内容正文:
3.5 一元二次方程的应用
课时2 图形面积问题
1.审:读懂题目,弄清题意,明确哪些是已知量,哪些是未知量
2.设:设未知数
3.找:找出等量关系
4.列:列出方程
5.解:解方程,求出未知数的值
6.验:检验方程的解能否保证实际问题有意义
7.答:写出答语
列一元二次方程解应用题的一般步骤是什么?
情境:在一长为40cm、宽为28cm的矩形纸板的四角剪去四个全等的小正方形后,折成一个无盖的长方体形盒子,如图所示. 已知长方体形盒子的底面积为364cm2,则剪去的四个小正方形的边长是多少?
设剪去的小正方形的边长为x cm,则
长:(40-2x)cm;
宽:(28-2x)cm.
分析:将纸板剪去四个小正方形后, 可以得到下图. 这个长方体形盒子的底面就是图中心位置的大矩形.
等量关系:盒子的底面积=盒子的底面长×盒子的底面宽
问题1:如何设未知数来表示长方体形盒子的长和宽?
x cm
问题2:根据题意列出方程并求解.
解:设剪去的小正方形的边长为xcm, 则无盖长方体形盒子的底面长为(40-2x)cm,底面宽为(28-2x)cm.
根据等量关系, 可以列出方程:
(40-2x)(28-2x)=364.
整理, 得 x2-34x+189=0.
解得 x1=27,x2=7.
思考:上面得出的这两个值都满足题意吗?为什么?
如果截去的小正方形的边长为 27 cm,那么左下角和右下角的两个小正方形的边长之和为 54 cm,这超过了矩形铁皮的长 40 cm. 于是 x1 = 27 不合题意,应当舍去.
因此,剪去的小正方形的边长为 7 cm.
注意:得出的方程的解一定要检验是否符合实际意义.
例1 一长为32m、宽为20m的矩形地面上修建同样宽的道路,如图所示,余下部分进行了绿化. 若已知绿化面积为540m2,求道路的宽.
思考:虽然 “整个矩形的面积-道路所占面积=绿化面积”,但道路不是规则图形, 因此不便于计算.那么你有什么方法使计算更简单吗?
通过平移道路可得到下图, 此时绿化部分是一个新的矩形.
设道路宽为x m,
新矩形的长:(32-x) m;
新矩形的宽:(20-x) m;
新矩形的面积: (32-x)(20-x) m2.
等量关系:矩形的面积 = 矩形的长 × 矩形的宽
问题:用含未知数的式子表示等量关系中的各个量?并列方程求解.
解:设道路宽为x m,则新矩形的长为(32-x) m,宽为(20-x) m.
根据等量关系得 (32-x)(20-x)=540.
整理,得x2-52x+100=0.
解得 x1=2,x2=50(不合题意,舍去).
答: 道路宽为2 m.
思考:为什么x=50不符合题意?
矩形地面的长为32m、宽为20m,因为50>20,道路的宽不能大于地面的宽,所以x=50不符合题意.
几何图形问题一般是从面积(或体积)等方面找相等关系,规则的几何图形直接利用面积(或体积)公式列方程即可,不规则图形一般先分割或组合成规则图形,再运用规则图形的面积(或体积)公式列方程.
利用一元二次方程解决几何图形问题的方法:
如图,在一块长17m、宽12m的矩形空地上,修建两条同样宽的相互垂直的道路,剩余部分栽种花草,要使绿化面积为176m2,则修建的路宽应为 m.
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例2 在△ABC 中,∠C=90°,AC=6 cm,BC=8cm. 点 P沿 AC边从点A向终点C以1 cm/s的速度移动;同时点Q沿CB边从点 C 向终点 B 以2 cm/s的速度移动,且当其中一点到达终点时,另一点也随之停止移动,如图所示 . 问点P,Q出发几秒后,可使△PCQ 的面积为9 cm2?
分析:设未知数,用含未知数的式子表示AP=x cm,
PC=(6-x) cm,CQ=2x cm,再由S△PCQ=PC·CQ求解.
x cm
2x cm
解:设点P,Q出发x s 后可使△PCQ 的面积为 9 cm2.
根据题意得 AP=x cm,PC=(6-x) cm,CQ=2x cm.
则由 S△PCQ=PC·CQ 可得
·(6-x)·2x=9.
整理, 得 x2-6x+9=0.
解得 x1=x2=3.
答:点P,Q同时出发 3 s 后可使△PCQ的面积为9 cm2.
在解决动点问题时,应先分析点的运动过程,画出代表图形和临界图形,然后设出未知数,并用含未知数的式子表示出相关的线段的长度,再根据题目中的等量关系列方程求解.
利用一元二次方程解决动点问题:
如图,在Rt△ACB中,∠C=90°,AC=30 cm,BC=25 cm.动点P从点C出发,沿CA方向运动,速度是2 cm/s;动点Q从点B出发,沿BC方向运动,速度是1 cm/s,则经过____s后,P,Q两点之间相距25 cm.
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图形面积问题
几何图形
类型
运用常见几何图形的面积公式构建等量关系
封面包装问题
彩条/小路宽度问题
动点面积问题
1.某中学准备建一个面积为375 m2的矩形游泳池,且游泳池的宽比长短10 m.设游泳池的长为x m,则可列方程为( )
A.x(x-10)=375
B.x(x+10)=375
C.2x(2x-10)=375
D.2x(2x+10)=375
A
随堂小练
2.以正方形木板的边长为长,在正方形木板上锯掉一块2 cm宽的长方形木条,剩下部分的面积是48 cm2,那么原正方形木板的面积是( )
A.8 cm2
B.8 cm2或64 cm2
C.64 cm2
D.36 cm2
C
3.如图,在矩形ABCD中,AB=6cm,BC=12cm,点P从点A沿边AB向点B以1cm/s的速度移动;同时,点Q从点B沿边BC向点C以2cm/s的速度移动,设运动的时间为t秒,有一点到终点运动即停止,当t= ______时,S△DPQ=28cm2.
2或4
4.如图,将一张长方形纸板的四个角上分别剪掉2个小正方形和2个小长方形(阴影部分即剪掉的部分),剩余的部分可以折成一个有盖的长方体盒子(纸板的厚度忽略不计).若长方形纸板边长分别为40 cm和30 cm,且折成的长方体盒子表面积是950 cm2,求此时长方体盒子的体积.
解:设剪掉的小正方形的边长为x cm,
根据题意,得2x2+20x×2=30×40-950,x2+20x-125=0,
解得x1=5,x2=-25(不合题意,应舍去),
当x=5时,长方体盒子的体积为
x(30-2x)(20-x)=5×(30-2×5)×(20-5)=1 500(cm3),
答:此时长方体盒子的体积为1 500 cm3
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