一元二次方程的解法例析 安徽省亳州市利辛縣教育局 夏 飛 【要點綜述】: 一元二次方程和一元一次方程都是整式方程,它是初中數(shù)學(xué)的一個重點內(nèi)容,也是學(xué)生今后學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)。 在沒講一元二次方程的解法之前,先說明一下它與一元一次方程區(qū)別。根據(jù)定義可知,只含有一個未知數(shù), 且未知數(shù)的最高次數(shù)是2的整式方程叫做一元二次方程,一般式為:。 一元二次方程有三個特點:(1)只含有一個未知數(shù);(2)未知數(shù)的最高次數(shù)是2;(3)是整式方程。 因此判斷一個方程是否為一元二次方程,要先看它是否為整式方程,若是,再對它進(jìn)行整理, 如能整理為的形式,那么這個方程就是一元二次方程。 下面再講一元二次方程的解法。解一元二次方程的基本思想方法是通過“降次”,將它化為兩個一元一次方程。 一元二次方程的基本解法有四種:1、直接開平方法;2、配方法;3、公式法;4、因式分解法。如下表:
【舉例解析】 例1:已知,解關(guān)于的方程。 分析:注意滿足的的值將使原方程成為哪一類方程。 解:由得:或, 當(dāng)時,原方程為,即,解得. 當(dāng)時,原方程為,即, 解得,. 說明:由本題可見,只有項系數(shù)不為0,且為最高次項時,方程才是一元二次方程, 才能使用一元二次方程的解法,題中對一元二次方程的描述是不完整的,應(yīng)該說明最高次項系數(shù)不為0。 通常用一般形式描述的一元二次方程更為簡明,即形如的方程叫作關(guān)于的一元二次方程。 若本題不給出條件,就必須在整理后對項的字母系數(shù)分情況進(jìn)行討論。 例2 :用開平方法解下面的一元二次方程。 (1); (2) (3); (4) 分析:直接開平方法就是用直接開平方求解一元二次方程的方法。用直接開平方法解形如的方程, 其解為。通過觀察不難發(fā)現(xiàn)第(1)、(2)兩小題中的方程顯然用直接開平方法好做; 第(3)題因方程左邊可變?yōu)橥耆椒绞?/SPAN>,右邊的121>0,所以此方程也可用直接開平方法解; 第(4)小題,方程左邊可利用平方差公式,然后把常數(shù)移到右邊,即可利用直接開平方法進(jìn)行解答了。 解:(1) ∴(注意不要丟解) 由得, 由得, ∴原方程的解為:, (2)
由得, 由得 ∴原方程的解為:, (3) ∴, ∴ ∴, ∴原方程的解為:, (4) ∴,即 ∴, ∴, ∴原方程的解為:,
說明:解一元二次方程時,通常先把方程化為一般式,但如果不要求化為一般式, 像本題要求用開平方法直接求解,就不必化成一般式。用開平方法直接求解,應(yīng)注意方程兩邊同時開方時, 只需在一邊取正負(fù)號,還應(yīng)注意不要丟解。
例3 :用配方法解下列一元二次方程。
(1);(2)
分析:用配方法解方程,應(yīng)先將常數(shù)移到方程右邊,再將二次項系數(shù)化為1, 變?yōu)?/SPAN>的形式。第(1)題可變?yōu)?/SPAN>,然后在方程兩邊同時加上一次項系數(shù)的一半的平方, 即:,方程左邊構(gòu)成一個完全平方式,右邊是一個不小于0的常數(shù),即:, 接下去即可利用直接開平方法解答了。第(2)題在配方時應(yīng)特別注意在方程兩邊同時加上一次項系數(shù)的一半的平方。 解:(1) 二次項系數(shù)化為1,移常數(shù)項得:, 配方得:,即 直接開平方得: ∴, ∴原方程的解為:, (2) 二次項系數(shù)化為1,移常數(shù)項得: 方程兩邊都加上一次項系數(shù)一半的平方得: 即 直接開平方得: ∴, ∴原方程的解為:, 說明:配方是一種基本的變形,解題中雖不常用,但作為一種基本方法要熟練掌握。 配方時應(yīng)按下面的步驟進(jìn)行:先把二次項系數(shù)化為1,并把常數(shù)項移到一邊; 再在方程兩邊同時加上一次項系數(shù)一半的平方。最后變?yōu)橥耆椒绞嚼弥苯娱_平方法即可完成解題任務(wù)。 例4:用公式法解下列方程。 (1);(2) 分析:用公式法就是指利用求根公式,使用時應(yīng)先把一元二次方程化成一般形式, 然后計算判別式的值,當(dāng)≥0時,把各項系數(shù)的值代入求根公式即可得到方程的根。 但要注意當(dāng)<0時,方程無解。第(1)小題應(yīng)先移項化為一般式,再計算出判別式的值, 判斷解的情況之后,方可確定是否可直接代入求根公式;第(2)小題為了避免分?jǐn)?shù)運算的繁瑣, 可變形為,求出判別式的值后,再確定是否可代入求根公式求解。 解:(1), 化為一般式: 求出判別式的值:>0 代入求根公式:, ∴, (2) 化為一般式: 求出判別式的值:>0 ∴ ∴, 說明:公式法可以用于解任何一元二次方程,在找不到簡單方法時,即考慮化為一般形式后使用公式法。 但在應(yīng)用時要先明確公式中字母在題中所表示的量,再求出判別式的值,解得的根要進(jìn)行化簡。 例5:用分解因式法解下列方程。 (1);(2) 分析:分解因式法是把方程變形為一邊是零,把另一邊的二次三項式分解成兩個一次因式的積的形式, 讓兩個一次因式分別等于零,得到兩個一元一次方程,解這兩個一元一次方程所得到的根, 就是原方程的兩個根。第(1)題已經(jīng)是一般式,可直接對左邊分解因式; 第(2)題必須先化簡變?yōu)橐话闶胶笤龠M(jìn)行分解因式。 解:(1) 左邊分解成兩個因式的積得: 于是可得:, ∴, (2) 化簡變?yōu)橐话闶降茫?/SPAN> 左邊分解成兩個因式的積得: 于是可得:, ∴, 說明:使用分解因式法時,方程的一邊一定要化為0,這樣才能達(dá)到降次的目的。 把方程一邊化為0,把另一邊分解因式的方法可以用于解今后遇到的各類方程。因為這是把方程降次的重要手段之一。 從上述例題來看,解一元二次方程的基本思路是向一元一次方程轉(zhuǎn)化, 轉(zhuǎn)化的方法主要為開平方法和使方程一邊為0,把方程另一邊分解因式,配方,或利用求根公式法。 另外,在解一元二次方程時,要先觀察方程是否可以應(yīng)用開平方、分解因式等簡單方法,找不到簡單方法時, 即考慮化為一般形式后使用公式法。 例6:選用恰當(dāng)?shù)姆椒ń庀铝蟹匠獭?/SPAN>
(1); (2)
(3); (4)
分析:第(1)題可變形為,而后利用直接開平方法較為簡便; 第(2)題移項后利用分解因式法較為簡便;第(3)題化為一般式后可利用求根公式法解答; 第(4)題采取配方法較為簡便。
解:(1)
整理得:
直接開平方得:
∴,
(2)
分解因式得:
∴,
(3)
整理得:
求出判別式的值:>0
∴,
∴,
(4)
配方得:
直接開平方得:
∴,
總結(jié):直接開平方法是最基本的方法。公式法和配方法是最重要的方法。公式法適用于任何一元二次方程,在使用公式法時,一定要把原方程化成一般形式,以便確定系數(shù),而且在使用公式前應(yīng)先計算出判別式的值,以便判斷方程是否有解。配方法是推導(dǎo)公式的工具,掌握公式法后就可以直接用公式法解一元二次方程了,所以一般不用配方法解一元二次方程。但是,配方法在學(xué)習(xí)其他數(shù)學(xué)知識時有廣泛的應(yīng)用,是初中要求掌握的重要的數(shù)學(xué)方法之一。最常用的方法還是因式分解法,在應(yīng)用因式分解法時,一般要先將方程寫成一般式,同時應(yīng)使二次項系數(shù)化為正數(shù)。因此在解一元二次方程時,首先觀察是否可以應(yīng)用開平方、分解因式等簡單方法,找不到簡單方法時,即考慮化為一般形式后使用公式法。通常先把方程化為一般式,但如果不化為一般式就可以找到簡便解法時就應(yīng)直接求解。
【附訓(xùn)練典題】
1、用直接開平方法解下列方程:
(1); (2);
(3); (4).
2、用配方法解下列方程:
(1); (2);
(3); (4).
3、用公式法解下列方程:
(1); (2);
(3); (4).
4、用因式分解法解下列方程:
(1); (2);
(3); (4).
5、選用適當(dāng)?shù)姆椒ń庀铝蟹匠蹋?/SPAN>
(1); (2);
(3); (4);
(5); (6);
(7); (8) 2011-12-08 人教網(wǎng) |
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