项系数是-2,不是2.
新知探究
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想一想:为什么一般形式中 ax2+bx+c = 0 要规定 a≠0?b、c可以为0吗?
当a=0时
bx+c=0
一元一次方程
当a≠0,b=0时
ax2+c=0
一元二次方程
当a≠0,c=0时
ax2+bx=0
一元二次方程
当a≠0,b=c=0时
ax2=0
一元二次方程
特殊形式
总结:只要满足a≠0,b、c可以为任意实数.
+2x=3是一元二次方程吗?
不是一元二次方程,因为不是整式.
新知探究
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练习 下列方程中,属于一元二次方程的是( )
A. ax2+x=2
C. x2-xy=2
点拨 A. 只有当a≠0时,ax2+x=2才是一元二次方程,故该选项不符合题意.
B. x2-2x-3=0是一元二次方程,故该选项符合题意.
C. x2-xy=2含有两个未知数,故该选项不符合题意.
D. 2(x-1)=x是一元一次方程,故该选项不符合题意.
新知探究
B. x2-2x-3=0
D. 2(x-1)=x
B
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新知探究
练习 将方程3x(x-1)=5(x+2)化成一元二次方程的一般形式,并写出其中的二次项系数、一次项系数和常数项.
解 去括号,得3x2-3x=5x+10.
移项、合并同类项,得一元二次方程的一般形式为3x2-8x-10=0.
其中二次项系数为3,一次项系数为-8,常数项为-10.
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一元二次方程必须同时满足的条件:
①是整式方程,即等号两边都是整式;方程中如果有分母,那么分母中无未知数;
②只含有一个未知数;
③未知数的最高次数是2;
④二次项的系数不为0.
新知探究
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新知探究
解 梯子与墙面、地面围成一个直角三角形.
根据题意,得x2+(x+1)2=52.
化简,得所求方程为x2+x-12=0.
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新知探究
例1 如图,长5 m的梯子斜靠在墙上,梯子的底
端到墙面的距离比梯子的顶端到地面的距离多1 m.
设梯子顶端到地面的距离为x m,列出相应的方程.
(1)梯子与墙面、地面围成一个什么三角形?能想到什么定理?
围成一个直角三角形,勾股定理.
(2)梯子的底端到墙面的距离怎样用x表示?
(x+1) m.
任务三:知识迁移与运用
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新知探究
由x2+(x+1)2=52,能根据勾股数猜到x的值可能是多少吗?
对照勾股数3,4,5可以发现,x=3,x=-4都满足这个方程.
称这个一元二次方程有两个实数根x1=3,x2=-4.
在这个实际问题中,x1=3,x2=-4这两个根都符合题意吗?
在例题中,因为x表示距离,所以其中一个根x2=-4不符合题意.
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使一元二次方程左右两边相等的未知数的值,就是这个一元二次方程的解,一元二次方程的解也叫作一元二次方程的根.
例2 下列哪些数是一元二次方程 的解?
-1,0,1,3.
解:当x=-1时,左边=(-1)2-4×(-1)+3=8,
∵左边≠右边,
∴-1不是方程x2-4x+3=0的解;
当x=0时,左边=0-0+3=3,
∵左边≠右边,
∴0不是方程x2-4x+3=0的解;
例2 下列哪些数是一元二次方程 的解?
-1,0,1,3.
解:当x=1时,左边=12-4×1+3=0,
∵左边=右边,
∴1是方程x2-4x+3=0的解;
当x=3时,左边=32-4×3+3=0,
∵左边=右边,
∴3是方程x2-4x+3=0的解.
综上可知,1和3是一元二次方程x2-4x+3=0的解.
判断一个数是不是一元二次方程的解的方法 (代入检验法)
数
代入方程
左边=右边
左边≠右边
是方程的解
不是方程的解
1.下列方程中是一元二次方程的是( )
A.3x2+x3=0
B.(3x-1)(3x+1)=3
C.x2-2x=x2
D.2x-3y+1=0
B
课堂练习
2.下列各数是一元二次方程x2-2x=-1的解的是( )
A.-1
B.0
C.1
D.2
C
3.填空:
(1)若关于x的方程(k+1)x2-4x-1=0是一元二次方程,则k满足 ;
(2)若要使(k+1)x|k|+1+(k-1)x+2=0是关于x的一元二次方程,则k= .
(3)(2026青岛模拟)若关于x的方程(m-4)x|m-2|+2x-5=0是一元二次方程,则m= .
k≠-1
1
0
(3)若关于x的一元二次方程(m-3)x2+x+m2-9=0有一个根是0,则m的值是 。
(4)已知一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0),若a,b,c满足关系式4a+2b+c=0,则必有一个根为 。
(5)定义:方程cx2+bx+a=0是一元二次方程ax2+bx+c=0的“倒方程”,其中a,b,c为常数,且a≠0,c≠0。若x=-1是一元二次方程2x2+x+c=0的“倒方程”的解,则c的值为 。
-3
2
-1
4.把下列方程化成一元二次方程的一般形式,并写出它们的二次项系数a、一次项系数b和常数项c.
方程 一般形式 a b c
-4+3x=-5x2
x(x+3)=1
(x+1)2=x
5x2+3x-4=0
5
3
-4
x2+3x-1=0
1
3
-1
x2+x+1=0
1
1
1
5.已知关于x的方程(m+1)+1+(m-2)x-1=0。
(1)当m取何值时,它是一元二次方程?
(2)当m取何值时,它是一元一次方程?
解:(1)根据题意,得解得m=1。
(2)当m2+1=1,即m=0时,
此时方程为-x-1=0。
当m2+1≠1时,则m+1=0,即m=-1。
此时方程为-3x-1=0。
综上所述,当m=0或-1时,它是一元一次方程。
6.(2026河南模拟)已知m是方程x2+4x-1=0的一个根,求代数式(m+5)(m-1)的值.
解:∵m是方程x2+4x-1=0的一个根,
∴m2+4m-1=0,即m2+4m=1,
∴(m+5)(m-1)=m2+4m-5=1-5=-4.
7.根据题意,列出一元二次方程:
(1)已知直角三角形的三边长为连续整数,求它的三边长;
(2)有一面积为54 m2的长方形,将它的一边剪短5 m,另一边剪短2 m,恰好变成一个正方形,这个正方形的边长是多少?
解:(1)设最短的边长为(x-1),
则另外两边长分别为x,(x+1),
依题意,得(x-1)2+x2=(x+1)2.
(2)设这个正方形的边长为x m,
那么长方形的两边长分别为(x+5)m,(x+2)m,
依题意,得(x+5)(x+2)=54.
7.如图,小区物业规划在一个长60 m,宽22 m的矩形场地ABCD上,修建一个小型停车场,阴影部分为停车位所在区域,两侧是宽x m的道路,中间是宽2x m的道路.如果阴影部分的总面积是600 m2,请列出x满足的方程,并将其化为一般形式.
解:由题可知阴影部分可转化为(60-2x)m,宽为(22-2x)m的矩形,
∴根据题意可列出方程为(60-2x)(22-2x)=600,
∴化为一般形式,得4x2-164x+720=0.
8.(2026北京模拟)已知x=1是关于x的一元二次方程x2+2cx-c2=0的一个根,求代数式(c+3)(c-3)+c(c-4)的值.
解:∵x=1是方程x2+2cx-c2=0的一个根,
∴12+2c×1-c2=0,化简,得c2=2c+1,
∴(c+3)(c-3)+c(c-4)=c2-9+c2-4c
=2c2-4c-9=2(2c+1)-4c-9
=4c+2-4c-9=-7,
即代数式(c+3)(c-3)+c(c-4)的值为-7.
课堂总结
1.通过本节课的学习,你学到了哪些知识?
2.一元二次方程与一元一次方程有什么联系和区别?
3.学习概念时,我们用了什么方法?对你今后的学习有什么启发?
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