内容正文:
第二十五章 一元二次方程 知识清单
依据人教版《义务教育教科书·数学》九年级上册(2024年版新教材)编写,供复习备考使用。
一、章知识概览
【学习内容】本章共三节:25.1一元二次方程的概念;25.2降次——解一元二次方程(配方法、公式法、因式分解法,以及根与系数的关系);25.3实际问题与一元二次方程。本章从实际问题抽象出一元二次方程,研究其解法并用于解决实际问题。
【考点地位】一元二次方程的解法、根的判别式、列方程解应用题是中考“数与代数”的核心与必考内容;根与系数的关系(韦达定理)为教材选学拓展内容,供学有余力者了解。也是二次函数、二次不等式学习的基础,常与函数、几何综合命题。
【学习目标】①理解一元二次方程及其一般形式,能识别二次项、一次项、常数项及其系数;②掌握配方法、公式法、因式分解法解一元二次方程;③理解根的判别式,会判断根的情况;④掌握根与系数的关系并能简单应用;⑤能列一元二次方程解决实际问题,增强模型观念。
【知识结构图】一图速查本章全貌,下表按“章→节→核心知识点”三层呈现。
第二十五章 一元二次方程
25.1 一元二次方程的概念
只含一个未知数、未知数最高次数为2的整式方程;一般形式 ax²+bx+c=0(a≠0)
二次项 ax²、一次项 bx、常数项 c;方程的解也叫根
25.2 降次——解一元二次方程
配方法:配方成 (x+n)²=p,开方降次
公式法:求根公式 x=;判别式 Δ=b²-4ac
因式分解法:一边为两个一次因式之积、另一边为0,分别令各因式为0
根与系数关系(韦达定理):x₁+x₂=,x₁x₂=
25.3 实际问题与一元二次方程
增长率问题、面积问题、传播(握手/单循环)问题、利润问题;检验根的实际意义
二、核心公式定理
【速查表】本章核心概念、公式、定理集中列表如下,逐条对照教材,复习时以表代翻书。
名称
公式·定理·性质内容
说明与易错提示
一元二次方程
只含一个未知数,且含未知数的式子都是整式,未知数最高次数是2的方程
a≠0 是一般形式的前提,漏掉“a≠0”会出错
一般形式
ax²+bx+c=0(a≠0),ax²为二次项,bx为一次项,c为常数项
写系数时连同前面的符号一起写,如 -8
直接开平方法
如如 x²=p(p≥0)
依据平方根的意义实现降次
求根公式
仅当 Δ≥0 时方程有实数根,公式才可用
根的判别式
Δ>0两不等实根;Δ=0两相等实根;Δ<0无实根
韦达定理
使用前提是方程有实根(Δ≥0),先化一般形式
配方法步骤
化二次项系数为1→移项→两边加“一次项系数一半的平方”→写成完全平方→开方
二次项系数不为1时先除以a
三、考点知识梳理
(一)25.1 一元二次方程的概念
【知识定位】一元二次方程的概念与一般形式是本章的基础,中考常以选择、填空考查系数识别与方程的判定。
【一元二次方程的概念】如果方程中只含有一个未知数,且含有未知数的式子都是整式,未知数的最高次数是2,这样的方程叫作一元二次方程。它必须同时满足三个条件:①是整式方程;②只含一个未知数;③未知数最高次数为2。
【一般形式】任何一个一元二次方程经过整理都可化为ax²+bx+c=0(a≠0)的形式,其中 ax² 是二次项,a 是二次项系数;bx 是一次项,b 是一次项系数;c 是常数项。规定 a≠0,否则就不是二次方程了;b、c 可以为0。
【方程的根】使一元二次方程左右两边相等的未知数的值,就是这个方程的解,一元二次方程的解也叫作方程的根。一元二次方程最多有两个实数根。
(二)25.2 降次——解一元二次方程
【基本思路】解一元二次方程的基本思想是降次,即把二次方程转化为两个一元一次方程来解。
【配方法】通过配成完全平方形式来解一元二次方程的方法叫配方法。步骤:①把二次项系数化为1;②移项,使左边为二次项和一次项;③方程两边都加上一次项系数一半的平方,配成 (x+n)²=p 的形式;④当 p≥0 时直接开方求解。
【公式法】一元二次方程 ax²+bx+c=0(a≠0),当 Δ=b²-4ac≥0 时,它的实数根为,这个式子叫作求根公式。利用它解方程的方法叫公式法。
【根的判别式】叫作根的判别式:Δ>0 时方程有两个不相等的实数根;Δ=0 时有两个相等的实数根;Δ<0 时没有实数根。
【因式分解法】先把方程一边化为两个一次因式的乘积,另一边为0,再分别令每个一次因式等于0,从而实现降次。适合左边容易分解的方程(如缺常数项、可用平方差或十字相乘)。
【根与系数的关系】当 Δ≥0 时,方程 ax²+bx+c=0 的两根 x₁、x₂ 满足,即两根之和等于一次项系数与二次项系数之比的相反数,两根之积等于常数项与二次项系数之比(韦达定理)。
(三)25.3 实际问题与一元二次方程
【知识定位】列方程解应用题考查建模能力,是中考解答题的常见题型。
【常见模型】①增长率(下降率)问题:连续两次变化,基础量×(1±x)²=结果量;②面积问题:如矩形四周等宽截去、道路穿插,用面积相等列方程;③单循环/传播问题:n 支球队单循环共 n(n-1) 场;④利润问题:每件利润×销售量=总利润。
【验根】求出根后必须检验:既要检验是否为原方程的根,又要检验是否符合实际意义(如边长、人数不能为负),不合题意的根要舍去。
四、重点知识记忆方法
【记忆口诀】求根公式:二次系数化一般,判别式先算一遍;b方减4ac,开方顶在分子间;分子-b±根号下,分母是2a要记全。判别式:大于零两根异,等于零两根同,小于零无实根。韦达定理:两根和是负b比a,两根积是c比a。配方法:系数化1再移项,半项平方两边放,写成平方再开方。
【对比记忆】三种解法适用范围对比如下表。
方法
适用方程
关键步骤
配方法
所有一元二次方程
配方成完全平方后开方
公式法
所有一元二次方程
先算 Δ,再代入求根公式
因式分解法
左边易分解的方程
右边化0,左边分解为两个一次因式
五、解题方法总结
题型1 选择适当方法解一元二次方程
【解题方法】①先看能否直接开方(缺一次项或左边是完全平方);②再看能否因式分解(缺常数项用提公因式,或十字相乘、平方差);③不能简便分解时用公式法(先算 Δ);④需要配方时才用配方法。优先顺序:直接开平方法→因式分解法→公式法→配方法。
【数学思想】转化(降次)思想:把二次方程转化为一次方程。
题型2 根的判别式的应用
【解题方法】①先把方程化为一般形式,确定 a、b、c(连同符号);②计算 Δ=b²-4ac;③由 Δ 的符号判断根的情况;④逆用:已知根的情况列不等式(如方程有两个不相等实根即 Δ>0)。
【数学思想】分类讨论思想:按 Δ>0、=0、<0 三类讨论。
题型3 韦达定理的应用
【解题方法】①先确认方程有实根(Δ≥0);②熟记两根之和、两根之积;③求关于两根的对称式时,用 x₁+x₂、x₁x₂ 整体代入,如 x₁²+x₂²=(x₁+x₂)²-2x₁x₂,+=。
【数学思想】整体(方程)思想:不解方程,用两根之和、积整体代换。
题型4 列一元二次方程解应用题
【解题方法】①审题,设未知数 x;②找等量关系列方程;③化为一般形式求解;④检验根是否符合实际意义并作答。增长率问题套用 a(1±x)²=b,面积问题画图标注长度。
【数学思想】方程(建模)思想:把实际问题抽象为方程模型。
六、易错点清单
【清单】逐条对照教材与常见易错情形,复习时先自查再对照下表。
常见易错点
正确做法
写系数时丢掉符号,如把 3x²-8x-10=0 的一次项系数写成 8
系数连同前面的符号一起写:一次项系数 -8,常数项 -10
用求根公式时不先化一般形式、不先算判别式
先化一般形式、定 a、b、c,算 Δ;Δ<0 时方程无实根,不能套公式
忘记 a≠0 的条件,讨论含字母系数方程时漏解
二次项系数含字母时,必须讨论其是否为0
用韦达定理时忽略“方程有实根”的前提
先确认 Δ≥0,再用 x₁+x₂、x₁x₂
因式分解时方程右边未化为0就令因式为0
必须先移项使右边为0,再分解左边
应用题求出负根不舍去,直接作答
求出根后结合实际取舍:边长、人数、增长率的绝对值须合理
配方法中二次项系数未化1就加“半项平方”
先两边同除以二次项系数,再配方
七、高频考点速记
①一元二次方程的一般形式是ax²+bx+c=0(a≠0)。
②解一元二次方程的基本思路是降次,把二次转化为一次。
③求根公式:
④Δ=b²-4ac,Δ>0两不等实根,Δ=0两相等实根,Δ<0无实根。
⑤韦达定理:x₁+x₂=,x₁x₂=。
⑥连续两次平均增长率为 x,则a(1+x)²=b。
⑦应用题求出根后必须检验是否符合实际意义。
八、学情自测
(一)选择题(每题2分,共5题)
1.已知是关于的方程的一个根,则的值为( )
A.5 B. C.1 D.
2.若关于的方程有实数根,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.关于的一元二次方程的实数根的情况是( )
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
4.已知,是一元二次方程的两个根,则的值为( )
A. B. C. D.
5.某公司自主研发并生产的仿生蝴蝶飞行器,能高度还原蝴蝶飞行动作.今年3月份此款飞行器产量为1200台,5月份的产量为1600台.若设该公司此款飞行器这两个月产量的月平均增长率为,则下列方程正确的是( )
A. B.
C. D.
(二)填空题(每空2分,共5题)
1.如图,在菱形中,点为边的中点,连接,.若,且,则菱形的边长为________.
2.已知是一元二次方程的一个根,则代数式的值是________________.
3.若关于的方程有两个不相等的实数根,则的取值范围为______.
4.已知方程的两个根是和,则_________.
5.若关于的一元二次方程的一个根是10,则另一个根是________.
(三)解答题(每题8分,共2题)
1. 用适当方法解下列方程:
(1)x²-6x+5=0; (2)2x²-4x-1=0。
2. 要在一块长20m、宽12m的矩形绿地四周修一条宽度相等的步行道,使中间绿地面积为140m²,求步行道的宽度。
九、参考答案
【选择题】
1.【答案】D
解题步骤:
①∵x=2是方程x²−mx=6的一个根,∴把x=2代入原方程,
②得 2²−2m=6,即 4−2m=6,
③移项得 −2m=2,解得 m=−1,故选D。
【知识点睛】已知方程的根求参数:把根代入原方程,得到关于参数的一元一次方程,解之即可;代入时注意各项符号。
2.【答案】C
解题步骤:
①∵ 方程有实数根,
②∴ ,
③即,解得.
【知识点睛】有实数根求参数:一元二次方程有实数根⇔判别式Δ≥0。把含参数的方程化为标准式,由Δ≥0列不等式求m的范围(注意二次项系数不为0)。
3.【答案】A
解题步骤:
①∵一元二次方程x²+bx−1=0中,a=1,b=b,c=−1,
②∴判别式 Δ=b²−4ac=b²−4×1×(−1)=b²+4,
③∵b²≥0,∴Δ=b²+4>0,方程有两个不相等的实数根,故选A。
【知识点睛】判别式判断根的情况:Δ=b²−4ac,Δ>0有两个不相等的实数根,Δ=0有两个相等的实数根,Δ<0没有实数根,据此对照选项。
4.【答案】A
解题步骤:
①∵,是一元二次方程的两个根,且,,.
②∴,.
③∴x₁+x₂−2x₁x₂=−2−2×(−9)=−2+18=16,故选A。
【知识点睛】根与系数关系求值:x₁+x₂=,x₁·x₂=。把目标代数式用两根和、积表示,代入计算。
5.【答案】C
解题步骤:
①∵3月份产量为1200台,月平均增长率为x,∴4月份产量为1200(1+x)台,
②∴5月份产量为1200(1+x)²台,
③又∵5月份实际产量为1600台,∴可列方程 1200(1+x)²=1600,故选C。
【知识点睛】增长率问题列方程:连续两次增长后产量=原产量×(1+月平均增长率)²,按时间顺序逐月表示产量再列方程。
1.【答案】2
解题步骤:
①,
②,
③,
④在和中,
⑤,
⑥,
⑦设,
⑧在中,,
⑨在中,∵,
⑩,
⑪,
⑫,
⑬在中,∵,
⑭,
⑮,
⑯∴,
⑰∴,
⑱将代入①得,
⑲即,
【知识点睛】解一元二次方程——直接开平方法是中考基础考点。解题时按法则逐步运算,特别注意负号、括号和运算顺序。
【知识点睛】已知一元二次方程的解(根),把根代入原方程得关于参数的方程,解参数即可;注意一元二次方程二次项系数不能为0.
2.【答案】6
解题步骤:
①∵m是方程x²+2x−3=0的一个根,∴m²+2m−3=0,即 m²+2m=3。
②∴2m²+4m=2(m²+2m)=2×3=6。
【知识点睛】已知根求代数式值:把已知根代入方程得到关于参数的关系式(如a²=2a+3),再整体代入目标代数式化简求值。
3.【答案】a<4
解题步骤:
①∵方程x²−4x+a=0有两个不相等的实数根,
②∴Δ=(−4)²−4×1×a=16−4a>0,
③解得 a<4。
【知识点睛】两个不等实根求参数:Δ>0。先化标准式,由b²-4ac>0列不等式,解出a的范围(含二次项系数限制)。
4.【答案】3
解题步骤:
①∵方程的两个根是和,
②∴.
【知识点睛】两根积:由根与系数关系x₁x₂=,直接计算即可。
5.【答案】2
解题步骤:
①∵方程(x−2)(x−m)=0,∴x−2=0或x−m=0,
②解得 x=2 或 x=m,即方程的两根为2和m,
③∵方程的一个根是10,∴m=10,因此另一个根为2。
【知识点睛】因式分解法解一元二次方程:(x−a)(x−b)=0的两根为x=a和x=b,已知其中一根可直接确定另一根。
【解答题】
1. 解:(1)左边因式分解,得 (x-1)(x-5)=0,所以 x₁=1,x₂=5。
(2)a=2,b=-4,c=-1,Δ=(-4)²-4×2×(-1)=24>0。代入求根公式:
,即 x₁=,x₂=。
2. 解:设步行道宽为 x m,则中间绿地长为 (20-2x) m、宽为 (12-2x) m。依题意列方程:
(20-2x)(12-2x)=140。整理:240-64x+4x²=140,即 x²-16x+25=0。
解得 。因 12-2x>0,x<6,故舍去 x=8+≈14.2,取 x=8-≈1.7(m)。答:步行道宽约 1.7 m。
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