第二十四章 一元二次方程(复习讲义)数学新教材冀教版九年级上册
2026-09-07
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精品
摘要:
该初中数学讲义通过表格系统梳理一元二次方程的复习要点和重难点,分基本概念、解法、根与系数关系、实际应用四个知识点构建知识脉络,每个知识点结合定义解析和要点速测,清晰呈现知识内在逻辑与重难点分布。
讲义亮点在于12类题型分类训练,如换元法解高次方程的例题及解题要点,培养运算能力与推理意识。实际应用题(如矩形猪舍面积问题)强化模型意识,基础达标与能力进阶练习满足分层需求,助力教师实施精准教学,帮助学生提升解决问题能力。
内容正文:
第二十四章 一元二次方程
复习要点
1. 理解一元二次方程定义,能识别二次项、一次项、常数项,牢记二次项系数不为 0。
2. 掌握直接开平方法、配方法、公式法、因式分解法,会选用合适方法求解方程。
3. 熟记根的判别式,会判断实数根情况,注意二次项系数不为零的前提条件。
4. 掌握根与系数关系,能利用韦达定理求两根和与积,解决代数式求值类题型。
5. 会列一元二次方程解决实际问题,检验方程根是否符合现实情景的实际意义。
复习重难点
重点:熟练解一元二次方程,活用判别式、韦达定理,能列方程解决实际应用问题。
难点:配方法的运用,根与系数关系综合题型,实际问题中根的取舍与条件辨析。
知识点
知识点 一元二次方程的基本概念
一元二次方程的定义
只含有一个未知数,且未知数的最高次数是2的整式方程叫做一元二次方程.
判断一个方程是否为一元二次方程,必须抓住以下三个条件:①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次的,三个条件,任何一个不满足,则方程不是一元二次方程.
一元二次方程的一般形式
一般地,任何一个关于x的一元二次方程,经过整理后都可以化成的形式,这种形式就叫做一元二次方程的一般形式. 其中,是二次项,是二次项系数;是一次项,b是一次项系数,c是常数项.
1.由一元二次方程定义可知:二次项系数不等于0,一次项系数和常数项均可以等于0,即“,b和c均可以为0”;
2.一般情况下,二次项系数为正数,若二次项系数为负数,可以在方程两边同时乘,使二次项系数变为正数;
3.在求各项系数时,应先把一元二次方程化成一般形式,并且在说明各项系数的时,一定要带上前面的符号.
一元二次方程的根
能使一元二次方程左、右两边相等的未知数的值叫做一元二次方程的解(根).
1.一元二次方程根的情况:(关于根的个数判断在后面会详细讲解,这里先做个简单的了解)
①可能有两个不相等的实数根;
②可能有两个相等的实数根;
③可能没有实数根.
2.关于一元二次方程根的结论:
①若,则必有一个根,反之也成立;
②若,则必有一个根,反之也成立;
③若一元二次方程有一个根,则,反之也成立.
要点速测
1.下列方程是一元二次方程的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据一元二次方程的定义逐项分析即可.
【详解】解:A、,是一元二次方程,故此选项符合题意;
B、,含有两个未知数,不是一元二次方程,故此选项不符合题意;
C、,含有分式,不是一元二次方程,故此选项不符合题意;
D、,当时不是一元二次方程,故此选项不符合题意.
2.已知关于的方程是一元二次方程,求此一元二次方程.
【答案】,该方程为
【分析】根据一元二次方程的定义可知,且,求出的值代入即可求得该方程.
【详解】解:是一元二次方程,
且.
解得.
此一元二次方程为.
【点睛】要注意二次项系数不能为0.
知识点 一元二次方程的解法
直接开方法解一元二次方程
根据平方根的定义可以直接开平方求一元二次方程的解的方法称为直接开平法.
以下两种类型都可以用直接开方法解一元二次方程:
1.形如x的一元二次方程:
当a>0时,则,此时方程有两个不相等的实数根;
当a=0时,则,此时方程有两个相等的实数根;
当a<0时,则方程无实数根.
2.形如x的一元二次方程,可用直接开方法解得两个根分别是.
用配方法解一元二次方程
将一元二次方程化成的形式,再利用直接开方法求解,这种解法叫做配方法.
1.对进行分类讨论:
(1)当m>0时,则,此时方程有两个不相等的实数根;
(2)当m=0时,则;
(3)当m<0时,则方程无实数根.
2.用配方法解一元二次方程的一般步骤:
①把原方程化为的形式;
②将常数项移到方程的右边;方程两边同时除以二次项的系数,将二次项系数化为1;
③方程两边同时加上一次项系数一半的平方;
④再把方程左边配成一个完全平方式,右边化为一个常数;
⑤若方程右边是非负数,则两边直接开平方,求出方程的解;若右边是一个负数,则判定此方程无实数解.
3.配方法主要有以下几种应用:
①用于比较大小:在比较大小中的应用,通过作差法最后拆项或添项、配成完全平方,使此差大于零(或小于零)而比较出大小;
②用于求最值:“配方法”在求最大(小)值时的应用,将原式化成一个完全平方式后可求出最值;
③在二次函数中有着重要的应用(先做了解,以后会讲).
用公式法解一元二次方程
一般地,对于一元二次方程,当时,它的根是(),这个公式叫做一元二次方程的求根公式,这种解一元二次方程的方法叫做公式法.
其中,叫做一元二次方程根的判别式,共有以下几种情况:
①当时,则,此时方程有两个不相等的实数根;
②当时,则,此时方程有两个相等的实数根;
③当时,此时方程没有实数根.
以上三点,反之也成立.
用因式分解法解一元二次方程
利用因式分解,将一元二次方程的二次三项式分解成两个一次因式的乘积,这种解法叫做因式分解法.
1.因式分解法解一元二次方程的步骤:
①将方程等号的右边化为0;
②将方程等号左边分解成两个一次因式的乘积;
③令每个因式分别为零,得到两个一元一次方程;
④解这两个一元一次方程,它们的解就是原方程的解.
要点速测
3.解下列方程:
(1);
(2).
【答案】(1),
(2),
【详解】(1)解:,
,
,
,,
,;
(2)解:,
,
,
,
,,
,.
4.解方程(1)、(2)小题按指定方法解,(3)、(4)小题选择适当的方法解
(1)(配方法)
(2)(公式法)
(3)
(4)
【答案】(1),
(2),
(3),
(4),
【详解】(1)解:
或
∴,;
(2)解:
∴,;
(3)解:
或
∴,;
(4)解:
或
∴,.
知识点 一元二次方程根与系数的关系
一元二次方程根与系数的关系
若一元二次方程的两个根分别为、,则方程的两个根与各系数a、b、c之间具有以下关系:.
1.一元二次方程的根与系数的关系又称之为“韦达定理”;
2.韦达定理成立的前提条件是方程有实数根,即;
3.当一元二次方程的二次项系数为1时,如,其两根关系为.
要点速测
5.若关于x的一元二次方程两根为、,且,则m的值为( )
A.12 B. C. D.9
【答案】C
【分析】先根据两根的倍数关系和两根之积求出两根,再利用两根之和求出的值.
【详解】解:对于一元二次方程,由根与系数的关系可得
,
∵
∴代入得,即
解得或
当时,,
当时,,
∴.
6.不解方程,求下列各方程的两根之和与两根之积:
(1);
(2).
【答案】(1),
(2),
【分析】根据一元二次方程的根与系数关系,求解即可.
【详解】(1)解:设方程的两个根为,,这里,,,
∴,;
(2)解:设方程即的两个根为,,这里,,,
∴,.
知识点一元二次方程的实际应用
列一元二次方程解决问题
用一元二次方程解决问题的步骤如下:
1. 审(审题目,分清已知量、未知量、等量关系等);
2. 设(设未知数,有时会用未知数表示相关的量);
3. 列(根据题目中的等量关系,列出方程);
4. 解(解方程,注意分式方程需检验,将所求量表示清晰);
5. 验(检验方程的解能否保证实际问题有意义)
6. 答(写出答案,切忌答非所问).
一元二次方程解决问题的类型
1.数字问题
(1)任何一个多位数都是由数位和数位上的数组成.数位从右至左依次分别是:个位、十位、百位、千位……,它们数位上的单位从右至左依次分别为:1、10、100、1000、……,数位上的数字只能是0、1、2、……、9之中的数,而最高位上的数不能为0.因此,任何一个多位数,都可用其各数位上的数字与其数位上的单位的积的和来表示,这也就是用多项式的形式表示了一个多位数。如:一个三位数,个位上数为a,十位上数为b,百位上数为c,则这个三位数可表示为:100c+10b+a;
(2)几个连续整数中,相邻两个整数相差1.
如:三个连续整数,设中间一个数为x,则另两个数分别为x-1,x+1.
几个连续偶数(或奇数)中,相邻两个偶数(或奇数)相差2.
如:三个连续偶数(奇数),设中间一个数为x,则另两个数分别为x-2,x+2.
2.平均变化率问题
列一元二次方程解决增长(降低)率问题时,要理清原来数、后来数、增长率或降低率,以及增长或降低的次数之间的数量关系.如果列出的方程是一元二次方程,那么应在原数的基础上增长或降低两次.
(1)增长率问题:
平均增长率公式为 (a为原来数,x为平均增长率,n为增长次数,b为增长后的量);
(2)降低率问题:
平均降低率公式为 (a为原来数,x为平均降低率,n为降低次数,b为降低后的量).
3.利息问题与销售问题
(1)利息有关概念:
· 本金:顾客存入银行的钱叫本金.
· 利息:银行付给顾客的酬金叫利息.
· 本息和:本金和利息的和叫本息和.
· 期数:存入银行的时间叫期数.
· 利率:每个期数内的利息与本金的比叫利率.
(2)利息相关公式:
· 利息=本金×利率×期数
· 利息税=利息×税率
· 本金×(1+利率×期数)=本息和
· 本金×[1+利率×期数×(1-税率)]=本息和(收利息税时)
(3)销售问题中的常用等量关系
利润=售价-进价(成本)
总利润=每件的利润×总件数
利润率=×100%
售价=×标价
进价×(1+利润率)=标价×
要点速测
7.某超市以每个30元的价格购进A种商品,销售数据表明:当每个A种商品售价为40元时,平均每月售出600个;若售价每下降1元,其月销售量就增加200个.
(1)若售价下降5元,每月能售出 个A种商品,若售价下降元(),每月能售出 个A种商品;
(2)若本月最多购进有1210个A种商品,经销商决定降价促销,预计月获利恰好为8400元,求每个A种商品的售价;
(3)经销商月获利能否达到9600元?说明理由.
【答案】(1)1600;
(2)每个A商品的售价为37元
(3)解:月获利不能达到9600元,理由:
设每个A商品的售价为x元,
由题意得:,
整理得:,
∵,
∴方程无实数根,即月获利不能达到9600元.
【分析】(1)根据售价每下降1元,其月销售量就增加200个,分别计算即可;
(2)设每个A商品的售价为x元,根据每个A商品的利润×销售数量=总利润列出方程并解答;
(3)根据题意列出方程,求出根的判别式,可得方程无实数根,即月获利不能达到9600元.
【详解】(1)解:∵售价每下降1元,其月销售量就增加200个,
∴若售价下降5元,每月能售出(个)A商品,
若售价下降x元(),每月能售出个A商品;
(2)解:设每个A商品的售价为x元,由题意,得
,
解得,
当时,(舍去),
当时,(符合题意),
答:每个A商品的售价为37元;
(3)略
8.在“精准扶贫”工作中,某单位建议贫困户借助家里长的墙建造面积为的矩形区域来养鹌鹑,该单位准备修建长为的篱笆,并提供以下两种方案:
(1)如图1,若选取墙的一部分作矩形的边,其他三边用篱笆围成,则在墙上借用的的长度为多少?
(2)如图2,若全部借用的长度,并在的延长线上拓展,构成矩形,篱笆由、、和构成,求的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设的长为,则,由矩形,得,解方程即可;
(2)设长为,则,由矩形,得,,由题意,得,解方程即可;
【详解】(1)解:设的长为,则,
由矩形,得,
整理,得,
解得,
,
舍去;
,
.
(2)解:设长为,则,
由矩形,得,
由题意,得,
整理,得,
解得,
由长度不能为负数,
故舍去,
故,
故的长为.
题型1 一元二次方程的相关概念
▌例1判断关于x的方程是否为一元二次方程.
【答案】当时,关于x的方程是一元二次方程;
当时,关于x的方程不是一元二次方程.
【分析】先将原方程整理为整式方程的一般形式,再根据一元二次方程的定义分类讨论即可.
【详解】解:,
,
,
当,即时,原方程不是一元二次方程;
当,即时,原方程是一元二次方程.
▌迁移练1-1下列各方程一定是关于的一元二次方程的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题根据一元二次方程的定义判断,一元二次方程必须满足四个条件:整式方程;只含一个未知数;未知数最高次数为2;二次项系数不为0,逐一判断选项即可
【详解】解:一元二次方程必须是整式方程,选项A中是分式,该方程是分式方程, A不符合要求;
选项B中未规定,当时方程不是一元二次方程, B不符合要求;
对选项C,,可得,即二次项系数一定不为0,方程是只含一个未知数的整式方程,且最高次数为2,一定是一元二次方程, C符合要求;
整理选项D的方程得,当时二次项系数为0,方程不是一元二次方程, D不符合要求
▌迁移练1-2下列方程:①(m为常数);②;③;④;⑤(m为常数);⑥(为常数).其中一定是一元二次方程的有___________(填序号).
【答案】①⑥
【分析】本题考查了一元二次方程的定义.只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的整式方程叫做一元二次方程,其一般形式是(, ,为常数,且),根据定义逐一判断即可.
【详解】解:①(m为常数)是一元二次方程;
②,是分式方程,不是一元二次方程;
③,含有两个未知数,不是一元二次方程;
④,整理后是一元一次方程,不是一元二次方程;
⑤(m为常数),当时,不是一元二次方程,
⑥是一元二次方程,
故答案为:①⑥.
▌迁移练1-3将二次函数 化为一般形式,并指出其二次项系数、一次项系数和常数项.
【答案】,二次项系数是,一次项系数是,常数项是9
【分析】此题考查了二次函数的一般形式,熟练掌握二次函数的一般形式是解题的关键.把化为一般形式,即可得到答案.
【详解】解:,
即,
则二次项系数是,一次项系数是,常数项是9.
题型2 一元二次方程解的含参问题
▌例2若a是方程的一个解,则的值是________.
【答案】
【分析】将代入方程得到关系式,整理得到的值,再将所求代数式变形,整体代入计算即可.
【详解】解:∵是方程的一个解,
∴把代入方程得,
整理得,
两边同除以得,
∴.
▌迁移练2-1若是关于的方程的一个解,则代数式的值为( )
A. B.1 C. D.2
【答案】A
【分析】将方程的解代入方程得到,化简所求代数式后整体代入求值.
【详解】解:∵是方程的解,
∴,
整理得,
∴
.
▌迁移练2-2若m是方程的一个根,则代数式的值为______.
【答案】9
【分析】由方程根的定义得到,变形得到,整体代入所求代数式化简即可得到结果.
【详解】解:∵根据题意,是方程的一个根,
∴ ,变形得 ,
∵,
∴,
将代入所求代数式
,
∵,
∴原式.
▌迁移练2-3若是关于的方程的一个根,代数式的值为__________.
【答案】
【分析】先由方程根的定义,得到,再化简所求代数式,将整体代入计算即可得到答案.
【详解】解:是关于的方程的一个根,
,则,
.
题型3 一元二次方程解的估算
▌例3根据表格中的对应值,判断关于x的方程的一个解x的取值范围是( )
x
3
4
5
0.5
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解:∵当时,,
当时,,
∴二次函数的图象与轴的一个交点在之间,
∴关于的方程的一个解的取值范围是
▌迁移练3-1我们可以通过不断缩小范围的方法求一元二次方程的近似解,即找出使方程成立的一个初始范围,在该范围内提高精确度,得到一个新的范围,再对新的范围进行操作.例如在求时,根据以下表格,可知道其中一个解的大致范围是( )
x
1
1.1
1.2
1.3
1.4
98
99.41
100.84
102.29
103.76
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查求一元二次方程的近似解,通过观察表格数据,找到使的值等于100的x的范围.当时,值为99.41小于100;当时,值为100.84大于100,因此解在1.1和1.2之间.
【详解】解:∵方程,
∴.
由表格:
当时,,
当时,,
∴在和之间,值从99.41增加到100.84,必然经过100,
∴方程的一个解在范围内.
故选:B.
▌迁移练3-2输入一组数据,按下列程序进行计算,输出结果如下表:分析表格中的数据,估计方程的一个正数解的大致范围为( )
输出
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题考查根据代数式的值求的取值范围,解题的关键是要根据表格中的数据进行解答,根据表格中输出的值最接近于0的值,即可得到答案.
【详解】解:通过表格可知,当时,输出值为,
当时,输出值为,
∴当时,.
故选:C.
▌迁移练3-3根据一元二次方程可列表如下,则方程的一个根满足( )
x
0.9
1
1.1
1.2
…
0.84
…
A.根的整数部分是0,十分位是5 B.根的整数部分是0,十分位是8
C.根的整数部分是1,十分位是1 D.根的整数部分是1,十分位是2
【答案】C
【分析】本题主要考查了一元二次方程的解,根据表格得到方程的根在到之间是解题的关键.
观察表格数据,确定方程根所在的区间,进而确定整数部分和十分位.
【详解】解:由表格可知,当时,;
当时,.
函数值从负变正,说明方程的根在到之间.
因此,根的整数部分为.
因为方程的根在和之间,所以根的整数部分是,十分位是,
故选:C.
题型4 解一元二次方程
▌例4解一元二次方程:
(1)
(2)
(3)
【答案】(1)
,
(2)
,
(3)
,
【详解】(1)解:,
,
,
即 ,
,
解得,;
(2)解:,
,
,
或,
解得,;
(3)解:,
,
,
或,
解得,.
解题要点
先把方程化为一般形式,确认二次项系数不为 0,根据方程特征选择解法。优先因式分解、直接开平方法,复杂方程选用公式法,配方法注意配方步骤。公式法牢记判别式,无实数根要写明,求出根后可回代检验,实际题目还要对根进行合理性取舍。
▌迁移练4-1选择合适的方法解下列方程:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1),
(2),
(3),
【详解】(1)解:,
,.
(2)解:,,,
,
,
,.
(3)解:,
,
,
,
,.
▌迁移练4-2用适当的方法解下列方程:
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【分析】(1)利用直接开平方法解答,即可求解;
(2)利用公式法解答,即可求解;
(3)先移项,再提公因式因式分解,即可求解;
(4)利用因式分解法解答,即可求解.
【详解】(1)解:
∴或,
解得:.
(2)解:
∵,
∴,
∴
(3)解
∴或,
解得:.
(4)解:
∴或,
解得:.
▌迁移练4-3选择适当的方法解下列方程:
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1),
(2),
(3),
(4),
【分析】(1)用直接开平方法解一元二次方程;
(2)用因式分解法解一元二次方程;
(3)用公式法解一元二次方程;
(4)用因式分解法解一元二次方程.
【详解】(1)解:,
方程两边同时除以得:,
方程两边同时开平方得:,
当时,
可得:,
当时,
可得:,
方程的解为,;
(2)解:,
分解因式得:,
可得:或,
当时,
解得:,
当时,
解得:,
方程的解为,;
(3)解:,
整理得:,
其中,,,
,
,
方程的解为,;
(4)解:,
移项得:,
提公因式得:,
可得:或,
当时,
解得:,
当时,
解得:,
方程的解为,.
题型5 配方法的应用
▌例5设,其中a为实数,则M与N的大小关系是( )
A. B. C. D.不能确定
【答案】A
【分析】作差后配方,利用平方的非负性判断差的符号,比较M与N的大小.
【详解】解:
,
∵,
∴,
∴,
∴.
▌迁移练5-1一次数学探究活动中,老师给出了两个二次多项式(其中,均是不为零的常数)及这两个代数式的一些信息,如下表所示:
二次多项式
对二次多项式进行因式分解
对二次多项式使用配方法
(说明:均为常数)
有学生探究得到以下四个结论:①若,则;②,则;③若有且只有一个的值,使代数式的值为0,则;④若,则的值不可能是.其中所有正确结论的序号是_____.
【答案】①④
【分析】本题主要考查配方法的应用、根的判别式及二元一次方程组的解法,熟练掌握配方法的应用、根的判别式及二元一次方程组的解法是解题的关键;由题意易得,然后根据配方法的应用、根的判别式及二元一次方程组的解法可依次排除答案.
【详解】解:∵,
,
,
,
∴,
①∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;故正确;
②∵,
∴,
解得:,
∴;故错误;
③由题意可知:当时,方程有两个相等的实数根,
∴,
∴,
∴,
∴;故错误;
④当,即,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,所以c的值不可能是,说法正确;
综上所述:正确的结论有①④;
▌迁移练5-2我们称形如的方程为关于x的“标准二次方程”.若两个一元二次方程可以写成和的形式(和相同,),则称它们是“伙伴方程”.如与就是“伙伴方程”.已知与是伙伴方程,那么代数式能取的最大值是( )
A.2025 B.2026 C.2027 D.2028
【答案】D
【分析】根据“伙伴方程”的定义可得可以变形,展开成一般式后根据系数相等列方程解得,,最后根据求解即可.
【详解】解:∵与是伙伴方程,
∴可以变形,
即,
∴,,
解得,,
∴,
∴代数式能取的最大值是.
▌迁移练5-3阅读材料:我们把多项式及这样的式子叫做完全平方式.如果一个多项式不是完全平方式,我们常做如下变形:先添加一个适当的项,使式子中出现完全平方式,再减去这个项,使整个式子的值不变,这种方法叫做配方法.配方法是一种重要的解决问题的数学方法,不仅可以将一个看似不能分解的多项式分解因式,还能解决一些与非负数有关的问题或求代数式的最大值、最小值等.
例如:分解因式.
原式.
根据以上材料,利用多项式的配方法解答下列问题.
(1)利用配方法分解因式:;
(2)当x为何值时,多项式有最值?判断是最大值还是最小值,并求出这个最值.
【答案】(1)
(2)当时,多项式有最小值,最小值为
【分析】(1)仿照题干所给方法计算即可得出结果;
(2)利用配方法将所求式子变形为,再结合,即可得出结果.
【详解】(1)解:
;
(2)解:
,
∵,
∴,
∴当时,多项式有最小值,最小值为.
题型6 换元法
▌例6若,则的值为___________.
【答案】5或
【分析】将看作整体,换元后转化为一元二次方程求解即可.
【详解】解:设,则原方程可化为,
展开整理得,即,因式分解得,
解得或,
因此的值为或.
解题要点
观察方程重复出现的整体,设新元替换该整体,将原方程转化为普通一元二次方程求解。求出新元结果后务必回代,解出原未知数的值,不能遗漏步骤。注意检验,舍去不合理根,换元时看清整体结构,避免直接展开造成计算繁琐。
▌迁移练6-1阅读材料:为解方程,我们可以将看作一个整体,然后设
那么原方程可化为,
解得,
当时,,,;
当时,,,,
故原方程的解为.
上述解题过程中,将原方程中某个多项式视为整体,并用另一个未知数替换这个整体,从而把高次方程化为低次方程,实现降次的目的,这种解方程的方法称为“换元法”.
解答问题:请用换元法解下列方程:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)设,将原方程化为一元二次方程,解得的值,再代回即可解答;
(2)设,将原方程化为一元二次方程,解得的值,再代回即可解答.
【详解】(1)解:设,
原方程可化为,
,
,,
当时,,
经检验,是原方程的根;
当时,,
经检验,是原方程的根;
故原方程的解为.
(2)解:设,
原方程可化为
,,
,
,
舍去,
当时,,,
故原方程解为.
▌迁移练6-2已知一元二次方程()的两根分别为、,则一元二次方程()的两根分别为________.
【答案】,/,
【分析】利用换元思路,将所求方程整理为与原方程形式相同的一元二次方程,根据原方程的根得到对应关系式,即可求解.
【详解】解:将所求方程移项变形得 ,
∵一元二次方程的两根分别为,,
∴可得或,
解得,,
∴一元二次方程的两根分别为,.
▌迁移练6-3【材料阅读】
已知实数m,n满足,试求的值.
解:设,
则原方程可化为,即,解得.
,
.
上面这种解方程的方法属于转化的数学思想,即在结构较复杂的数和式的运算中,若把其中某些部分看成一个整体,并用新字母代替(换元),则能使复杂的问题简单化.
【方法应用】
请仿照材料中的方法解决下列问题:
(1)已知,求的值.
(2)解方程:.
(3)解方程:.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)设,则原方程可化为,求出,再根据,得到,即可解答;
(2)设,则原方程可化为,求出,再根据,得到,求出x的值即可;
(3)设,则原方程可化为,求出,得到或,进而求出x的值即可.
【详解】(1)解:设,则原方程可化为
,
,
,
解得,
∵,
∴;
(2)解:设,则原方程可化为
,
解得,
∵,
∴,
解得;
(3)解:原方程可化为,
设,则原方程可化为
解得,
∴或,
即或,
解得,.
题型7 根的判别式
▌例7利用一元二次方程根的判别式判断下列方程的根的情况:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)方程有两个不相等的实数根.
(2)方程有两个相等的实数根.
(3)方程没有实数根.
【分析】先计算出根的判别式的值,再根据其大于、等于或小于来判断一元二次方程根的情况.
【详解】(1)解:,
,,,
,
方程有两个不相等的实数根.
(2)解:,
,,,
,
方程有两个相等的实数根.
(3)解:,
,
,,,
,
方程没有实数根.
▌迁移练7-1在平面直角坐标系中,若直线不经过第二象限,则关于的一元二次方程的实数根的个数为( )
A.1个 B.2个 C.0或1个 D.1或2个
【答案】B
【分析】先由一次函数图象不经过第二象限得出a的取值范围,结合一元二次方程二次项系数不为0的条件确定,再通过根的判别式判断实根个数.
【详解】解:∵直线不经过第二象限,
.
∵方程是一元二次方程,
.
.
.
∴该方程有2个不相等的实数根.
▌迁移练7-2一元二次方程根的情况为( ).
A.没有实数根 B.有两个相等的实数根
C.有两个不相等的实数根 D.只有一个实数根
【答案】A
【分析】运用一元二次方程根的判别式判断根的情况即可求解.
【详解】解:∵,则,,,
∴,
∴该一元二次方程没有实数根.
▌迁移练7-3已知关于的一元二次方程.
(1)求证:无论取何值,原方程总有两个不相等的实数根;
(2)若方程的一个根为2,求的值和方程的另一个根.
【答案】(1)证明:对于一元二次方程,,,,
.
∵无论取何实数,都有,
∴,
∴,
∴无论取何值,原方程总有两个不相等的实数根;
(2),方程的另一个根为.
【分析】(1)利用一元二次方程根的判别式,证明判别式恒大于0即可证明结论;
(2)先将已知根代入原方程求出的值,再解一元二次方程得到另一个根.
【详解】(1)略;
(2)解:把代入原方程,得,
即,
解得.
将代入原方程,得,
因式分解得,
解得,,
因此方程的另一个根为.
题型8 根据一元二次方程根的情况求参数
▌例8关于x的一元二次方程无实数根,则k的取值范围为____________.
【答案】
【分析】根据一元二次方程无实数根的条件,可得根的判别式小于0,据此列出关于的不等式,求解不等式即可得到的取值范围.
【详解】解:∵ 关于的一元二次方程无实数根,
∴ 根的判别式,
∴ ,
解得.
解题要点
先看清方程是否为一元二次方程,二次项系数不能为 0。利用判别式判断根的情况,建立不等式求解参数范围。注意区分有实数根、两个实数根的条件,不要漏掉二次项系数不为零限制,求出参数后要回代检验,排除不符合题意的值。
▌迁移练8-1已知关于的一元二次方程.
(1)求证:对于任意非零实数,该方程总有两个实数根;
(2)若此方程有两个不等实根,且均为整数,求整数的值.
【答案】(1)证明:
.
方程总有两个实数根
(2)整数的值为.
【分析】(1)利用一元二次方程根的判别式证明即可;
(2)用分解因式法求出一元二次方程的两个根分别为:,,根据方程的两个根均为整数可得,再根据方程有两个不相等的实数根确定的值.
【详解】(1)略
(2)解:方程可化为,
解得:,,
方程两根均为整数,
为整数,即为整数,
整数,
当时,可得:,
,
当时,,
,故舍去,
整数的值为.
▌迁移练8-2已知关于的方程.
(1)当取什么值时,原方程没有实数根;
(2)对选取一个合适的非零整数,使原方程有两个实数根,并求这两个实数根.
【答案】(1)
(2)时,
【分析】(1)计算一元二次方程根的判别式得出,根据原方程没有实数根得出,解不等式即可得出答案;
(2)根据原方程有两个实数根得出,选取,利用公式法解方程求出两个实数根即可.
【详解】(1)解:∵关于的方程,
∴判别式,
∵原方程没有实数根,
∴,即,
解得:,
∴当时,原方程没有实数根.
(2)解:∵原方程有两个实数根,
∴,即,
解得:,
∴选取满足条件的非零整数(答案不唯一,符合要求即可),
∴原方程为,
∵,,,
∴,
∴,.
▌迁移练8-3已知关于 的一元二次方程
(1)求证:方程总有两个实数根;
(2)若方程的两个根均为整数,求整数 的值.
【答案】(1)证明:方程为一元二次方程,故即,
判别式,
方程总有两个实数根.
(2)或
【分析】(1)证明即可;
(2)根据求根公式,表示出两个根,利用整数的性质,求解即可;
【详解】(1)略
(2)解:由求根公式得
计算得,,
两根均为整数,为整数,
,
解得或 .
题型9 一元二次方程根与系数的关系
▌例9设是一元二次方程的两个根,利用根与系数的关系求下列各式的值:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据一元二次方程的根与系数的关系,即可求解.
(2)根据完全平方公式变形,即可求解.
(3)先进行分式的加法计算,再代入求值.
【详解】(1)解:∵,是一元二次方程的两个根
∴,
∴;
(2)解:∵,
∴
;
(3)解:∵,
∴.
解题要点
使用韦达定理前务必保证二次项系数不为 0 且判别式≥0。准确写出两根之和、两根之积的表达式,代数式求值常需要配方变形。遇到求参数问题,要检验参数是否满足方程有实数根,避免忽略判别式造成增根错误。
▌迁移练9-1在复习一元二次方程()时,在有实数根的前提下,阳仔同学总结了根与系数的关系:若一元二次方程的两个实数根为,,则,.
根据以上知识点完成下列问题:
(1)方程的两根为与,则 , .
(2)已知:、是方程的两个实数根,求的值.
【答案】(1)5,3
(2)
【分析】(1)直接根据根与系数的关系得到两根和与两根积;
(2)根据根与系数的关系得到两根和与两根积,再展开所求代数式,整体代入计算结果.
【详解】(1)解:∵方程的两根为与,
∴,;
(2)解:∵、是方程的两个实数根,
∴,,
∴
.
题型10 一元二次方程应用之几何问题
▌例10如图,一农户要建一个矩形猪舍,猪舍的一边利用长为的住房墙,另外三边用长的建筑材料围成,为方便进出,在垂直于住房墙的一边留一个宽的门,当所围矩形猪舍的长为_______m、宽为_______m时,猪舍面积为.
【答案】
【分析】设矩形猪舍垂直于住房墙一边长为,则平行于墙的一边的长为,再根据猪舍面积即可列出关于的一元二次方程,解方程再结合住房墙的长为对方程的解进行取舍,即可得解.
【详解】解:设矩形猪舍垂直于住房墙一边长为,则平行于墙的一边的长为,
根据题意,得,
解得,.
当时,,不符合题意;
当时,,符合题意.
∴所围矩形猪舍的长为,宽为时,猪舍面积为.
▌迁移练10-1如图,用长为22米的篱笆,一面利用墙(墙的最大可用长度为14米),围成中间隔有一道篱笆的长方形花圃,为了方便出入,在建造篱笆花圃时,在上用其他材料做了宽为1米的两扇小门.
(1)设花圃的一边长为x米,请你用含x的代数式表示另一边的长;
(2)若此时花圃的面积刚好为,求此时花圃的长与宽;
(3)能否围成面积为的花圃?请说明理由.
【答案】(1)米
(2)花圃的长为9米,宽为5米
(3)解:不能围成面积为的花圃,理由如下:
当花圃的面积刚好为时,
,
化简得:,
∴,
∴该方程没有实数解,
∴不能围成面积为的花圃.
【分析】(1)设花圃的宽长为x米,则米;
(2)由矩形面积,列出方程,解方程可得答案;
(3)由矩形面积,列出方程,判断方程的解的情况可得答案.
【详解】(1)解:∵宽米,
∴长(米);
(2)解:∵花圃的面积刚好为平方米,
∴,
化简得:,
解得:,,
当时,长,不合题意,舍去;
当时,长,符合题意;
答:花圃的长为9米,宽为5米.
(3)略
▌迁移练10-2在中,,,,点P,Q都从点C出发,点P以的速度沿向A运动,点Q从点C出发,以的速度沿向B运动,两点同时出发,设运动时间为.
(1)当时,求长.
(2)当的面积为时,求t的值.
(3)当时,求t的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)当时,,,根据勾股定理求解即可;
(2)根据题意,,由列方程求解即可;
(3)根据勾股定理列方程求解即可.
【详解】(1)解:当时,,,
,
;
(2)解:,,,
,,
,
;
(3)解:由勾股定理,可得,
解得或,
,
.
▌迁移练10-3如图,在长方形中,,,点从点开始沿边向终点以的速度移动,与此同时,点从点开始沿边向终点以的速度移动.如果、分别从、同时出发,当其中一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动.设运动时间为秒.
(1)填空: , .(用含的代数式表示)
(2)当五边形的面积等于时,求此时的值.
(3)是否存在的值,使线段的长度最小,若存在,请求出此时的值和最小值,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)当五边形的面积等于104cm2时,此时的值为1
(3)存在,当时,线段的长度最小,最小值为
【分析】(1)根据P、Q两点的运动速度可得、的长度;
(2)根据五边形的面积等于,代入相应数据解方程即可;
(3)根据勾股定理求得,再根据配方法,求得最小值,即可求解.
【详解】(1)解:∵点Q从点B开始沿边向终点C以的速度移动,
∴;
∵P从点A开始沿边向终点B以的速度移动,
∴,
∵,
∴,
(2)解:,
,
,,
,
整理得:,
解得:,
当时,,不合题意,舍去;
当时,,符合题意;
∴当五边形的面积等于104cm2时,此时的值为1.
(3)解:,
∵,
∴,
∴当时,线段的长度最小,此时.
题型11 一元二次方程应用之销售问题
▌例11年是中国农历马年,一款“笑笑马”玩偶因缝制失误,意外变成嘴角下撇的“哭哭马”,凭借“反差感”迅速走红,两款玩偶组成“情绪”刷屏社交平台.某商店紧抓商机,以每套元的进价购入“哭哭马+笑笑马”组合套装,以每套元的价格出售.经统计,年月份的销售量为套,年月份的销售量为套.
(1)求该组合套装月份到月份销售量的月平均增长率.
(2)从年月份起,商店打算采用降价促销的方式回馈顾客,经试验,发现该组合套装每套每降价元,月销售量就会在月份销售量的基础上增加套.当该组合套装的售价为多少元时,月销售利润为元?
【答案】(1)
(2)当该组合套装的售价为元时,月销售利润为元
【分析】(1)增长率模型:初始量最终量;
(2)根据“单件利润销售量总利润”,表示出降价后每件的利润与当月销量,列出一元二次方程,求出符合实际意义的售价.
【详解】(1)解:设该组合套装月份到月份销售量的月平均增长率为.
根据题意,得,
解得不合题意,舍去
答:该组合套装月份到月份销售量的月平均增长率为.
(2)设该组合套装的售价为元,则月销售量为套.
根据题意,得,
解得不合题意,舍去
答:当该组合套装的售价为元时,月销售利润为元.
▌迁移练11-1随着“绿色出行,低碳生活”理念的普及,新能源汽车正逐渐成为人们喜爱的交通工具.某品牌新能源汽车1月份销售量为3万辆,随着消费人群的不断增多,该品牌新能源汽车的销售量逐月递增,3月份的销售量达到5.07万辆.某汽车销售公司抢占先机,购进一批新能源汽车进行销售,该公司选择一款进价为15万元/辆的新能源汽车,经销一段时间后发现:当该款汽车售价定为25万元/辆时,平均每周售出8辆,售价每降低0.5万元,平均每周多售出1辆,若该店计划下调售价,使平均每周的销售利润为96万元.
(1)求从1月份到3月份该品牌新能源汽车销售量的月平均增长率;
(2)为推广新能源汽车,此次销售尽量让利于顾客,求下调后每辆汽车的售价.
【答案】(1)
(2)万元
【分析】(1)由平均增长率问题的解法,列一元二次方程求解即可;
(2)设下调后每辆汽车的售价为万元,由等量关系列一元二次方程求解即可.
【详解】(1)解:设从1月份到3月份该品牌新能源汽车销售量的月平均增长率为,
根据题意,得,
解得,(负值不符合题意,舍去),
答:从1月份到3月份该品牌新能源汽车销售量的月平均增长率为;
(2)解:设下调后每辆汽车的售价为万元,则每辆汽车的销售利润为万元,平均每周可售出辆,
根据题意,得,
解得,,
此次销售尽量让利于顾客,
,
答:下调后每辆汽车的售价为21万元.
题型12 一元二次方程应用之行程、工程问题
▌例12甲、乙两工程队合作完成某修路工程,该工程总长为4800米,原计划32小时完成.甲工程队每小时修路里程比乙工程队的2倍多30米,刚好按时完成任务.
(1)求甲工程队每小时修的路面长度;
(2)通过勘察,地下发现大型溶洞,此工程的实际施工里程比最初的4800米多了1000米,在实际施工中,乙工程队修路效率保持不变的情况下,时间比原计划增加了()小时;甲工程队的修路速度比原计划每小时下降了米,而修路时间比原计划增加m小时,求m的值.
【答案】(1)甲工程队每小时铺设的路面长度为110米
(2)m的值为18
【分析】(1)设乙两工程队每小时铺设路面x米,则甲工程队每小时铺设路面米,根据题意列出方程求解即可;
(2)根据“甲工程队铺设的路面长度+乙两工程队铺设的路面长度=5800”列出方程,求解即可.
【详解】(1)解:设乙两工程队每小时铺设路面x米,则甲工程队每小时铺设路面米,
根据题意得,,
解得:,
则,
∴甲工程队每小时铺设的路面长度为110米;
(2)解:根据题意得,
,
整理得,,
解得:(舍去),
∴m的值为18.
【点睛】本题主要考查一元一次方程、一元二次方程的应用,解题关键是读懂题意,找准等量关系并列出方程.
▌迁移练12-12022年暑期,我区遭遇连续高温和干旱,一居民小区的部分绿化树枯死.小区物业管理公司决定补种绿化树,计划购买小叶榕和香樟共50棵进行栽种.其中小叶榕每棵680元,香樟每棵1000元,经测算,购买两种树共需38800元.
(1)原计划购买小叶榕、香樟各多少棵?
(2)实际购买时,经物业管理公司与商家协商,每棵小叶榕和香樟的售价均下降元(),且两种树的售价每降低10元,物业管理公司将在原计划的基础上多购买小叶榕2棵,香樟1棵.物业管理公司实际购买的费用比原计划多3600元,求物业管理公司实际购买两种树共多少棵?
【答案】(1)原计划购买小叶榕35棵、香樟15棵
(2)物业管理公司实际购买两种树共56棵
【分析】(1)设原计划购买小叶榕棵,则购买香樟棵,根据题意列出方程即可得出答案.
(2)根据给出的条件先列出小叶榕与香樟的单价表达式分别为元每棵,元每棵,再列出实际购买棵树的表达式,得到方程式求出满足条件的值,即可得出答案.
【详解】(1)设原计划购买小叶榕棵,则购买香樟棵,
根据题意,可得,
解得,.
答:原计划购买小叶榕35棵、香樟15棵.
(2)根据题意,可得,
整理得,,
解得:,,
∵,∴,
∴购买了39棵小叶榕,17棵香樟,
答:物业管理公司实际购买两种树共56棵.
【点睛】本题主要考查一元一次方程的实际应用和一元二次方程应用的问题,熟练掌握题中的等量关系列出正确的方程解决本题的关键.
▌迁移练12-2一个小球以的速度开始向前滚动,并且均匀减速,后小球停止滚动.
(1)小球的滚动速度平均每秒减少多少?
(2)小球滚动用了多少秒(结果保留根号)?
(提示:匀变速直线运动中,每个时间段内的平均速度(初速度与末速度的算术平均数)与路程,时间的关系为.)
【答案】(1)小球的滚动速度平均每秒减少;
(2)小球滚动到用了秒.
【分析】本题考查了一元二次方程的应用.
(1)从滚动到停下平均每秒速度减少值为:速度变化÷小球运动速度变化的时间;
(2)利用等量关系:速度×时间=路程,时间为,根据题意列出方程:求解即可.
【详解】(1)解:从滚动到停下平均每秒速度减少值为:速度变化÷小球运动速度变化的时间,
即,
故小球的滚动速度平均每秒减少;
(2)解:设小球滚动到用了,
即,
解得(舍),.
答:小球滚动到用了秒.
▌迁移练12-3数学老师设计了点做圆周运动的一个动画游戏,如图所示,甲、乙两点分别从直径的两端点A、B以顺时针、逆时针的方向同时沿圆周运动,甲运动的路程与时间满足关系:,乙以的速度匀速运动,半圆的长度为.甲、乙从开始运动到第三次相遇时,它们运动了______秒.
【答案】
【分析】本题考查了一元二次方程的应用,利用甲乙的路程之和等于,可列出关于的一元二次方程,解之取其符合题意的值,即可得出结论.
【详解】解:根据题意得:,
整理得: ,
解得: (不符合题意,舍去),
故答案为:.
难点一 根据一元二次方程根的情况求参数综合
难点精练
1.已知关于x的方程.
(1)求证:无论m取任何实数时,方程恒有实数根.
(2)若关于x的方程根均为正整数,求整数m的值.
【答案】(1)证明:当时,原方程为,解得,原方程有实数根;
当时,
∴此方程有两个不相等的实数根,
∴无论m取任何实数时,方程恒有实数根;
(2)整数的值为或或
【分析】(1)分为和两种情况,结合一元一次方程的根和一元二次方程根与判别式的关系可得结论;
(2)分为和两种情况,解方程得到方程的解,根据题中条件即可求得m的值.
【详解】(1)略
(2)解:当时,由(1)知为正整数,符合题意;
当时,解方程,得,,
∵原方程的根均为正整数,m为整数,
∴或2,对应的或均符合题意,
综上,整数的值为或或.
2.等腰三角形边长分别为,,,且,是关于的一元二次方程的两个根,则的值为______.
【答案】
【分析】根据等腰三角形的性质,分两种情况讨论:①腰长为,即或,②底边长为,即,分别结合一元二次方程根的性质求出的值,再利用三角形三边关系验证,舍去不符合条件的结果,得到的最终值.
【详解】解:三角形为等腰三角形
分两种情况讨论:①或,②,
①当或时,
,是一元二次方程的两个根,
是方程的一个根,
将代入方程得,
解得,
当时,方程为
因式分解得,
解得,,
此时三角形三边长为,,,
,不满足三角形三边关系中两边之和大于第三边,
不合题意,舍去;
②当时,一元二次方程有两个相等的实数根
根的判别式,
解得,
此时方程为,
解得,
此时三角形三边长为,,,满足三角形三边关系,符合题意;
综上所述,.
3.已知二次方程的两根一个大于1,一个小于1,则实数m的取值范围为________.
【答案】
【分析】由二次方程和根的判别式解不等式组得出实数m的取值范围.
【详解】解:是二次方程,
,解得.
二次方程有两根,
.
即.
或.
解,得.
解,得且,不合题意舍去.
实数m的取值范围为.
4.设m满足不等式,且关于x的一元二次方程有两个整数根,则符合条件的整数m的个数为______.
【答案】7
【分析】首先把方程进行整理,根据一元二次方程的求根公式得,再根据x,m均是整数且,得m为完全平方数,即可求解.
【详解】解:将方程整理得:,
∴,
∴当时,方程根为,
∵,均是整数且,
∴为完全平方数,
∴,1、4、9、16、25、36.
∴符合条件的整数m的个数为7.
难点二 一元二次方程根与系数的关系综合
难点精练
5.已知关于的一元二次方程有实数根,且两根之和为整数,求整数的值.
【答案】
【分析】根据一元二次方程根与系数的关系分析两根之和的整数性,然后验证的可能值即可.
【详解】解:方程是关于的一元二次方程,
二次项系数不为,即.
设关于的一元二次方程的实数根分别为,
则.
方程的两根之和为整数,
整数.
当时,方程为,判别式,无实数根,故舍去;
当时,方程为,判别式,有实数根.
.
6.已知关于x的一元二次方程的两根之差为2,则代数式的最大值为( )
A. B. C.4 D.10
【答案】C
【分析】结合两根差的条件与根与系数的关系,建立的等量关系,代入所求式后配方求最值即可.
【详解】解:设方程的两根分别为,.
由根与系数的关系得,.
∵ 两根之差为2,
∴ .
又∵ ,
∴ .
整理,得,即.
将代入,得 ,
配方得.
∵ ,
∴ ,
∴ .
∴代数式的最大值为4.
7.已知,且,,则__________.
【答案】
【详解】解:当时,方程左边,
.
将方程的两边同时,得.
,即,
为一元二次方程的两个不相等的解,
∴由韦达定理得.
8.定义:如果关于的一元二次方程(,,均为常数,)有两个实数根,且其中一个根比另一个根大1,则称这样的方程为“邻根方程”.
(1)下列方程中,按上述定义 (填序号)是“邻根方程”.
①;②;③.
(2)若是“邻根方程”,求的值.
(3)若一元二次方程(,,均为常数,)为“邻根方程”,求出,,应满足的数量关系.
【答案】(1)①③
(2)或
(3)
【分析】(1)分别求得①②③中方程的两个根,再根据“邻根方程”的定义判断即可;
(2)先求出方程的两个根,再根据“邻根方程”的定义列出关于的一元一次方程,求解即可;
(3)设方程的两个根为、,根据“邻根方程”的定义得,利用根与系数的关系,结合完全平方公式即可得到,,的数量关系.
【详解】(1)解:①解方程得,,
,
方程是“邻根方程”;
②解方程得,
,
方程不是“邻根方程”;
③解方程得,,
,
方程是“邻根方程”.
综上可知,“邻根方程”为:①③.
(2)解:解方程得:,,
该方程是“邻根方程”,
或,
解得:或.
(3)解:一元二次方程为“邻根方程”,
∴,
设方程的两个根为、,则,,,
∴,
∴,
∴.
难点三 一元二次方程的实际应用综合
难点精练
9.综合与实践.
(1)【初步探索】欧几里得的《几何原本》记载,对于形如的方程,可用如图1的几何解法:作直角三角形,其中,,,在斜边上截取,则该方程的其中一个正根是哪段线段的长?说明你的理由.
(2)【再次探索】我国数学家赵爽在其所著的《勾股圆方图注》中也记载了关于一元二次方程的几何解法:以方程为例,因为,所以有.如图2,用4个长都是,宽都是x的相同矩形,拼成如图所示的正方形,图2中,大正方形的面积可以表示为_____________(用含x的代数式表示);另一方面,它又等于4个小矩形的面积加上中间小正方形的面积,即等于,故可得原方程的一个正根是____________________.
(3)【类比运用】请选用上述两种几何方法中的一种求方程的正根(请在下面画出图形,注意在图中标注出相关线段的长度).
【答案】(1)该方程的其中一个正根是线段的长,理由如下:
∵在直角三角形中,根据勾股定理得,,
,
整理得,,
∴对于形如的方程中一个正根是线段的长;
(2);
(3);
【分析】(1)在直角三角形中,根据勾股定理得,即可证明结论;
(2)根据大正方形的面积可以表示为,再列方程得到.解方程即可求出原方程的一个正根;
(3)由题意可得,作直角三角形,其中,,,在斜边上截取,在中,求出,即可得到答案.
【详解】(1)略
(2)解:观察图2,大正方形的边长为矩形的长与宽之和,即,
那么大正方形的面积可以表示为,
因为,即,且大正方形面积等于个小矩形的面积加上中间小正方形的面积,即.
化简可得,
进一步变形为.
∴
∴或,
因为为正数,
所以,
即原方程的一个正根是
(3)解:,
,
作直角三角形,其中,,,
在斜边上截取,
在中,,
则该方程的其中一个正根为的长即.
10.如图,在矩形中,,点是线段上一点,作点关于的对称点,连结,过点作交射线于点.
(1)当点在点左侧时.
①求证:.
②若,求的周长.
(2)取的中点,连结,当与的某一边平行时,求的长度.
【答案】(1)①证明:如图1,延长交于点.
四边形为矩形,
.
由轴对称可知,
,
,,
.
,
.
②
(2)或
【分析】(1)①延长交于点,根据平行的性质即可证明;
②由①的结论先证明,设,根据表示出,在中,由勾股定理可解得,进而求解;
(2)分和两种情况画出图形,分别计算即可.
【详解】(1)解:①略;
②如图1,
四边形为矩形,
,,
根据对称可知,
,
在和中,
,
,
设,则,
,
,,
四边形是平行四边形,
.
在中,由勾股定理可得,
即,解得
,
的周长为.
(2)解:分两种情况:
①如图2,当时,
,,
四边形是平行四边形,
,
为的中点,
,
,
,
为的中点.
,
设,则,
,
,
,
在中,由勾股定理可得,
即,解得,
,
.
②如图3,当时,
,
,
,
,
.
,
,
,
.
,
,
,
,
.
,
,
,
是中点,
.
设,
,
,
.
在中,由勾股定理可得,
即,解得(舍去)
,
.
.
11.如图:在直角坐标系中,长方形中,,,点从点出发,沿射线方向以每秒个单位长的速度移动,点从点出发,沿射线方向以每秒个单位长的速度运动,设点的运动时间为秒.
(1)如图1,当为何值时,的面积为;
(2)当是的角平分线时,求出此时点的坐标;
(3)当为何值时,是等腰三角形?
【答案】(1)
(2)或
(3)或或或
【分析】(1)用含的式子表示三角形底与高,代入面积公式列方程,舍去负根即可求出的值;
(2)利用长方形对边平行得到,结合角平分线条件推导出,得到,用表示,在中利用勾股定理列出关于的方程求解,即可得到点坐标;
(3)先写出三点坐标,借助平面内两点距离公式写出、、三条边长代数式,分、、三类情况列方程求解,舍去不符合实际运动意义的根,即可得到所有符合条件的的值.
【详解】(1)解:如图,由题意得,,
,
当的面积为时,
,解得或(不合题意,舍去),
即当时,的面积为;
(2)解:如图,
∵四边形是长方形,
∴,,,,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
在中,,
∴,
解得或,
即或,
∴此时点的坐标为或;
(3)解:由题意得,,,
∴,,,
是等腰三角形,可分三种情况讨论:
①,则
,
解得或(不合题意,舍去);
②,则
,
解得或;
③,则
,
解得或(不合题意,舍去);
综上,或或或.
12.根据以下素材,探索完成任务.
13度的甜,14度的鲜,夏季的兰溪杨梅,不仅是自然的馈赠,更是交织成初夏最让人心动的味道,但由于“泡药风波”,使得杨梅的销售较往年增加了一些难度,为了促进销售,某农户决定采取网上和实体店同步销售,请你帮助一起设计兰溪杨梅的销售方案.
素材1
某农户在网上和实体店同时销售兰溪杨梅(以下简称杨梅),成本价为20元/千克.
素材2
杨梅的网上销售价定为30元/千克时,当天网上销售量是100千克,实体店的销售价定为40元/千克时,当天实体店销售量是50千克.一天内实体店的销售价保持不变,网上销售价可按实际情况进行适当调整,需确保网上销售价始终高于成本价.
素材3
据调查,网上销售价每降低1元,当天网上多售出20千克,实体店少售出2千克.
问题解决:
(1)任务1:当杨梅网上销售价为25元/千克时,求农户在网上销售杨梅当天的毛利润(毛利润=销售总额-成本)与实体店销售该杨梅当天的毛利润各是多少元?
(2)任务2:杨梅的网上单价每千克降多少元时,农户一天的总毛利润(总毛利润=网上毛利润+实体店毛利润)为2040元?
(3)任务3:你觉得该农户一天的总毛利润能否达到3000元,若能,请求出杨梅的网上单价是每千克多少元?若不能,请说明理由.
【答案】(1)网店毛利润为1000元,实体店毛利润为800元
(2)网店单价每千克降低1元或2元时,总毛利润为2040元
(3)不能,理由:
设网店售价每千克降低元,假设总毛利润能达到3000元,
根据任务2的计算可得:
整理得:
可得:
由根的判别式得方程无解
所以该农户一天的总毛利润不能达到3000元.
【分析】(1)根据毛利润单件毛利润销售数量求解即可;
(2)设网店售价每千克降低元,分别求得网店毛利润和实体店毛利润,根据题意列方程,解方程,即可求解.
(3)设网店售价每千克降低元,假设总毛利润能达到3000元,根据题意列出方程,解方程,即可求解.
【详解】(1)当网店售价为25元时,相比初始价30元降低了元.
网店情况:销量(千克)
单件毛利润(元/千克)
网店毛利润(元)
实体店情况:销量(千克)
单件毛利润(元/千克)
实体店毛利润(元)
答:网店毛利润为1000元,实体店毛利润为800元.
(2)解:设网店售价每千克降低元,
则网店毛利润;
实体店毛利润
根据题意列方程:
化简可得:
∴
解得:,
答:网店单价每千克降低1元或2元时,总毛利润为2040元.
(3)略
难点四 一元二次方程的新定义问题
难点在于读懂题目陌生定义,转化为一元二次方程相关知识。学生容易忽略二次项系数不为 0、判别式≥0 等隐藏条件,不会拆解新规则。需要结合定义列式运算,求出参数后回代验证,排除不符合新定义的结果,防止凭固有经验直接解题。
难点精练
13.“新定义”问题就是给出一个从未接触过的新规定,要求同学们现学现用,更多考查阅读理解能力、应变能力和创新能力.定义:方程是一元二次方程的伴随方程,其中a,b,c为常数(且a,).根据此定义解决下列问题:
(1)若是一元二次方程的伴随方程的一个根,求出c的值.
(2)若m,n为一元二次方程的两个根,且.
(ⅰ)若,,求一元二次方程的伴随方程.
(ⅱ)求证:一元二次方程的伴随方程的两个根分别为,.
【答案】(1)
(2)(i)(ⅱ)证明见解析
【分析】(1)由题意得出一元二次方程的伴随方程为,将代入求解即可;
(2)(ⅰ)根据一元二次方程根与系数关系得出,结合,求出.结合,即可得,.根据一元二次方程根与系数关系得出,即可求出,得出一元二次方程的伴随方程;
(ⅱ)根据一元二次方程根与系数关系得出,.再根据题意得出一元二次方程的伴随方程为,设的两个根为,,根据一元二次方程根与系数关系得出,.又,,即,,即可证明;
【详解】(1)解:由题意可知一元二次方程的伴随方程为,
将代入中,得,解得.
(2)解:(ⅰ)∵m,n为一元二次方程的两个根,
∴,
∵,
,
解得.
,
,.
,,
,
解得,
一元二次方程的伴随方程为.
(ⅱ)证明:,n为一元二次方程的两个根,
,.
一元二次方程的伴随方程为,
∴设的两个根为,,则,.
,,
,,
一元二次方程的伴随方程的两个根分别为,.
14.定义:如果关于x的一元二次方程,满足,我们称这个方程为“和谐方程”.
(1)根据定义判断,方程________“和谐方程”(填“是”或“不是”);
(2)已知关于x的一元二次方程是“和谐方程”,则b的值为多少,并解出这个“和谐方程”;
(3)若关于x的一元二次方程是“和谐方程”,求代数式的最小值.
【答案】(1)是
(2),
(3)代数式的最小值为
【分析】(1)根据“和谐方程”定义进行判断即可;
(2)根据“和谐方程”定义得出,求出b的值,再解方程即可;
(3)根据“和谐方程”定义得出,把代入得出根据非负数的性质,得出答案即可.
【详解】(1)解:∵方程中,,,
∴,
∴方程是“和谐方程”;
(2)解:∵关于x的一元二次方程是“和谐方程”,
∴,
解得:,
解方程,
解得;
(3)解:∵关于x的一元二次方程是“和谐方程”,
∴,
∴,
∴
,
,
,
即代数式的最小值为.
15.定义:若关于x的一元二次方程的两根均为整数,则称该方程为“快乐方程”.对于“快乐方程”,定义其“快乐数”为.
现探究以下问题:
(1)“快乐方程”的“快乐数”为______;
(2)若关于x的一元二次方程(m为整数,且)是“快乐方程”,求m的值,并求该方程的“快乐数”.
(3)对于“快乐方程”(b、c为整数),若其“快乐数”(n为正整数),且方程的两根,满足,求该方程的“快乐数”所有可能的值.
【答案】(1)
(2),
(3)所有可能的快乐数为和
【分析】(1)根据“快乐数”的定义求解;
(2)先计算,根据“快乐方程”的定义,得到为平方数,根据,得到,即可求出或36,根据m为整数,即可求出m的值,即可求其“快乐数”;
(3)首先表示出 ,得到,然后利用根与系数的关系得到,,表示出 ,得到,根据题意求出或4,进而求解即可.
【详解】(1)解:方程的“快乐数”为 ;
(2)解:方程,
∴,
∵,
∴,
又∵方程是“快乐方程”,且m为整数,
∴方程的根为整数,
∴为完全平方数,
∴或36,
∴,(舍去),
∴方程为:,
∴,
∴其“快乐数”数是;
(3)解:根据题意得, ,
∴,
∵方程的两根为,,
∴,,
∴ ,
∴,
∵是“快乐方程”,
∴,是整数,
∴是整数,
∵n为正整数,
∴n为完全平方数,
∵,
∴ ,
∴,
∴,
∴或4,
∴ 或.
16.阅读与思考
定义:若两个一元二次方程有且只有一个相同的实数根,我们就称这两个方程为“同伴方程”.例如和有且只有一个相同的实数根,所以这两个方程为“同伴方程”.
(1)根据所学定义,下列方程属于“同伴方程”的有______;(只填写序号即可)
①;②;③
(2)关于x的一元二次方程与为“同伴方程”,求m的值;
(3)若关于x的一元二次方程()同时满足和,且与互为“同伴方程”,求n的值.
【答案】(1)①③
(2)
或
(3)
或
【分析】本题考查了一元二次方程的解、新定义“同伴方程”.
分别求出三个方程的解,根据“同伴方程”的定义进行判断即可;
先求出一元二次方程的解,,根据一元二次方程与为“同伴方程”,分情况求解即可;
一元二次方程()同时满足和,可知方程的解为,,分情况求出值即可.
【详解】(1)解:解方程,
可得:,;
解方程,
可得:;
解方程,
可得:,;
其中方程和方程有且只有一个相同的实数根,
方程是“同伴方程”;
(2)解:解方程,
可得:,,
当相同的根是时,
把代入方程,
可得:,
解得:;
此时方程为,可得:,,符合题意;
当相同的根是时,
把代入方程,
可得:,
解得:,
此时方程为,可得:,,符合题意;
的值是或;
(3)解:关于x的一元二次方程同时满足和,
方程的解是,,
方程的解为,,
方程与方程是“同伴方程”,
或,
或.
基础达标
1.已知a,b是方程的两个实数根,则的值是( )
A.2027 B.2026 C.2025 D.2024
【答案】C
【分析】根据一元二次方程根与系数的关系计算即可.
【详解】解:∵a,b是方程的两个实数根,
∴,
∴.
2.若方程的根是有理数,则的值可能是( )
A. B.3 C. D.4
【答案】D
【详解】由,可得.
∵ 方程的根是有理数,
∴ ,且是有理数的平方.
A选项,,不符合要求,选项A错误;
B选项,不是有理数的平方,根为无理数,选项B错误;
C选项,,不符合要求,选项C错误;
D选项中,,根为,是有理数,选项D正确.
3.如果关于x的方程可以用直接开平方法求解,那么m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据非负数的性质,建立不等式,求解即可.
【详解】解:∵关于x的方程可以用直接开平方法求解,,
∴,
解得.
4.一元二次方程的根的情况是( )
A.有两个不相等的实数根 B.有两个相等的实数根
C.没有实数根 D.无法确定
【答案】A
【分析】计算根的判别式,判定,解答即可.
【详解】解:∵一元二次方程为,
∴,,,
∴,
∵,
∴,即,
∴方程有两个不相等的实数根.
5.据国家统计局发布的《2022年国民经济和社会发展统计公报》显示,2020年和2022年全国居民人均可支配收入分别为3.2万元和3.7万元.设2020年至2022年全国居民人均可支配收入的年平均增长率为x,依题意可列方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据平均增长率的等量关系,列方程即可.
【详解】解:由题意,可列方程为.
6.关于x的一元二次方程有两个相等的实数根,则k的值为____________.
【答案】
【分析】已知一元二次方程有两个相等的实数根,利用根的判别式等于0建立关于的方程,求解即可得到的值.
【详解】解:∵关于的一元二次方程有两个相等的实数根,
∴根的判别式.
这里,,,
将系数代入得,
整理得.
解得.
7.一个两位数,十位数字比个位数字大2,把这个两位数的个位数字和十位数字交换后得到的两位数的平方,所得数值比原来的两位数大138,则原来的两位数为_______.
【答案】31
【分析】设原来两位数的个位数字为,根据数位表示法表示出原两位数和交换后的新两位数,根据题意给出的等量关系列一元二次方程,结合数字的性质舍去不合理的解即可得到结果.
【详解】解:设原来两位数的个位数字为,则十位数字为,
原来的两位数为,交换个位和十位后的新两位数为,
根据题意可得,
解得(舍去),,
,
十位数字为,
原来的两位数为.
8.关于x的一元二次方程的一个根为,则另一个根为________.
【答案】2
【分析】利用一元二次方程根与系数的关系,两根乘积为常数项与二次项系数的比值,代入已知根即可计算另一个根.
【详解】解:设方程的另一个根为,
对于一元二次方程,根据根与系数的关系可得,
∵,
∴,
解得.
9.关于x的一元二次方程有两个实数根、,若,则的值是________.
【答案】
【分析】先利用韦达定理得到两根和与两根积,代入已知等式求解k,再结合该一元二次方程有两个实数根的条件,令判别式大于等于0,求出k的范围进行取舍.
【详解】解:∵关于x的一元二次方程有两个实数根、,
∴、,
代入,得
,
解得、,
又∵,解得,
∴不符合题意,舍去,
故.
10.若是关于的方程的一个根,则的值为______.
【答案】
【分析】先得出,再作为一个整体代入计算即可.
【详解】解:∵是关于的方程的一个根,
∴,即,
∴
.
11.解下列方程:
(1);
(2).
【答案】(1),
(2),
【详解】(1)解:
解得,;
(2)解:
或
解得,.
12.把下列方程化成一元二次方程的一般形式,并写出它的二次项系数、一次项系数和常数项.
方程
一般形式
二次项系数
一次项系数
常数项
【答案】
方程
一般形式
二次项系数
一次项系数
常数项
3
0
1
1
7
0
4
【分析】先将各方程一元二次方程一般形式,再利用一元二次方程的二次项系数、一次项系数、常数项的定义解答即可.
【详解】解:方程可化为一元二次方程的一般形式,其中二次项系数、一次项系数、常数项分别为:3,,0;
方程可化为一元二次方程的一般形式,其中二次项系数、一次项系数、常数项分别为:1,1,;
方程可化为一元二次方程的一般形式,其中二次项系数、一次项系数、常数项分别为:7,0,4.
13.解方程.
(1)
(2)
(3);
(4)
【答案】(1),
(2),
(3),
(4),
【详解】(1)解:
或
∴,;
(2)解:
∴
∴,;
(3)解:
或
∴,;
(4)解:
或
∴,.
14.已知关于的一元二次方程有两个实数根.
(1)求实数的取值范围;
(2)若,是该方程的两个根,且满足,求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据根的判别式列不等式求解;
(2)根据一元二次方程根与系数的关系求解即可.
【详解】(1)解:∵一元二次方程有两个实数根,
∴,
解得;
(2)解:∵,是该方程的两个根,
∴,,
∴,
解得,,
由(1)可知:,
∴.
15.某网店销售一种成本为12元/件的小商品,通过市场调研发现,当售价定为15元/件时,日均销售量为90件,售价每上涨1元,日均销售量减少2件.设该商品的售价定为x元/件.
(1)用含x的式子表示出该商品每日的销售量:________.
(2)若规定该商品的售价不得高于30元/件,且网店计划每日销售该商品的利润为640元,求该商品的售价.
【答案】(1)
(2)该商品的售价为20元
【分析】(1)根据题意列式即可;
(2)根据题意列出一元二次方程求解即可.
【详解】(1)解:根据题意可得,该商品每日的销售量为;
(2)解:根据题意可得,,
解得,(舍去).
答:该商品的售价为20元.
能力进阶
16.用配方法将二次三项式变形,结果是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】解:.
17.为响应“足球进校园”的号召,某校组织足球比赛,赛制为单循环形式(每两个队之间都要比赛一场),计划安排28场比赛,则参赛的足球队个数为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【答案】C
【详解】解:设参赛的足球队个数为个,
由题意得:,
整理得:,
因式分解得:,
解得:,(不符合题意,舍去).
18.一商店销售某种商品,平均每天可售出20件,每件盈利40元.为了扩大销售,增加盈利,该店采取了降价措施.在每件盈利不少于25元的前提下,经过一段时间销售,发现销售单价每降低0.5元,平均每天可多售出1件.若该商店每天销售利润为1200元,每件商品降价( )
A.10元 B.10元或20元 C.16元 D.15元或20元
【答案】A
【分析】设每件商品降价元,则每件盈利元,平均每天的销售量为件,根据总利润每件商品的利润销售量建立方程求解即可.
【详解】解:设每件商品降价元,则每件盈利元,平均每天的销售量为件,即件,
依题意得,
整理得,
解得,,
当时,,符合题意,
当时,,不符合题意,
∴每件商品降价10元.
19.新定义:若关于的一元二次方程有两个不相等的实数根,且其中一个根为另一个根的倍,则称这样的一元二次方程为“倍根方程”.若关于的一元二次方程是“倍根方程”,则代数式的值为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
【答案】B
【分析】通过因式分解求解一元二次方程的两个根,再根据“倍根方程”的定义分两种情况讨论根的关系,最终求解得到的值.
【详解】解:,
,
解得,.
关于的一元二次方程是“倍根方程”,
分两种情况:①当时,即,此时,
②当时,即,此时.
综上所述,代数式的值为或.
20.下列说法:①关于x的一元二次方程无实数解;②无论m为何值,关于x的一元二次方程都有两个不相等的实数根;③若关于x的一元二次方程有两个不相等的实数根,则m的取值范围是且.其中正确的有( )
A.个 B.个 C.个 D.个
【答案】B
【分析】计算各一元二次方程的判别式,根据判别式的符号判断根的情况,逐一验证三个说法的正误即可.
【详解】解:①对于方程,,当时,,方程有两个相等的实数根,即有实数解,故①错误;
②对于方程,,
∵,
∴,
∴无论为何值,方程都有两个不相等的实数根,故②正确;
③对于方程,由方程有两个不相等的实数根得,即,解得,
当时,方程为一元二次方程且有两个不相等的实数根,故错误,③错误;
综上,正确的说法有1个.
21.某种服装平均每天可售出件,每件利润为元.为了尽快减少库存,决定降价促销,通过市场调研发现,每件降价元,则每天多售出件.如果每天销售这种服装的总利润达到元,那么每件应降价________元.
【答案】
【分析】设每件降价元,根据总利润等于每件利润乘以销售量列方程,结合尽快减少库存的要求选择符合题意的解.
【详解】解:设每件服装应降价元,根据题意,降价后每件利润为元,
降价元后每天的销售量为
件,
总利润达到元,
列方程为
,
,
,
解得:,.
要尽快减少库存,降价越多,每天销售量越大,减少库存越快,
取,即每件应降价元.
22.已知关于x的一元二次方程的两个不相等的实数根,满足,则m的值为________.
【答案】
【分析】先由方程有两个不相等实数根得判别式大于0,确定的取值范围,再利用根与系数的关系将转化为关于的方程,求解后根据的范围检验得到最终结果.
【详解】解:∵关于的一元二次方程有两个不相等的实数根,
∴判别式,化简得,
解得,
根据根与系数的关系,得,,
∵,
∴,代入得,
整理为,
解得或,
∵,
∴舍去,得.
23.如图,在中,,,,点从点开始沿射线方向以的速度运动;同时点也从点开始沿射线方向以的速度运动._______秒后以、、、为顶点的四边形的面积为.
【答案】或
【分析】先根据动点速度设运动时间为,得出、,依据点、所在线段位置划分为、、三种情况,每种情况结合图形形状选用对应割补法列出四边形面积方程求解,求出解后验证数值是否落在对应取值范围内,舍去取值范围内不符的解,即可得出所有符合条件的时间.
【详解】解:设运动时间为,由题意得,,
当点在线段上时,;
当点在线段上时,;
故分三种情况讨论:
①当时,如图,
,
∵,
∴,
解得 或(不合题意,舍去);
②当时,如图,
,
∵,
∴,
解得;
③当时,如图,
,
∵,
∴,
解得(,不合题意,舍去)或(不合题意,舍去);
综上所述, 或秒后以、、、为顶点的四边形的面积为.
24.数学活动课上,聪明的小颖和小亮在讨论张老师出示的一道代数式求值问题:已知实数a,b同时满足,,求代数式的值.
结合他们的对话,请解答下列问题:
(1)当时,a的值是_____________.
(2)当时,代数式的值是_____________.
【答案】 或1 6
【分析】(1)将替换为代入,得到关于的一元二次方程,求解即可;
(2)首先把两个已知方程相减,因式分解后结合的条件,求出的值;再把两个已知方程相加,结合求出的的值,得到相关的表达式,进而求出的值;最后将变形为含有和的形式,代入计算即可.
【详解】【小题1】当时,
∴,
整理,
,
解得:或;
【小题2】联立方程组,
将得:,
整理得:,
将得:,
整理得:,
∴,
又∵,
∴,即④,
将④代入③,得,即,
又∵,
∴,
∴.
25.已知,,,则______.
【答案】
【分析】和是一元二次方程的两个不相等实根,利用根与系数的关系即可求得的值.
【详解】解: 由题意得 ,,且,
可知,是一元二次方程 的两个不相等的实数根,
根据根与系数的关系,得 .
26.解方程:
(1);
(2).
【答案】(1)
,
(2)
,
【分析】(1)确定方程各项系数,计算判别式,代入一元二次方程求根公式求解;
(2)移项后提取公因式分解因式,转化为两个一元一次方程求解.
【详解】(1)解:,
∵,,,
∴,
,
解得,;
(2)解:,
移项,得,
分解因式,得,
可得或,
解得,.
27.如图是一个三角点阵,从上往下数有无数多行,其中第一行有1个点,第二行有2个点……第n行有n个点.
(1)前8行的点数和为___________,用含n的式子表示前n行的点数和为___________;
(2)根据(1)的结论,前n行的点数和能是100吗?如果能,请求出n的值;如果不能,请说明理由.
【答案】(1)36,
(2)前n行的点数和不能是100.理由如下:假设前n行的,点数和是100,则,即,
解得.
为整数,
前n行的点数和不能是100.
【分析】(1)前8行的点数和为:,解答即可,用含n的式子表示前n行的点数和为,解答即可;
(2)建立一元二次方程,求方程的整数解,解答即可.
【详解】(1)解:前8行的点数和为:,
用含n的式子表示前n行的点数和为:
.
(2)解:略.
28.解决问题
探究主题
黄河口大闸蟹产业发展综合探究
探究背景
为贯彻落实黄河流域生态保护和高质量发展重大战略,东营深耕生态文旅,打造了“观鸟浪、赏黄蓝交汇、品大闸蟹”等特色名片.
资料一
某大闸蟹养殖基地依托旅游产业优势,产能稳步提升.该养殖基地2024年大闸蟹产量约64吨,计划2026年产量达到100吨.
资料二
为满足市场需求,该养殖基地推出不同规格的大闸蟹.其中,某规格公蟹单只售价40元,母蟹单只售价45元.
问题解决:
(1)该养殖基地大闸蟹产量平均每年增长的百分率是多少?
(2)若某游客计划购买该规格公蟹和母蟹共12只,且购买母蟹的数量不少于公蟹数量的.怎样购买费用最低,最低费用是多少?
【答案】(1)
(2)购买公蟹9只、母蟹3只时费用最低,最低费用为495元.
【分析】(1)设平均每年增长的百分率为x,根据“该养殖基地2024年大闸蟹产量约64吨,计划2026年产量达到100吨.”列出方程,即可求解;
(2)设购买该规格公蟹m只,则购买母蟹只,根据“购买母蟹的数量不少于公蟹数量的”列不等式求出m的取值范围,设购买费用为w元,列出w关于m的函数关系式,再根据一次函数的性质解答即可.
【详解】(1)解:设平均每年增长的百分率为x,
根据题意得:,
解得:(不符合题意,舍去),
答:平均每年增长的百分率为;
(2)解:设购买该规格公蟹m只,则购买母蟹只,
根据题意得:,
解得:,
设购买费用为w元,则
,
∵,
∴w随m的增大而减小,
∵m为整数,
∴m的最大值为9,
当时,w取得最小值,最小值为,
答:购买公蟹9只、母蟹3只时费用最低,最低费用为495元.
29.如下为年月份的日历,学校数学兴趣小组在日历上发现了一种结构运算:有四个正整数,,,在日历中的关系位置如图所示,将下图平移覆盖到日历上,使得,,,分别与日历上的四个数字重合,规定,则一定是某一个数的平方.
日
一
二
三
四
五
六
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
(1)特例研究:
①当时,(__________);
②当时,;
③当时,;
④当时,.
(2)观察归纳:
通过运算证明:一定是某一个数的平方.
以下是小组成员的部分证明过程:
…
请把接下去的证明过程补充完整.
(3)拓展应用:图的日历中是否存在,若存在,求出此时所对应的数字,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)11.
(2)
,
故一定是某一个数的平方.
(3)当时,,
因为,所以,则,整理得,
解得:(舍去),
由图可知,当时,不存在.
【分析】(1)按顺序计算出结果再开方即可;
(2)将变形为含的完全平方公式即可解答;
(3)根据题意列方程,结合日历的数据特点即可解答.
【详解】(1)解:;
(2)略
(3)略
30.关于的一元二次方程①(为常数,且)的两个根分别为,,且,.
(1)求证:无论取何值,是方程①的一个根.
(2)当时,求的取值范围.
(3)若关于的一元二次方程(为常数,且)的一个根比方程①的根大,求的最大值.
【答案】(1)证明:∵,
∴,
,
,
,
解得:,,
∴无论取何值,是方程①的一个根;
(2)
(3)的最大值为
【分析】(1)运用提公因式解一元二次方程,即可证明;
(2)先根据一元二次方程根与系数的关系求出,,再根据,,推出,可得的取值范围,结合题意求出最后的取值范围,再化简代入,求解即可;
(3)先根据题意求出,设的一个根为,再根据题意推出,将代入求出,最后根据配方法求解即可.
【详解】(1)略
(2)∵关于的一元二次方程①(为常数,且)的两个根分别为,,
∴根据根与系数的关系,,,
∴,
∵,,
∴,即,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴
(3)∵由(1)得无论取何值,是方程①的一个根,
又∵,,
∴,
设的一个根为,
∵的一个根比方程①的根大,
∴,
把代入中,
,
整理得:,
∵,则,
∴的最大值为.
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第二十四章 一元二次方程
复习要点
1. 理解一元二次方程定义,能识别二次项、一次项、常数项,牢记二次项系数不为 0。
2. 掌握直接开平方法、配方法、公式法、因式分解法,会选用合适方法求解方程。
3. 熟记根的判别式,会判断实数根情况,注意二次项系数不为零的前提条件。
4. 掌握根与系数关系,能利用韦达定理求两根和与积,解决代数式求值类题型。
5. 会列一元二次方程解决实际问题,检验方程根是否符合现实情景的实际意义。
复习重难点
重点:熟练解一元二次方程,活用判别式、韦达定理,能列方程解决实际应用问题。
难点:配方法的运用,根与系数关系综合题型,实际问题中根的取舍与条件辨析。
知识点
知识点 一元二次方程的基本概念
一元二次方程的定义
只含有一个未知数,且未知数的最高次数是2的整式方程叫做一元二次方程.
判断一个方程是否为一元二次方程,必须抓住以下三个条件:①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次的,三个条件,任何一个不满足,则方程不是一元二次方程.
一元二次方程的一般形式
一般地,任何一个关于x的一元二次方程,经过整理后都可以化成的形式,这种形式就叫做一元二次方程的一般形式. 其中,是二次项,是二次项系数;是一次项,b是一次项系数,c是常数项.
1.由一元二次方程定义可知:二次项系数不等于0,一次项系数和常数项均可以等于0,即“,b和c均可以为0”;
2.一般情况下,二次项系数为正数,若二次项系数为负数,可以在方程两边同时乘,使二次项系数变为正数;
3.在求各项系数时,应先把一元二次方程化成一般形式,并且在说明各项系数的时,一定要带上前面的符号.
一元二次方程的根
能使一元二次方程左、右两边相等的未知数的值叫做一元二次方程的解(根).
1.一元二次方程根的情况:(关于根的个数判断在后面会详细讲解,这里先做个简单的了解)
①可能有两个不相等的实数根;
②可能有两个相等的实数根;
③可能没有实数根.
2.关于一元二次方程根的结论:
①若,则必有一个根,反之也成立;
②若,则必有一个根,反之也成立;
③若一元二次方程有一个根,则,反之也成立.
要点速测
1.下列方程是一元二次方程的是( )
A. B.
C. D.
2.已知关于的方程是一元二次方程,求此一元二次方程.
知识点 一元二次方程的解法
直接开方法解一元二次方程
根据平方根的定义可以直接开平方求一元二次方程的解的方法称为直接开平法.
以下两种类型都可以用直接开方法解一元二次方程:
1.形如x的一元二次方程:
当a>0时,则,此时方程有两个不相等的实数根;
当a=0时,则,此时方程有两个相等的实数根;
当a<0时,则方程无实数根.
2.形如x的一元二次方程,可用直接开方法解得两个根分别是.
用配方法解一元二次方程
将一元二次方程化成的形式,再利用直接开方法求解,这种解法叫做配方法.
1.对进行分类讨论:
(1)当m>0时,则,此时方程有两个不相等的实数根;
(2)当m=0时,则;
(3)当m<0时,则方程无实数根.
2.用配方法解一元二次方程的一般步骤:
①把原方程化为的形式;
②将常数项移到方程的右边;方程两边同时除以二次项的系数,将二次项系数化为1;
③方程两边同时加上一次项系数一半的平方;
④再把方程左边配成一个完全平方式,右边化为一个常数;
⑤若方程右边是非负数,则两边直接开平方,求出方程的解;若右边是一个负数,则判定此方程无实数解.
3.配方法主要有以下几种应用:
①用于比较大小:在比较大小中的应用,通过作差法最后拆项或添项、配成完全平方,使此差大于零(或小于零)而比较出大小;
②用于求最值:“配方法”在求最大(小)值时的应用,将原式化成一个完全平方式后可求出最值;
③在二次函数中有着重要的应用(先做了解,以后会讲).
用公式法解一元二次方程
一般地,对于一元二次方程,当时,它的根是(),这个公式叫做一元二次方程的求根公式,这种解一元二次方程的方法叫做公式法.
其中,叫做一元二次方程根的判别式,共有以下几种情况:
①当时,则,此时方程有两个不相等的实数根;
②当时,则,此时方程有两个相等的实数根;
③当时,此时方程没有实数根.
以上三点,反之也成立.
用因式分解法解一元二次方程
利用因式分解,将一元二次方程的二次三项式分解成两个一次因式的乘积,这种解法叫做因式分解法.
1.因式分解法解一元二次方程的步骤:
①将方程等号的右边化为0;
②将方程等号左边分解成两个一次因式的乘积;
③令每个因式分别为零,得到两个一元一次方程;
④解这两个一元一次方程,它们的解就是原方程的解.
要点速测
3.解下列方程:
(1);
(2).
4.解方程(1)、(2)小题按指定方法解,(3)、(4)小题选择适当的方法解
(1)(配方法)
(2)(公式法)
(3)
(4)
知识点 一元二次方程根与系数的关系
一元二次方程根与系数的关系
若一元二次方程的两个根分别为、,则方程的两个根与各系数a、b、c之间具有以下关系:.
1.一元二次方程的根与系数的关系又称之为“韦达定理”;
2.韦达定理成立的前提条件是方程有实数根,即;
3.当一元二次方程的二次项系数为1时,如,其两根关系为.
要点速测
5.若关于x的一元二次方程两根为、,且,则m的值为( )
A.12 B. C. D.9
6.不解方程,求下列各方程的两根之和与两根之积:
(1);
(2).
知识点一元二次方程的实际应用
列一元二次方程解决问题
用一元二次方程解决问题的步骤如下:
1. 审(审题目,分清已知量、未知量、等量关系等);
2. 设(设未知数,有时会用未知数表示相关的量);
3. 列(根据题目中的等量关系,列出方程);
4. 解(解方程,注意分式方程需检验,将所求量表示清晰);
5. 验(检验方程的解能否保证实际问题有意义)
6. 答(写出答案,切忌答非所问).
一元二次方程解决问题的类型
1.数字问题
(1)任何一个多位数都是由数位和数位上的数组成.数位从右至左依次分别是:个位、十位、百位、千位……,它们数位上的单位从右至左依次分别为:1、10、100、1000、……,数位上的数字只能是0、1、2、……、9之中的数,而最高位上的数不能为0.因此,任何一个多位数,都可用其各数位上的数字与其数位上的单位的积的和来表示,这也就是用多项式的形式表示了一个多位数。如:一个三位数,个位上数为a,十位上数为b,百位上数为c,则这个三位数可表示为:100c+10b+a;
(2)几个连续整数中,相邻两个整数相差1.
如:三个连续整数,设中间一个数为x,则另两个数分别为x-1,x+1.
几个连续偶数(或奇数)中,相邻两个偶数(或奇数)相差2.
如:三个连续偶数(奇数),设中间一个数为x,则另两个数分别为x-2,x+2.
2.平均变化率问题
列一元二次方程解决增长(降低)率问题时,要理清原来数、后来数、增长率或降低率,以及增长或降低的次数之间的数量关系.如果列出的方程是一元二次方程,那么应在原数的基础上增长或降低两次.
(1)增长率问题:
平均增长率公式为 (a为原来数,x为平均增长率,n为增长次数,b为增长后的量);
(2)降低率问题:
平均降低率公式为 (a为原来数,x为平均降低率,n为降低次数,b为降低后的量).
3.利息问题与销售问题
(1)利息有关概念:
· 本金:顾客存入银行的钱叫本金.
· 利息:银行付给顾客的酬金叫利息.
· 本息和:本金和利息的和叫本息和.
· 期数:存入银行的时间叫期数.
· 利率:每个期数内的利息与本金的比叫利率.
(2)利息相关公式:
· 利息=本金×利率×期数
· 利息税=利息×税率
· 本金×(1+利率×期数)=本息和
· 本金×[1+利率×期数×(1-税率)]=本息和(收利息税时)
(3)销售问题中的常用等量关系
利润=售价-进价(成本)
总利润=每件的利润×总件数
利润率=×100%
售价=×标价
进价×(1+利润率)=标价×
要点速测
7.某超市以每个30元的价格购进A种商品,销售数据表明:当每个A种商品售价为40元时,平均每月售出600个;若售价每下降1元,其月销售量就增加200个.
(1)若售价下降5元,每月能售出 个A种商品,若售价下降元(),每月能售出 个A种商品;
(2)若本月最多购进有1210个A种商品,经销商决定降价促销,预计月获利恰好为8400元,求每个A种商品的售价;
(3)经销商月获利能否达到9600元?说明理由.
8.在“精准扶贫”工作中,某单位建议贫困户借助家里长的墙建造面积为的矩形区域来养鹌鹑,该单位准备修建长为的篱笆,并提供以下两种方案:
(1)如图1,若选取墙的一部分作矩形的边,其他三边用篱笆围成,则在墙上借用的的长度为多少?
(2)如图2,若全部借用的长度,并在的延长线上拓展,构成矩形,篱笆由、、和构成,求的长.
题型1 一元二次方程的相关概念
▌例1判断关于x的方程是否为一元二次方程.
▌迁移练1-1下列各方程一定是关于的一元二次方程的是( )
A. B.
C. D.
▌迁移练1-2下列方程:①(m为常数);②;③;④;⑤(m为常数);⑥(为常数).其中一定是一元二次方程的有___________(填序号).
▌迁移练1-3将二次函数 化为一般形式,并指出其二次项系数、一次项系数和常数项.
题型2 一元二次方程解的含参问题
▌例2若a是方程的一个解,则的值是________.
▌迁移练2-1若是关于的方程的一个解,则代数式的值为( )
A. B.1 C. D.2
▌迁移练2-2若m是方程的一个根,则代数式的值为______.
▌迁移练2-3若是关于的方程的一个根,代数式的值为__________.
题型3 一元二次方程解的估算
▌例3根据表格中的对应值,判断关于x的方程的一个解x的取值范围是( )
x
3
4
5
0.5
A. B. C. D.
▌迁移练3-1我们可以通过不断缩小范围的方法求一元二次方程的近似解,即找出使方程成立的一个初始范围,在该范围内提高精确度,得到一个新的范围,再对新的范围进行操作.例如在求时,根据以下表格,可知道其中一个解的大致范围是( )
x
1
1.1
1.2
1.3
1.4
98
99.41
100.84
102.29
103.76
A. B.
C. D.
▌迁移练3-2输入一组数据,按下列程序进行计算,输出结果如下表:分析表格中的数据,估计方程的一个正数解的大致范围为( )
输出
A. B.
C. D.
▌迁移练3-3根据一元二次方程可列表如下,则方程的一个根满足( )
x
0.9
1
1.1
1.2
…
0.84
…
A.根的整数部分是0,十分位是5 B.根的整数部分是0,十分位是8
C.根的整数部分是1,十分位是1 D.根的整数部分是1,十分位是2
题型4 解一元二次方程
▌例4解一元二次方程:
(1)
(2)
(3)
解题要点
先把方程化为一般形式,确认二次项系数不为 0,根据方程特征选择解法。优先因式分解、直接开平方法,复杂方程选用公式法,配方法注意配方步骤。公式法牢记判别式,无实数根要写明,求出根后可回代检验,实际题目还要对根进行合理性取舍。
▌迁移练4-1选择合适的方法解下列方程:
(1);
(2);
(3).
▌迁移练4-2用适当的方法解下列方程:
(1);
(2);
(3);
(4).
▌迁移练4-3选择适当的方法解下列方程:
(1);
(2);
(3);
(4).
题型5 配方法的应用
▌例5设,其中a为实数,则M与N的大小关系是( )
A. B. C. D.不能确定
▌迁移练5-1一次数学探究活动中,老师给出了两个二次多项式(其中,均是不为零的常数)及这两个代数式的一些信息,如下表所示:
二次多项式
对二次多项式进行因式分解
对二次多项式使用配方法
(说明:均为常数)
有学生探究得到以下四个结论:①若,则;②,则;③若有且只有一个的值,使代数式的值为0,则;④若,则的值不可能是.其中所有正确结论的序号是_____.
▌迁移练5-2我们称形如的方程为关于x的“标准二次方程”.若两个一元二次方程可以写成和的形式(和相同,),则称它们是“伙伴方程”.如与就是“伙伴方程”.已知与是伙伴方程,那么代数式能取的最大值是( )
A.2025 B.2026 C.2027 D.2028
▌迁移练5-3阅读材料:我们把多项式及这样的式子叫做完全平方式.如果一个多项式不是完全平方式,我们常做如下变形:先添加一个适当的项,使式子中出现完全平方式,再减去这个项,使整个式子的值不变,这种方法叫做配方法.配方法是一种重要的解决问题的数学方法,不仅可以将一个看似不能分解的多项式分解因式,还能解决一些与非负数有关的问题或求代数式的最大值、最小值等.
例如:分解因式.
原式.
根据以上材料,利用多项式的配方法解答下列问题.
(1)利用配方法分解因式:;
(2)当x为何值时,多项式有最值?判断是最大值还是最小值,并求出这个最值.
题型6 换元法
▌例6若,则的值为___________.
解题要点
观察方程重复出现的整体,设新元替换该整体,将原方程转化为普通一元二次方程求解。求出新元结果后务必回代,解出原未知数的值,不能遗漏步骤。注意检验,舍去不合理根,换元时看清整体结构,避免直接展开造成计算繁琐。
▌迁移练6-1阅读材料:为解方程,我们可以将看作一个整体,然后设
那么原方程可化为,
解得,
当时,,,;
当时,,,,
故原方程的解为.
上述解题过程中,将原方程中某个多项式视为整体,并用另一个未知数替换这个整体,从而把高次方程化为低次方程,实现降次的目的,这种解方程的方法称为“换元法”.
解答问题:请用换元法解下列方程:
(1);
(2).
▌迁移练6-2已知一元二次方程()的两根分别为、,则一元二次方程()的两根分别为________.
▌迁移练6-3【材料阅读】
已知实数m,n满足,试求的值.
解:设,
则原方程可化为,即,解得.
,
.
上面这种解方程的方法属于转化的数学思想,即在结构较复杂的数和式的运算中,若把其中某些部分看成一个整体,并用新字母代替(换元),则能使复杂的问题简单化.
【方法应用】
请仿照材料中的方法解决下列问题:
(1)已知,求的值.
(2)解方程:.
(3)解方程:.
题型7 根的判别式
▌例7利用一元二次方程根的判别式判断下列方程的根的情况:
(1);
(2);
(3).
▌迁移练7-1在平面直角坐标系中,若直线不经过第二象限,则关于的一元二次方程的实数根的个数为( )
A.1个 B.2个 C.0或1个 D.1或2个
▌迁移练7-2一元二次方程根的情况为( ).
A.没有实数根 B.有两个相等的实数根
C.有两个不相等的实数根 D.只有一个实数根
▌迁移练7-3已知关于的一元二次方程.
(1)求证:无论取何值,原方程总有两个不相等的实数根;
(2)若方程的一个根为2,求的值和方程的另一个根.
题型8 根据一元二次方程根的情况求参数
▌例8关于x的一元二次方程无实数根,则k的取值范围为____________.
解题要点
先看清方程是否为一元二次方程,二次项系数不能为 0。利用判别式判断根的情况,建立不等式求解参数范围。注意区分有实数根、两个实数根的条件,不要漏掉二次项系数不为零限制,求出参数后要回代检验,排除不符合题意的值。
▌迁移练8-1已知关于的一元二次方程.
(1)求证:对于任意非零实数,该方程总有两个实数根;
(2)若此方程有两个不等实根,且均为整数,求整数的值.
▌迁移练8-2已知关于的方程.
(1)当取什么值时,原方程没有实数根;
(2)对选取一个合适的非零整数,使原方程有两个实数根,并求这两个实数根.
▌迁移练8-3已知关于 的一元二次方程
(1)求证:方程总有两个实数根;
(2)若方程的两个根均为整数,求整数 的值.
题型9 一元二次方程根与系数的关系
▌例9设是一元二次方程的两个根,利用根与系数的关系求下列各式的值:
(1);
(2);
(3).
解题要点
使用韦达定理前务必保证二次项系数不为 0 且判别式≥0。准确写出两根之和、两根之积的表达式,代数式求值常需要配方变形。遇到求参数问题,要检验参数是否满足方程有实数根,避免忽略判别式造成增根错误。
▌迁移练9-1在复习一元二次方程()时,在有实数根的前提下,阳仔同学总结了根与系数的关系:若一元二次方程的两个实数根为,,则,.
根据以上知识点完成下列问题:
(1)方程的两根为与,则 , .
(2)已知:、是方程的两个实数根,求的值.
题型10 一元二次方程应用之几何问题
▌例10如图,一农户要建一个矩形猪舍,猪舍的一边利用长为的住房墙,另外三边用长的建筑材料围成,为方便进出,在垂直于住房墙的一边留一个宽的门,当所围矩形猪舍的长为_______m、宽为_______m时,猪舍面积为.
▌迁移练10-1如图,用长为22米的篱笆,一面利用墙(墙的最大可用长度为14米),围成中间隔有一道篱笆的长方形花圃,为了方便出入,在建造篱笆花圃时,在上用其他材料做了宽为1米的两扇小门.
(1)设花圃的一边长为x米,请你用含x的代数式表示另一边的长;
(2)若此时花圃的面积刚好为,求此时花圃的长与宽;
(3)能否围成面积为的花圃?请说明理由.
▌迁移练10-2在中,,,,点P,Q都从点C出发,点P以的速度沿向A运动,点Q从点C出发,以的速度沿向B运动,两点同时出发,设运动时间为.
(1)当时,求长.
(2)当的面积为时,求t的值.
(3)当时,求t的值.
▌迁移练10-3如图,在长方形中,,,点从点开始沿边向终点以的速度移动,与此同时,点从点开始沿边向终点以的速度移动.如果、分别从、同时出发,当其中一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动.设运动时间为秒.
(1)填空: , .(用含的代数式表示)
(2)当五边形的面积等于时,求此时的值.
(3)是否存在的值,使线段的长度最小,若存在,请求出此时的值和最小值,若不存在,请说明理由.
题型11 一元二次方程应用之销售问题
▌例11年是中国农历马年,一款“笑笑马”玩偶因缝制失误,意外变成嘴角下撇的“哭哭马”,凭借“反差感”迅速走红,两款玩偶组成“情绪”刷屏社交平台.某商店紧抓商机,以每套元的进价购入“哭哭马+笑笑马”组合套装,以每套元的价格出售.经统计,年月份的销售量为套,年月份的销售量为套.
(1)求该组合套装月份到月份销售量的月平均增长率.
(2)从年月份起,商店打算采用降价促销的方式回馈顾客,经试验,发现该组合套装每套每降价元,月销售量就会在月份销售量的基础上增加套.当该组合套装的售价为多少元时,月销售利润为元?
▌迁移练11-1随着“绿色出行,低碳生活”理念的普及,新能源汽车正逐渐成为人们喜爱的交通工具.某品牌新能源汽车1月份销售量为3万辆,随着消费人群的不断增多,该品牌新能源汽车的销售量逐月递增,3月份的销售量达到5.07万辆.某汽车销售公司抢占先机,购进一批新能源汽车进行销售,该公司选择一款进价为15万元/辆的新能源汽车,经销一段时间后发现:当该款汽车售价定为25万元/辆时,平均每周售出8辆,售价每降低0.5万元,平均每周多售出1辆,若该店计划下调售价,使平均每周的销售利润为96万元.
(1)求从1月份到3月份该品牌新能源汽车销售量的月平均增长率;
(2)为推广新能源汽车,此次销售尽量让利于顾客,求下调后每辆汽车的售价.
题型12 一元二次方程应用之行程、工程问题
▌例12甲、乙两工程队合作完成某修路工程,该工程总长为4800米,原计划32小时完成.甲工程队每小时修路里程比乙工程队的2倍多30米,刚好按时完成任务.
(1)求甲工程队每小时修的路面长度;
(2)通过勘察,地下发现大型溶洞,此工程的实际施工里程比最初的4800米多了1000米,在实际施工中,乙工程队修路效率保持不变的情况下,时间比原计划增加了()小时;甲工程队的修路速度比原计划每小时下降了米,而修路时间比原计划增加m小时,求m的值.
▌迁移练12-12022年暑期,我区遭遇连续高温和干旱,一居民小区的部分绿化树枯死.小区物业管理公司决定补种绿化树,计划购买小叶榕和香樟共50棵进行栽种.其中小叶榕每棵680元,香樟每棵1000元,经测算,购买两种树共需38800元.
(1)原计划购买小叶榕、香樟各多少棵?
(2)实际购买时,经物业管理公司与商家协商,每棵小叶榕和香樟的售价均下降元(),且两种树的售价每降低10元,物业管理公司将在原计划的基础上多购买小叶榕2棵,香樟1棵.物业管理公司实际购买的费用比原计划多3600元,求物业管理公司实际购买两种树共多少棵?
▌迁移练12-2一个小球以的速度开始向前滚动,并且均匀减速,后小球停止滚动.
(1)小球的滚动速度平均每秒减少多少?
(2)小球滚动用了多少秒(结果保留根号)?
(提示:匀变速直线运动中,每个时间段内的平均速度(初速度与末速度的算术平均数)与路程,时间的关系为.)
▌迁移练12-3数学老师设计了点做圆周运动的一个动画游戏,如图所示,甲、乙两点分别从直径的两端点A、B以顺时针、逆时针的方向同时沿圆周运动,甲运动的路程与时间满足关系:,乙以的速度匀速运动,半圆的长度为.甲、乙从开始运动到第三次相遇时,它们运动了______秒.
难点一 根据一元二次方程根的情况求参数综合
难点精练
1.已知关于x的方程.
(1)求证:无论m取任何实数时,方程恒有实数根.
(2)若关于x的方程根均为正整数,求整数m的值.
2.等腰三角形边长分别为,,,且,是关于的一元二次方程的两个根,则的值为______.
3.已知二次方程的两根一个大于1,一个小于1,则实数m的取值范围为________.
4.设m满足不等式,且关于x的一元二次方程有两个整数根,则符合条件的整数m的个数为______.
难点二 一元二次方程根与系数的关系综合
难点精练
5.已知关于的一元二次方程有实数根,且两根之和为整数,求整数的值.
6.已知关于x的一元二次方程的两根之差为2,则代数式的最大值为( )
A. B. C.4 D.10
7.已知,且,,则__________.
8.定义:如果关于的一元二次方程(,,均为常数,)有两个实数根,且其中一个根比另一个根大1,则称这样的方程为“邻根方程”.
(1)下列方程中,按上述定义 (填序号)是“邻根方程”.
①;②;③.
(2)若是“邻根方程”,求的值.
(3)若一元二次方程(,,均为常数,)为“邻根方程”,求出,,应满足的数量关系.
难点三 一元二次方程的实际应用综合
难点精练
9.综合与实践.
(1)【初步探索】欧几里得的《几何原本》记载,对于形如的方程,可用如图1的几何解法:作直角三角形,其中,,,在斜边上截取,则该方程的其中一个正根是哪段线段的长?说明你的理由.
(2)【再次探索】我国数学家赵爽在其所著的《勾股圆方图注》中也记载了关于一元二次方程的几何解法:以方程为例,因为,所以有.如图2,用4个长都是,宽都是x的相同矩形,拼成如图所示的正方形,图2中,大正方形的面积可以表示为_____________(用含x的代数式表示);另一方面,它又等于4个小矩形的面积加上中间小正方形的面积,即等于,故可得原方程的一个正根是____________________.
(3)【类比运用】请选用上述两种几何方法中的一种求方程的正根(请在下面画出图形,注意在图中标注出相关线段的长度).
10.如图,在矩形中,,点是线段上一点,作点关于的对称点,连结,过点作交射线于点.
(1)当点在点左侧时.
①求证:.
②若,求的周长.
(2)取的中点,连结,当与的某一边平行时,求的长度.
11.如图:在直角坐标系中,长方形中,,,点从点出发,沿射线方向以每秒个单位长的速度移动,点从点出发,沿射线方向以每秒个单位长的速度运动,设点的运动时间为秒.
(1)如图1,当为何值时,的面积为;
(2)当是的角平分线时,求出此时点的坐标;
(3)当为何值时,是等腰三角形?
12.根据以下素材,探索完成任务.
13度的甜,14度的鲜,夏季的兰溪杨梅,不仅是自然的馈赠,更是交织成初夏最让人心动的味道,但由于“泡药风波”,使得杨梅的销售较往年增加了一些难度,为了促进销售,某农户决定采取网上和实体店同步销售,请你帮助一起设计兰溪杨梅的销售方案.
素材1
某农户在网上和实体店同时销售兰溪杨梅(以下简称杨梅),成本价为20元/千克.
素材2
杨梅的网上销售价定为30元/千克时,当天网上销售量是100千克,实体店的销售价定为40元/千克时,当天实体店销售量是50千克.一天内实体店的销售价保持不变,网上销售价可按实际情况进行适当调整,需确保网上销售价始终高于成本价.
素材3
据调查,网上销售价每降低1元,当天网上多售出20千克,实体店少售出2千克.
问题解决:
(1)任务1:当杨梅网上销售价为25元/千克时,求农户在网上销售杨梅当天的毛利润(毛利润=销售总额-成本)与实体店销售该杨梅当天的毛利润各是多少元?
(2)任务2:杨梅的网上单价每千克降多少元时,农户一天的总毛利润(总毛利润=网上毛利润+实体店毛利润)为2040元?
(3)任务3:你觉得该农户一天的总毛利润能否达到3000元,若能,请求出杨梅的网上单价是每千克多少元?若不能,请说明理由.
难点四 一元二次方程的新定义问题
难点在于读懂题目陌生定义,转化为一元二次方程相关知识。学生容易忽略二次项系数不为 0、判别式≥0 等隐藏条件,不会拆解新规则。需要结合定义列式运算,求出参数后回代验证,排除不符合新定义的结果,防止凭固有经验直接解题。
难点精练
13.“新定义”问题就是给出一个从未接触过的新规定,要求同学们现学现用,更多考查阅读理解能力、应变能力和创新能力.定义:方程是一元二次方程的伴随方程,其中a,b,c为常数(且a,).根据此定义解决下列问题:
(1)若是一元二次方程的伴随方程的一个根,求出c的值.
(2)若m,n为一元二次方程的两个根,且.
(ⅰ)若,,求一元二次方程的伴随方程.
(ⅱ)求证:一元二次方程的伴随方程的两个根分别为,.
14.定义:如果关于x的一元二次方程,满足,我们称这个方程为“和谐方程”.
(1)根据定义判断,方程________“和谐方程”(填“是”或“不是”);
(2)已知关于x的一元二次方程是“和谐方程”,则b的值为多少,并解出这个“和谐方程”;
(3)若关于x的一元二次方程是“和谐方程”,求代数式的最小值.
15.定义:若关于x的一元二次方程的两根均为整数,则称该方程为“快乐方程”.对于“快乐方程”,定义其“快乐数”为.
现探究以下问题:
(1)“快乐方程”的“快乐数”为______;
(2)若关于x的一元二次方程(m为整数,且)是“快乐方程”,求m的值,并求该方程的“快乐数”.
(3)对于“快乐方程”(b、c为整数),若其“快乐数”(n为正整数),且方程的两根,满足,求该方程的“快乐数”所有可能的值.
16.阅读与思考
定义:若两个一元二次方程有且只有一个相同的实数根,我们就称这两个方程为“同伴方程”.例如和有且只有一个相同的实数根,所以这两个方程为“同伴方程”.
(1)根据所学定义,下列方程属于“同伴方程”的有______;(只填写序号即可)
①;②;③
(2)关于x的一元二次方程与为“同伴方程”,求m的值;
(3)若关于x的一元二次方程()同时满足和,且与互为“同伴方程”,求n的值.
基础达标
1.已知a,b是方程的两个实数根,则的值是( )
A.2027 B.2026 C.2025 D.2024
2.若方程的根是有理数,则的值可能是( )
A. B.3 C. D.4
3.如果关于x的方程可以用直接开平方法求解,那么m的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.一元二次方程的根的情况是( )
A.有两个不相等的实数根 B.有两个相等的实数根
C.没有实数根 D.无法确定
5.据国家统计局发布的《2022年国民经济和社会发展统计公报》显示,2020年和2022年全国居民人均可支配收入分别为3.2万元和3.7万元.设2020年至2022年全国居民人均可支配收入的年平均增长率为x,依题意可列方程为( )
A. B.
C. D.
6.关于x的一元二次方程有两个相等的实数根,则k的值为____________.
7.一个两位数,十位数字比个位数字大2,把这个两位数的个位数字和十位数字交换后得到的两位数的平方,所得数值比原来的两位数大138,则原来的两位数为_______.
8.关于x的一元二次方程的一个根为,则另一个根为________.
9.关于x的一元二次方程有两个实数根、,若,则的值是________.
10.若是关于的方程的一个根,则的值为______.
11.解下列方程:
(1);
(2).
12.把下列方程化成一元二次方程的一般形式,并写出它的二次项系数、一次项系数和常数项.
方程
一般形式
二次项系数
一次项系数
常数项
13.解方程.
(1)
(2)
(3);
(4)
14.已知关于的一元二次方程有两个实数根.
(1)求实数的取值范围;
(2)若,是该方程的两个根,且满足,求的值.
15.某网店销售一种成本为12元/件的小商品,通过市场调研发现,当售价定为15元/件时,日均销售量为90件,售价每上涨1元,日均销售量减少2件.设该商品的售价定为x元/件.
(1)用含x的式子表示出该商品每日的销售量:________.
(2)若规定该商品的售价不得高于30元/件,且网店计划每日销售该商品的利润为640元,求该商品的售价.
能力进阶
16.用配方法将二次三项式变形,结果是( )
A. B.
C. D.
17.为响应“足球进校园”的号召,某校组织足球比赛,赛制为单循环形式(每两个队之间都要比赛一场),计划安排28场比赛,则参赛的足球队个数为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
18.一商店销售某种商品,平均每天可售出20件,每件盈利40元.为了扩大销售,增加盈利,该店采取了降价措施.在每件盈利不少于25元的前提下,经过一段时间销售,发现销售单价每降低0.5元,平均每天可多售出1件.若该商店每天销售利润为1200元,每件商品降价( )
A.10元 B.10元或20元 C.16元 D.15元或20元
19.新定义:若关于的一元二次方程有两个不相等的实数根,且其中一个根为另一个根的倍,则称这样的一元二次方程为“倍根方程”.若关于的一元二次方程是“倍根方程”,则代数式的值为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
20.下列说法:①关于x的一元二次方程无实数解;②无论m为何值,关于x的一元二次方程都有两个不相等的实数根;③若关于x的一元二次方程有两个不相等的实数根,则m的取值范围是且.其中正确的有( )
A.个 B.个 C.个 D.个
21.某种服装平均每天可售出件,每件利润为元.为了尽快减少库存,决定降价促销,通过市场调研发现,每件降价元,则每天多售出件.如果每天销售这种服装的总利润达到元,那么每件应降价________元.
22.已知关于x的一元二次方程的两个不相等的实数根,满足,则m的值为________.
23.如图,在中,,,,点从点开始沿射线方向以的速度运动;同时点也从点开始沿射线方向以的速度运动._______秒后以、、、为顶点的四边形的面积为.
24.数学活动课上,聪明的小颖和小亮在讨论张老师出示的一道代数式求值问题:已知实数a,b同时满足,,求代数式的值.
结合他们的对话,请解答下列问题:
(1)当时,a的值是_____________.
(2)当时,代数式的值是_____________.
25.已知,,,则______.
26.解方程:
(1);
(2).
27.如图是一个三角点阵,从上往下数有无数多行,其中第一行有1个点,第二行有2个点……第n行有n个点.
(1)前8行的点数和为___________,用含n的式子表示前n行的点数和为___________;
(2)根据(1)的结论,前n行的点数和能是100吗?如果能,请求出n的值;如果不能,请说明理由.
28.解决问题
探究主题
黄河口大闸蟹产业发展综合探究
探究背景
为贯彻落实黄河流域生态保护和高质量发展重大战略,东营深耕生态文旅,打造了“观鸟浪、赏黄蓝交汇、品大闸蟹”等特色名片.
资料一
某大闸蟹养殖基地依托旅游产业优势,产能稳步提升.该养殖基地2024年大闸蟹产量约64吨,计划2026年产量达到100吨.
资料二
为满足市场需求,该养殖基地推出不同规格的大闸蟹.其中,某规格公蟹单只售价40元,母蟹单只售价45元.
问题解决:
(1)该养殖基地大闸蟹产量平均每年增长的百分率是多少?
(2)若某游客计划购买该规格公蟹和母蟹共12只,且购买母蟹的数量不少于公蟹数量的.怎样购买费用最低,最低费用是多少?
29.如下为年月份的日历,学校数学兴趣小组在日历上发现了一种结构运算:有四个正整数,,,在日历中的关系位置如图所示,将下图平移覆盖到日历上,使得,,,分别与日历上的四个数字重合,规定,则一定是某一个数的平方.
日
一
二
三
四
五
六
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
(1)特例研究:
①当时,(__________);
②当时,;
③当时,;
④当时,.
(2)观察归纳:
通过运算证明:一定是某一个数的平方.
以下是小组成员的部分证明过程:
…
请把接下去的证明过程补充完整.
(3)拓展应用:图的日历中是否存在,若存在,求出此时所对应的数字,若不存在,请说明理由.
30.关于的一元二次方程①(为常数,且)的两个根分别为,,且,.
(1)求证:无论取何值,是方程①的一个根.
(2)当时,求的取值范围.
(3)若关于的一元二次方程(为常数,且)的一个根比方程①的根大,求的最大值.
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