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1. 比较方程$(x + 3)^2 = 5和方程x^2 + 6x + 4 = 0$有何异同。
答案:
相同点:
1. 均为一元二次方程,未知数最高次数为2。
2. 经整理后,二次项系数均为1,一次项系数均为6,常数项均为4(方程$(x + 3)^2 = 5$展开得$x^2 + 6x + 9 = 5$,即$x^2 + 6x + 4 = 0$)。
不同点:
1. 方程形式不同:$(x + 3)^2 = 5$是完全平方形式,$x^2 + 6x + 4 = 0$是一般形式。
2. 解法便捷性不同:$(x + 3)^2 = 5$可直接用直接开平方法求解,$x^2 + 6x + 4 = 0$需先变形(如配方)再求解。
1. 均为一元二次方程,未知数最高次数为2。
2. 经整理后,二次项系数均为1,一次项系数均为6,常数项均为4(方程$(x + 3)^2 = 5$展开得$x^2 + 6x + 9 = 5$,即$x^2 + 6x + 4 = 0$)。
不同点:
1. 方程形式不同:$(x + 3)^2 = 5$是完全平方形式,$x^2 + 6x + 4 = 0$是一般形式。
2. 解法便捷性不同:$(x + 3)^2 = 5$可直接用直接开平方法求解,$x^2 + 6x + 4 = 0$需先变形(如配方)再求解。
2. 在横线上填上适当的数或式子,使等式成立。
(1)$x^2 - 2x + $
(1)$x^2 - 2x + $
1
$ = (x - $1
$)^2$;
答案:
(1)$1$,$1$
(1)$1$,$1$
(2)$x^2 + 6x + $
(3)$x^2 - 5x + $
(4)$x^2 + x + $
观察上述各等式的左边,常数项和一次项系数有什么关系?
9
$ = (x + $3
$)^2$;(3)$x^2 - 5x + $
$\frac{25}{4}$
$ = (x - $$\frac{5}{2}$
$)^2$;(4)$x^2 + x + $
$\frac{1}{4}$
$ = (x + $$\frac{1}{2}$
$)^2$。观察上述各等式的左边,常数项和一次项系数有什么关系?
常数项等于一次项系数一半的平方。
答案:
(2) 9,3;
(3)$\frac{25}{4}$,$\frac{5}{2}$;
(4) $\frac{1}{4}$,$\frac{1}{2}$;
常数项等于一次项系数一半的平方。
(2) 9,3;
(3)$\frac{25}{4}$,$\frac{5}{2}$;
(4) $\frac{1}{4}$,$\frac{1}{2}$;
常数项等于一次项系数一半的平方。
3. 完成填空:$x^2 + px + $
$\frac{p^{2}}{4}$
$= (x + $$\frac{p}{2}$
$)^2$。
答案:
$\frac{p^{2}}{4}$,$\frac{p}{2}$
用配方法解下列方程:\n(1)$x^2 - 4x + 3 = 0$;\n(2)$x^2 + 3x - 1 = 0$。
答案:
(1)移项,得$x^2 - 4x = -3$,配方,得$x^2 - 4x + 4 = -3 + 4$,即$(x - 2)^2 = 1$,开平方,得$x - 2 = ±1$,解得$x_1 = 3$,$x_2 = 1$。
(2)移项,得$x^2 + 3x = 1$,配方,得$x^2 + 3x + (\frac{3}{2})^2 = 1 + (\frac{3}{2})^2$,即$(x + \frac{3}{2})^2 = \frac{13}{4}$,开平方,得$x + \frac{3}{2} = ±\frac{\sqrt{13}}{2}$,解得$x_1 = \frac{-3 + \sqrt{13}}{2}$,$x_2 = \frac{-3 - \sqrt{13}}{2}$。
(1)移项,得$x^2 - 4x = -3$,配方,得$x^2 - 4x + 4 = -3 + 4$,即$(x - 2)^2 = 1$,开平方,得$x - 2 = ±1$,解得$x_1 = 3$,$x_2 = 1$。
(2)移项,得$x^2 + 3x = 1$,配方,得$x^2 + 3x + (\frac{3}{2})^2 = 1 + (\frac{3}{2})^2$,即$(x + \frac{3}{2})^2 = \frac{13}{4}$,开平方,得$x + \frac{3}{2} = ±\frac{\sqrt{13}}{2}$,解得$x_1 = \frac{-3 + \sqrt{13}}{2}$,$x_2 = \frac{-3 - \sqrt{13}}{2}$。
1. 课本中的“数学实验室”用拼图的方法直观地表示出解一元二次方程的过程。请你尝试用这种方法解方程$x^2 - 2x - 3 = 0$。
答案:
1. 将方程变形为$x^2 - 2x = 3$;
2. 把$x^2$看作边长为$x$的正方形,面积为$x^2$;$-2x$看作从正方形两边各减去一个长$x$、宽1的矩形,剩余面积为$x^2 - 2x = 3$;
3. 补一个边长为1的小正方形(面积1),使左边成边长$(x - 1)$的正方形,此时总面积为$(x - 1)^2$;
4. 右边面积为$3 + 1 = 4$,即$(x - 1)^2 = 4$;
5. 开平方得$x - 1 = ±2$,解得$x_1 = 3$,$x_2 = -1$。
结论:方程的解为$x_1 = 3$,$x_2 = -1$。
2. 把$x^2$看作边长为$x$的正方形,面积为$x^2$;$-2x$看作从正方形两边各减去一个长$x$、宽1的矩形,剩余面积为$x^2 - 2x = 3$;
3. 补一个边长为1的小正方形(面积1),使左边成边长$(x - 1)$的正方形,此时总面积为$(x - 1)^2$;
4. 右边面积为$3 + 1 = 4$,即$(x - 1)^2 = 4$;
5. 开平方得$x - 1 = ±2$,解得$x_1 = 3$,$x_2 = -1$。
结论:方程的解为$x_1 = 3$,$x_2 = -1$。
2. 想一想:该如何配方?你能总结出用配方法解方程的一般步骤吗?
答案:
对于配方法解一元二次方程的一般步骤如下:
1. 二次项系数化为1:若二次项系数不为1,先将方程两边同时除以二次项系数,使二次项系数为1。
例如,对于方程$ax^{2}+bx + c = 0(a\neq0)$,方程两边同时除以$a$,得到$x^{2}+\frac{b}{a}x+\frac{c}{a}=0$。
2. 移项:将常数项移到等号右边。
由$x^{2}+\frac{b}{a}x+\frac{c}{a}=0$,移项可得$x^{2}+\frac{b}{a}x=-\frac{c}{a}$。
3. 配方:在等式两边加上一次项系数一半的平方。
一次项系数为$\frac{b}{a}$,其一半的平方为$(\frac{b}{2a})^{2}$,则$x^{2}+\frac{b}{a}x + (\frac{b}{2a})^{2}=-\frac{c}{a}+(\frac{b}{2a})^{2}$,即$(x + \frac{b}{2a})^{2}=\frac{b^{2}-4ac}{4a^{2}}$。
4. 解方程:
当$b^{2}-4ac\geq0$时,$x+\frac{b}{2a}=\pm\sqrt{\frac{b^{2}-4ac}{4a^{2}}}=\pm\frac{\sqrt{b^{2}-4ac}}{2a}$,
则$x=\frac{-b\pm\sqrt{b^{2}-4ac}}{2a}$;
当$b^{2}-4ac<0$时,方程无实数解。
综上,用配方法解一元二次方程的一般步骤为:二次项系数化为1、移项、配方、根据判别式求解方程。
1. 二次项系数化为1:若二次项系数不为1,先将方程两边同时除以二次项系数,使二次项系数为1。
例如,对于方程$ax^{2}+bx + c = 0(a\neq0)$,方程两边同时除以$a$,得到$x^{2}+\frac{b}{a}x+\frac{c}{a}=0$。
2. 移项:将常数项移到等号右边。
由$x^{2}+\frac{b}{a}x+\frac{c}{a}=0$,移项可得$x^{2}+\frac{b}{a}x=-\frac{c}{a}$。
3. 配方:在等式两边加上一次项系数一半的平方。
一次项系数为$\frac{b}{a}$,其一半的平方为$(\frac{b}{2a})^{2}$,则$x^{2}+\frac{b}{a}x + (\frac{b}{2a})^{2}=-\frac{c}{a}+(\frac{b}{2a})^{2}$,即$(x + \frac{b}{2a})^{2}=\frac{b^{2}-4ac}{4a^{2}}$。
4. 解方程:
当$b^{2}-4ac\geq0$时,$x+\frac{b}{2a}=\pm\sqrt{\frac{b^{2}-4ac}{4a^{2}}}=\pm\frac{\sqrt{b^{2}-4ac}}{2a}$,
则$x=\frac{-b\pm\sqrt{b^{2}-4ac}}{2a}$;
当$b^{2}-4ac<0$时,方程无实数解。
综上,用配方法解一元二次方程的一般步骤为:二次项系数化为1、移项、配方、根据判别式求解方程。
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