内容正文:
第3章 一元二次方程
3.2 一元二次方程的解法
3.2.2 公式法
旧知回顾
用配方法解一元二次方程2x2-7x+3=0.
解:将二次项系数化为1,得x2-x+=0.
配方,得x2-x+()2-()2+=0,
因此( x - )²=,
由此得x-=±,
解得x1=3,x2=.
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知识模块一 一元二次方程的求根公式
探究: 运用配方法解一元二次方程时,对于每一个具体的方程,都重复使用了一些相同的计算步骤,这启发我们去探索:能不能对一般形式的一元二次方程使用配方法,求出这个方程的根呢?
对于方程 ①
为了便于配方,在方程①的两边除以,得
.
把方程的左边配方,得
,
因此. ②
当时,方程②可化为:
.
思考:为什么要加上?
完全平方式的结构特征:首平方,尾平方,积的二倍在中央.
根据平方根的意义,得
或,
解得:, .
于是,一元二次方程
在的条件下,它的根为:
. ③
叫作一元二次方程的求根公式.
归纳总结
由求根公式可知,一元二次方程的根由方程的系数 决定,这也反映出了一元二次方程的根与系数之间的一个关系.
运用一元二次方程的求根公式直接求每一个一元二次方程的根,这种解一元二次方程的方法叫作公式法.
用公式法解一元二次方程的一般步骤:
方法总结:
将一元二次方程整理成一般形式;
确定公式中的值;
求出 的值;
当时,将的值及的值代入求根公式即可;当时,方程无实数根.
用配方法解一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0),探究求根公式:
因为a≠0,方程两边都除以a,得_______________.
做一做
x2+x+=0
把方程的左边配方,得________________
________________,
x2+x+()²-
()²+=0
即(x +____)2 - _______=0.
(若b2-4ac≥0,请继续完成)
原方程可化为(x ) 2 = () 2.
由此得出:x+=或x+=-.
x=或x=.
(若b2-4ac<0,则此方程无解).
用公式法解一元二次方程的一般步骤:
由上可得,一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)在b2-4ac≥0的条件下,
归纳总结
它的根为:x=(其中b2-4ac≥0),
通常把这个式子叫作一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的求根公式.
用这个公式直接解一元二次方程的方法叫公式法.
知识模块二 用公式法解一元二次方程
解:(1)这里.
例5:用公式法解下列方程:
(1); (2).
因而.
所以.
因此,原方程的根 .
解:(2)移项得,
这里.
因而.
所以.
因此,原方程的根.
例6:用公式法解下列方程:.
解:这里.
因而,
所以.
因此,原方程的根 .
公式法解题标准步骤:化为一般形式→确定→计算判别式→代入公式求解。
方法总结:
判别式作用:有两个不相等实数根;有两个相等实数根;无实数根。
易错提醒:提取时必须保留原有符号,计算根式与分式要化简彻底。
【例】解方程:x(x-6)+18=9.
解:将方程化为一般形式,得x2-6x+9=0.
这里a=1,b=-6,c=9.
因而b2-4ac=(-6)2-4×1×9=0,
∴x= =3.
因此,原方程的根为x1=x2=3.0
知识模块三 黄金分割比
解:设,那么.
思考:如图,我们已经知道,若,则称为黄金分割比,且其数值为.问:这个数值是如何求出的?
因为,
所以,
解得, (不合题意,舍去).
即.
所以.
实际问题解题思路:分析题意→列一元二次方程→整理一般式→公式法求解→结合实际取舍根。
方法总结:
解法选择:无特殊要求时,公式法通用性强,适用于所有可解的一元二次方程。
拓展要点:求出方程根后,需结合实际意义舍去不合理的解。
【例】已知线段AB=10 cm,点C是AB的黄金分割点(AC>BC),求AC的长.
解:由黄金分割比的定义,得AC=AB· =5(-1)≈6.18 cm.
随堂检测
1.用公式法解一元二次方程时,化方程为一般式当中的依次为( )
A. B.
C. D.
A
2.用公式法解方程,其中求得的值是( )
A.16 B.±4 C.32 D.64
3.当满足时,方程的根是( )
A. B.C. D.
D
D
4.方程的解是_______________.
5.已知等腰三角形的一腰为,周长为,则方程的根为____________.
6.定义,则方程的解为______________________.
.
7.用公式法解下列方程:
(1) x2-6x+1=0; (2) 2 x2 -x=6;
(3)4 x2 -3x - 1=x-2; (4) 3x (x-3)=2(x-1)(x+1).
解:求根公式:x=,
先化成标准形式a x2 +bx+c=0( a ),
算出判别式
解:(1)a=1,b= - 6,c=1
=
=
x= = =3 2 ,
x1=3+2,x2=3 2.
解:(2)整理得2 x2 -x - 6=0
a=2,b= - 1,c= - 6
=
x= =
x1=2,x2=
解:(3)整理得4 x2 -4x + 1=0
a=4,b= - 4,c= 1
=
x= =
x1= x2
解:(4)整理得 x2 -9x + 2=0
a=1,b= - 9,c= 2
=
x=
x1=, x2
8.已知关于的一元二次方程,其中分别为三边的长.
(1)若是方程的根,求证:是等腰三角形;
(2)若方程有两个相等的实数根,试判断的形状,并说明理由.
解:(1)是一元二次方程的根,
,
,
是等腰三角形;
(2)是直角三角形,理由如下:
方程有两个相等的实数根,
,
,
,
是直角三角形.
课堂小结
公式法
求根公式
步骤
一化(一般形式);
二定(系数值);
三求(求 b2 - 4ac 的值);
四判(方程根的情况);
五代(代求根公式计算)
务必将方程化为一般形式
根的判别式 b2 - 4ac
x=
1.求根公式:由配方法对一元二次方程一般式推导得出,是解方程通用方法。
2.根的判别式:,可直接判断实数范围内方程根的个数。
3.公式法解题流程:先将方程整理为 ,再依次确定系数、计算判别式、代入公式计算。
知识点
4.系数判定要求: a、b、c包含本身正负符号,a 恒不为 0。
5.根的取舍:解决实际问题时,方程的根需符合现实意义,舍去无效解。
6.数学思想:延续配方法的降次、化归思想,同时渗透数学建模思想。
7.解法对比:公式法适用范围更广,是一元二次方程核心解法之一。
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