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11. 用适当的方法解下列方程:
(1)$\frac{1}{2}x(x+2)=\frac{3}{4}-\frac{1}{2}x$;
(2)(2024·张家港期末)$(x-2)^{2}=6-3x$;
(3)$4(2x-1)^{2}-9(x+1)^{2}=0$;
(4)$4(t-5)^{2}+4(5-t)+1=0$.
(1)$\frac{1}{2}x(x+2)=\frac{3}{4}-\frac{1}{2}x$;
(2)(2024·张家港期末)$(x-2)^{2}=6-3x$;
(3)$4(2x-1)^{2}-9(x+1)^{2}=0$;
(4)$4(t-5)^{2}+4(5-t)+1=0$.
答案:
(1)
$\frac{1}{2}x(x + 2)=\frac{3}{4}-\frac{1}{2}x$,
方程两边同时乘以4去分母得:
$2x(x + 2)=3 - 2x$,
展开得$2x^{2}+4x=3 - 2x$,
移项化为一般形式为$2x^{2}+6x - 3=0$,
其中$a = 2$,$b = 6$,$c=-3$,
根据求根公式$x=\frac{-b\pm\sqrt{b^{2}-4ac}}{2a}$,
$\Delta=b^{2}-4ac=6^{2}-4×2×(-3)=36 + 24 = 60$,
$x=\frac{-6\pm\sqrt{60}}{2×2}=\frac{-6\pm2\sqrt{15}}{4}=\frac{-3\pm\sqrt{15}}{2}$,
$x_{1}=\frac{-3 + \sqrt{15}}{2}$,$x_{2}=\frac{-3-\sqrt{15}}{2}$。
(2)
$(x - 2)^{2}=6 - 3x$,
展开得$x^{2}-4x + 4=6 - 3x$,
移项化为一般形式为$x^{2}-x - 2=0$,
因式分解得$(x - 2)(x+1)=0$,
则$x - 2=0$或$x + 1=0$,
解得$x_{1}=2$,$x_{2}=-1$。
(3)
$4(2x - 1)^{2}-9(x + 1)^{2}=0$,
利用平方差公式$a^{2}-b^{2}=(a + b)(a - b)$,
其中$a = 2(2x - 1)$,$b = 3(x + 1)$,
$[2(2x - 1)+3(x + 1)][2(2x - 1)-3(x + 1)]=0$,
$(4x-2 + 3x+3)(4x-2-3x-3)=0$,
$(7x + 1)(x - 5)=0$,
则$7x+1=0$或$x - 5=0$,
解得$x_{1}=-\frac{1}{7}$,$x_{2}=5$。
(4)
$4(t - 5)^{2}+4(5 - t)+1=0$,
变形得$4(t - 5)^{2}-4(t - 5)+1=0$,
设$m=t - 5$,则方程化为$4m^{2}-4m + 1=0$,
根据完全平方公式$(a-b)^2=a^2-2ab+b^2$,
$(2m - 1)^{2}=0$,
$2m-1=0$,
$m=\frac{1}{2}$,
即$t - 5=\frac{1}{2}$,
解得$t=\frac{11}{2}$。
$\frac{1}{2}x(x + 2)=\frac{3}{4}-\frac{1}{2}x$,
方程两边同时乘以4去分母得:
$2x(x + 2)=3 - 2x$,
展开得$2x^{2}+4x=3 - 2x$,
移项化为一般形式为$2x^{2}+6x - 3=0$,
其中$a = 2$,$b = 6$,$c=-3$,
根据求根公式$x=\frac{-b\pm\sqrt{b^{2}-4ac}}{2a}$,
$\Delta=b^{2}-4ac=6^{2}-4×2×(-3)=36 + 24 = 60$,
$x=\frac{-6\pm\sqrt{60}}{2×2}=\frac{-6\pm2\sqrt{15}}{4}=\frac{-3\pm\sqrt{15}}{2}$,
$x_{1}=\frac{-3 + \sqrt{15}}{2}$,$x_{2}=\frac{-3-\sqrt{15}}{2}$。
(2)
$(x - 2)^{2}=6 - 3x$,
展开得$x^{2}-4x + 4=6 - 3x$,
移项化为一般形式为$x^{2}-x - 2=0$,
因式分解得$(x - 2)(x+1)=0$,
则$x - 2=0$或$x + 1=0$,
解得$x_{1}=2$,$x_{2}=-1$。
(3)
$4(2x - 1)^{2}-9(x + 1)^{2}=0$,
利用平方差公式$a^{2}-b^{2}=(a + b)(a - b)$,
其中$a = 2(2x - 1)$,$b = 3(x + 1)$,
$[2(2x - 1)+3(x + 1)][2(2x - 1)-3(x + 1)]=0$,
$(4x-2 + 3x+3)(4x-2-3x-3)=0$,
$(7x + 1)(x - 5)=0$,
则$7x+1=0$或$x - 5=0$,
解得$x_{1}=-\frac{1}{7}$,$x_{2}=5$。
(4)
$4(t - 5)^{2}+4(5 - t)+1=0$,
变形得$4(t - 5)^{2}-4(t - 5)+1=0$,
设$m=t - 5$,则方程化为$4m^{2}-4m + 1=0$,
根据完全平方公式$(a-b)^2=a^2-2ab+b^2$,
$(2m - 1)^{2}=0$,
$2m-1=0$,
$m=\frac{1}{2}$,
即$t - 5=\frac{1}{2}$,
解得$t=\frac{11}{2}$。
12. 已知关于x的一元二次方程$mx^{2}-(3m-1)x+2m-1=0$的根的判别式的值为1,求m的值及该方程的根.
答案:
根据题意,一元二次方程 $mx^{2} - (3m - 1)x + 2m - 1 = 0$ 的根的判别式为1。
首先,根的判别式 $\Delta$ 为:
$\Delta = b^{2} - 4ac$
其中,$a = m$,$b = -(3m - 1)$,$c = 2m - 1$。
代入得:
$\Delta = (3m - 1)^{2} - 4m(2m - 1) = 1$
展开并整理得:
$9m^{2} - 6m + 1 - 8m^{2} + 4m = 1$
$m^{2} - 2m = 0$
$m(m - 2) = 0$
从上式可得,$m$ 的值为 $0$ 或 $2$。
由于 $m$ 是二次项系数,所以 $m \neq 0$,因此 $m = 2$。
将 $m = 2$ 代入原方程得:
$2x^{2} - 5x + 3 = 0$
因式分解得:
$(2x - 3)(x - 1) = 0$
从上式可得,方程的根为:
$x_{1} = 1$,$x_{2} = \frac{3}{2}$。
综上,$m$的值为$2$,方程的根为$x_{1} = 1$,$x_{2} = 1.5$。
首先,根的判别式 $\Delta$ 为:
$\Delta = b^{2} - 4ac$
其中,$a = m$,$b = -(3m - 1)$,$c = 2m - 1$。
代入得:
$\Delta = (3m - 1)^{2} - 4m(2m - 1) = 1$
展开并整理得:
$9m^{2} - 6m + 1 - 8m^{2} + 4m = 1$
$m^{2} - 2m = 0$
$m(m - 2) = 0$
从上式可得,$m$ 的值为 $0$ 或 $2$。
由于 $m$ 是二次项系数,所以 $m \neq 0$,因此 $m = 2$。
将 $m = 2$ 代入原方程得:
$2x^{2} - 5x + 3 = 0$
因式分解得:
$(2x - 3)(x - 1) = 0$
从上式可得,方程的根为:
$x_{1} = 1$,$x_{2} = \frac{3}{2}$。
综上,$m$的值为$2$,方程的根为$x_{1} = 1$,$x_{2} = 1.5$。
13. 已知$\triangle ABC$的两边AB、AC的长分别是关于x的一元二次方程$x^{2}-(2k+3)x+k^{2}+3k+2=0$的两个实数根,第三边BC的长为5.
(1)当k为何值时,$\triangle ABC$是直角三角形?
(2)当k为何值时,$\triangle ABC$是等腰三角形?请求出此时$\triangle ABC$的周长.
(1)当k为何值时,$\triangle ABC$是直角三角形?
(2)当k为何值时,$\triangle ABC$是等腰三角形?请求出此时$\triangle ABC$的周长.
答案:
(1)
首先解方程$x^{2}-(2k + 3)x + k^{2}+3k + 2 = 0$,
因式分解得$(x - k - 1)(x - k - 2)=0$,
解得$x_1=k + 1$,$x_2=k + 2$。
不妨设$AB=k + 1$,$AC=k + 2$。
因为$\triangle ABC$是直角三角形,根据勾股定理:
若$BC$为斜边,则$(k + 1)^{2}+(k + 2)^{2}=5^{2}$,
$k^{2}+2k + 1+k^{2}+4k+4 = 25$,
$2k^{2}+6k - 20 = 0$,
$k^{2}+3k - 10 = 0$,
$(k + 5)(k - 2)=0$,
解得$k_1=2$,$k_2=-5$。
因为$AB=k + 1\gt0$,$AC=k + 2\gt0$,所以$k\gt - 1$,则$k = 2$。
若$AC$为斜边,则$(k + 1)^{2}+5^{2}=(k + 2)^{2}$,
$k^{2}+2k + 1+25=k^{2}+4k + 4$,
$2k=22$,
解得$k = 11$。
综上,当$k = 2$或$k = 11$时,$\triangle ABC$是直角三角形。
(2)
若$AB = BC$,即$k + 1 = 5$,解得$k = 4$,
此时$AC=k + 2=6$,$AB = 5$,$BC = 5$,
因为$5+5\gt6$,能构成三角形,周长为$5 + 5+6 = 16$。
若$AC = BC$,即$k + 2 = 5$,解得$k = 3$,
此时$AB=k + 1=4$,$AC = 5$,$BC = 5$,
因为$4+5\gt5$,能构成三角形,周长为$4 + 5+5 = 14$。
所以当$k = 3$时,$\triangle ABC$的周长为$14$;当$k = 4$时,$\triangle ABC$的周长为$16$。
首先解方程$x^{2}-(2k + 3)x + k^{2}+3k + 2 = 0$,
因式分解得$(x - k - 1)(x - k - 2)=0$,
解得$x_1=k + 1$,$x_2=k + 2$。
不妨设$AB=k + 1$,$AC=k + 2$。
因为$\triangle ABC$是直角三角形,根据勾股定理:
若$BC$为斜边,则$(k + 1)^{2}+(k + 2)^{2}=5^{2}$,
$k^{2}+2k + 1+k^{2}+4k+4 = 25$,
$2k^{2}+6k - 20 = 0$,
$k^{2}+3k - 10 = 0$,
$(k + 5)(k - 2)=0$,
解得$k_1=2$,$k_2=-5$。
因为$AB=k + 1\gt0$,$AC=k + 2\gt0$,所以$k\gt - 1$,则$k = 2$。
若$AC$为斜边,则$(k + 1)^{2}+5^{2}=(k + 2)^{2}$,
$k^{2}+2k + 1+25=k^{2}+4k + 4$,
$2k=22$,
解得$k = 11$。
综上,当$k = 2$或$k = 11$时,$\triangle ABC$是直角三角形。
(2)
若$AB = BC$,即$k + 1 = 5$,解得$k = 4$,
此时$AC=k + 2=6$,$AB = 5$,$BC = 5$,
因为$5+5\gt6$,能构成三角形,周长为$5 + 5+6 = 16$。
若$AC = BC$,即$k + 2 = 5$,解得$k = 3$,
此时$AB=k + 1=4$,$AC = 5$,$BC = 5$,
因为$4+5\gt5$,能构成三角形,周长为$4 + 5+5 = 14$。
所以当$k = 3$时,$\triangle ABC$的周长为$14$;当$k = 4$时,$\triangle ABC$的周长为$16$。
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