内容正文:
(人教版)九年级上
第二十五章 一元一次方程
数学活动
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2
1.经历“特例计算—猜想结论—推理证明—归纳总结”的探究过程,提升代数推理、归纳概括能力;通过线段分割建模解方程的过程,强化数形结合、数学建模的思想方法.
2.在自主探究与合作交流中体验数学探究的乐趣;感受黄金分割的数学美感与实用价值,体会代数与几何的内在统一性,提升数学学习的积极性与审美素养.
学习目标
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探究方程有公共解的条件
已 知abc≠0,下列方程:
活动1
ax²+bx+c=0, ①
bx²+cx+a=0. ②
cx²+ax+b=0 ③
恰有一个公共解 .
给出a、b、c 满足的条件,并求出方程①②③的解.
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设三个方程的公共解为x0,将x0代入三个方程可得:
活动1
探究方程有公共解的条件
提取公因式(a+b+c)得:(a+b+c)(x02+x0+1)=0。
将(1)、(2)、(3)式相加得:(a+b+c)x02+(a+b十c)x0+(a+b十c)=0,
对于x2+x+1=0,其判别式 =12-4x1x1=-3<0,所以x2 +x+1≠0.
因为abc≠0,所以a+b+c=0,即c=-a-b。
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新知探究
活动1
探究一元二次方程有公共解的条件
议一议
(1)请大家解下列一元二次方程,这两个方程有公共解吗?
方程①根为,
方程②根为,
两个方程有公共解x=1。
(2)公共解x=1满足什么特点?
公共解同时满足两个方程,代入两个方程等式均成立.
① -3x+2=0 ② -4x+3=0
解:
① -3x+2=0
(x-1)(x-2)=0
解得:
② -4x+3=0
(x-1)(x-3)=0
解得:
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新知探究
活动1
探究一元二次方程有公共解的条件
活 动
探究一元二次方程有公共解的条件
ax2+bx+c=0,①
bx2+cx+a=0,②
cx2+ax+b=0. ③
若两个方程恰有一个公共实数根x=m.给出 a,b,c 满足的条件,并求出方程①②③的解
已知abc≠0,三个一元二次方程:
探究任务
解:设三个方程的公共解为m,根据方程解的定义,将m代入三个方程,等式均成立:
am2+bm+c=0,①
bm2+cm+a=0,②
cm2+am+b=0. ③
由①+②+③,合并同类项可得:
(a+b+c)m2+(a+b+c)m+(a+b+c)=0.
提取公因式 (a+b+c),化简得:
(a+b+c)(m2+m+1)=0.
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把x0=1代入方程②得:b+c+a=0,所以x=1是方程②的解。
活动1
探究方程有公共解的条件
将c=-a-b代入(1)式得:ax02+bx0-a-b=0,
因式分解得:a(x02-1)+b(x0一1)=0,
即a(x0-1)(x0+1)+b(x0-1)=0,
提取公因式(x0-1)得:(x0-1)[a(x0+1)+b]=0,
即(x0-1)(ax0+a+b)=0。
因为三个方程恰有一个公共解,所以x0=1。
将x0=1代入c=-a-b 得:a+b+c=0。
把x0=1代入方程①得:a+b+c=0,所以x=1是方程①的解。
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王芳:李明,我们来做个智力游戏吧。你能把任意一条线段分成两两不等的
三条线段,使其中最长的线段等于另外两条线段的和吗?
神奇的线段分割
活动2
李明:你来试试这个。
李明:这简单,我来分。
方法是:先把线段平均分成两份,其中一份作为最长的线段;把另一份分成不相等的两份,就满足条件。
还是把一条线段分成两两不等的三条线段,如果三条线段的长度分别为a、b、c, 且 a>b>c, 你能找到合适的 a、b、c, 使 同时成立吗?
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新知探究
活动1
探究一元二次方程有公共解的条件
活 动
探究一元二次方程有公共解的条件
ax2+bx+c=0,①
bx2+cx+a=0,②
cx2+ax+b=0. ③
若两个方程恰有一个公共实数根x=m.给出 a,b,c 满足的条件,并求出方程①②③的解
已知abc≠0,三个一元二次方程:
探究任务
思考:
(a+b+c)(m2+m+1)=0中m2+m+1=0能成立吗?
解方程: m2+m+1=0,
∵Δ=12– 4×1×1= –3<0,
又∵ m2+m+1
=(m+)2+
不论m取何值,(m+)2+ >0.
∴要使等式成立,只能满足 a+b+c=0,
这就是 a,b,c 需要满足的条件.
方程 m2+m+1=0无实数解.
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新知探究
活动1
探究一元二次方程有公共解的条件
活 动
探究一元二次方程有公共解的条件
ax2+bx+c=0,①
bx2+cx+a=0,②
cx2+ax+b=0. ③
若两个方程恰有一个公共实数根x=m.给出 a,b,c 满足的条件,并求出方程①②③的解
已知abc≠0,三个一元二次方程:
探究任务
由 a+b+c=0,得 c = –(a+b),
代入①,②,③得:
ax2+bx–(a+b)=0, ①
bx2–(a+b)x+a=0, ②
–(a+b)x2+ax+b=0. ③
(x–1)[ax+(a+b)]=0, ①
(x–1) (bx–a)=0, ②
(x–1)[(a+b)x+b]=0. ③
因式分解
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神奇的线段分割
活动2
李明:当然,不过要费一番脑筋。
王芳:这可能吗?
我们可以通过代数推导来分析这个问题:
已知条件:
步骤1 : 代入消元
由条件2,a=b+c,将其代入条件3:
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神奇的线段分割
活动2
步骤2 : 通分化简
左边通分:
交叉相乘得:
展开:
整理得:
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新知探究
活动1
活动1探究一元二次方程有公共解的条件
活 动
探究一元二次方程有公共解的条件
ax2+bx+c=0,①
bx2+cx+a=0,②
cx2+ax+b=0. ③
若两个方程恰有一个公共实数根x=m.给出 a,b,c 满足的条件,并求出方程①②③的解
已知abc≠0,三个一元二次方程:
探究任务
解方程:(x–1)[ax+(a+b)]=0, ①
解得: x1=1,x2= –
解方程:(x–1) (bx–a)=0, ②
解得: x1=1,x2= –
解方程:(x–1)[(a+b)x+b]=0. ③
解得: x1=1,x2= – .
∴三个方程的公共解为 x=1.
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新知探究
活动1
活动1探究一元二次方程有公共解的条件
公共解问题通用方法:
设公共解,代入所有方程联立,通过加减消元、因式分解简化推导.
活 动
探究一元二次方程有公共解的条件
ax2+bx+c=0,①
bx2+cx+a=0,②
cx2+ax+b=0. ③
若两个方程恰有一个公共实数根x=m.给出 a,b,c 满足的条件,并求出方程①②③的解
已知abc≠0,三个一元二次方程:
探究任务
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神奇的线段分割
活动2
步骤3 : 解关于b的方程
将方程视为关于6的一元二次方程:
用求根公式:
因为b>0,取正根:
步骤4 : 求a
现在,你来试一试解决王芳和李明提出的问题,并用直尺和圆规作出李明提出的问题中线段的两个分点。
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1.已知方程mx2-nx-6=0与方程mx2+3nx-18=0有一公共解是3,求m,n的值,并求方程mx2-nx-6=0的另一个解.
解:把x=3代入方程mx2-nx-6=0和mx2+3nx-18=0可得
解得
把m,n的值代入mx2-nx-6=0,得
x2-x-6=0,解得x1=3,x2=-2,
即方程的另一个根为x=2.
课堂练习
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新知探究
活动2
神奇的线段分割
议一议
一条长为l线段,被分成的三条线段为a、b、c,满足a=b+c,且a、b、c互不相等,求a、b、c.
满足条件的线段:
①a=b+c,
②a+b+c= l ,
解:线段全长为 l,分成的三条线段为 a,b,c,且 a>b>c>0,两两不等.如图所示
∵a+b+c= l ,a=b+c,
∴ 2a=l,即 a = l.
a
b
c
你能把任意一条线段分成不等的三条线段,使其中最长的线段等于另外两条线段的和?
问题转化
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新知探究
活动2
活动2神奇的线段分割
活 动
将一条线段AB分割为AP、PB两段(AP>PB),若满足较长线段与整条线段的比等于较短线段与较长线段的比,这种分割方式有何特殊性?
解:设线段AB=1,AP=x,则PB=1x,根据比例关系列出等式:
AP²=AB×PB,整理得一元二次方程:
x2+x1=0
解方程,得 :
∴AP = ≈0.618.
A
B
P
分析
已知条件
解决的问题:确定分割点P 的位置
即 AP²=AB×PB,
黄金分割比
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2.已知三个一元二次方程ax2+bx+c=0,bx2+cx+a=0,cx2+ax+b=0有公共根,求证:a+b+c=0.
证明:设这三个方程的一个公共根为t.
把x=t代入,得
at2+bt+c=0,bt2+ct+a=0,ct2+at+b=0,
相加得(a+b+c)t2+(b+c+a)t+(a+b+c)=0,
(a+b+c)(t2+t+1)=0,
∵t2+t+1≠0,∴a+b+c=0.
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3.已知关于的一元二次方程 和
只有一个公共解,求 的值及公共解.
解:设两个方程的公共解为 ,
则①, ,
,得 ,
,或 .
把代入方程,得 ,
,方程无实数根.
把公共解代入①,得,解得 .
故的值为9,两个方程的公共解为 .
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新知探究
活动2
活动2神奇的线段分割
试一试
将一条线段分成不等的三条线段,三条线段为a、b、c,且a>b>c,你能找的a、b、c,使和同时成立吗?
解:设线段全长为 1,分成的三条线段为 a,b,c,且 a>b>c>0,两两不等.
∵ + =
+ = ,
即 = .
∴ bc+ac=ab,
(a+b)c=ab. ①
把a=b+c,代入①,得: (b+c+b)c=(b+c)b,
移项,合并同类项得: b2–bc–c2=0. ②
将②看作关于 b 的一元二次方程,c 为常数,
解关于b的一元二次方程: : b2–bc–c2=0
b= = c.
因为 b>0,所以 b = c ,即 = .
求根公式求解
∵b>0,∴ b= c
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新知探究
活动2
活动2神奇的线段分割
试一试
将一条线段分成不等的三条线段,三条线段为a、b、c,且a>b>c,你能找的a、b、c,使和同时成立吗?
∵ a+b+c=1,a=b+c,
∴ 2a=1,即 a =
∴ c+c = ,
即 c = .
∵b= c
=×
=
验证:长度关系:
倒数关系:
a∶b∶c = ∶ ∶ =1∶ ∶ .
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1.通过本课的学习,你学到了哪些内容?
2.学习了本课你有何感想? 请畅所欲言.
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易 错 提 醒
课堂小结
(1)探究方程公共解时,忽略实数根前提,误将无实根方程的虚拟公共根当作有效解.
(2)未根据线段长度为正的实际意义舍去负根.
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谢谢大家聆听
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