学习任务一 用直接开平方法解一元二次方程
1.一般地,对于方程$x^2 = p$.
(1)当$p>0$时,根据平方根的意义,方程有
(2)当$p=0$时,方程有
(3)当$p<0$时,因为对任意实数$x$,都有$x^2≥0$,所以方程
2.形如$x^2 = p(p≥0)$或$(mx + n)^2 = p(m≠0, p≥0)$的一元二次方程可利用平方根的意义,用开平方的方法直接求解,这种解方程的方法叫作直接开平方法.
3.用直接开平方法解一元二次方程的实质:根据平方根的意义,把一个一元二次方程“
1.一般地,对于方程$x^2 = p$.
(1)当$p>0$时,根据平方根的意义,方程有
两个不相等
的实数根 $x_1 =$ $\sqrt{p}$
,$x_2 =$ $-\sqrt{p}$
;(2)当$p=0$时,方程有
两个相等
的实数根 $x_1=x_2=0$;(3)当$p<0$时,因为对任意实数$x$,都有$x^2≥0$,所以方程
无实数根
.2.形如$x^2 = p(p≥0)$或$(mx + n)^2 = p(m≠0, p≥0)$的一元二次方程可利用平方根的意义,用开平方的方法直接求解,这种解方程的方法叫作直接开平方法.
3.用直接开平方法解一元二次方程的实质:根据平方根的意义,把一个一元二次方程“
降次
”,转化为一元一次
方程.答案
1.(1)两个不相等,$x_1=\sqrt{p}$,$x_2=-\sqrt{p}$
(2)两个相等
(3)无实数根
3.降次,一元一次
(2)两个相等
(3)无实数根
3.降次,一元一次
解析
【分析】
本题考查直接开平方法解一元二次方程的基础理论,解题核心是结合平方根的意义分析方程解的情况,理解一元二次方程解法的核心思路:
1. 针对第1问的三个小问,回忆平方根的性质:正数有两个互为相反数的平方根,0的平方根是0,负数没有平方根,对应判断$x^2=p$在$p$不同取值范围下的解的情况即可。
2. 针对第3问,明确直接开平方法的作用是将含未知数的二次式转化为一次式,也就是实现“降次”,把一元二次方程转化为已经会解的一元一次方程。
【解析】
1. (1) 当$p>0$时,正数有两个不相等的互为相反数的平方根,因此方程$x^2=p$有两个不相等的实数根,分别为$x_1=\sqrt{p}$,$x_2=-\sqrt{p}$;
(2) 当$p=0$时,0的平方根只有0一个,因此方程有两个相等的实数根$x_1=x_2=0$;
(3) 当$p<0$时,负数没有平方根,且任意实数的平方都为非负数,因此方程无实数根;
3. 用直接开平方法解一元二次方程时,将含未知数的二次平方式开平方转化为一次式,实质是根据平方根的意义把一元二次方程“降次”,转化为一元一次方程求解。
【答案】
1.(1)两个不相等,$\sqrt{p}$,$-\sqrt{p}$
(2)两个相等
(3)无实数根
3.降次,一元一次
【知识点】
平方根的意义;直接开平方法;降次思想
【点评】
本题属于基础概念考查题,内容是直接开平方法的核心理论,是后续学习其他一元二次方程解法的基础,熟练掌握平方根的性质即可快速作答。
【难度系数】
0.9
本题考查直接开平方法解一元二次方程的基础理论,解题核心是结合平方根的意义分析方程解的情况,理解一元二次方程解法的核心思路:
1. 针对第1问的三个小问,回忆平方根的性质:正数有两个互为相反数的平方根,0的平方根是0,负数没有平方根,对应判断$x^2=p$在$p$不同取值范围下的解的情况即可。
2. 针对第3问,明确直接开平方法的作用是将含未知数的二次式转化为一次式,也就是实现“降次”,把一元二次方程转化为已经会解的一元一次方程。
【解析】
1. (1) 当$p>0$时,正数有两个不相等的互为相反数的平方根,因此方程$x^2=p$有两个不相等的实数根,分别为$x_1=\sqrt{p}$,$x_2=-\sqrt{p}$;
(2) 当$p=0$时,0的平方根只有0一个,因此方程有两个相等的实数根$x_1=x_2=0$;
(3) 当$p<0$时,负数没有平方根,且任意实数的平方都为非负数,因此方程无实数根;
3. 用直接开平方法解一元二次方程时,将含未知数的二次平方式开平方转化为一次式,实质是根据平方根的意义把一元二次方程“降次”,转化为一元一次方程求解。
【答案】
1.(1)两个不相等,$\sqrt{p}$,$-\sqrt{p}$
(2)两个相等
(3)无实数根
3.降次,一元一次
【知识点】
平方根的意义;直接开平方法;降次思想
【点评】
本题属于基础概念考查题,内容是直接开平方法的核心理论,是后续学习其他一元二次方程解法的基础,熟练掌握平方根的性质即可快速作答。
【难度系数】
0.9
学习任务二 用配方法解一元二次方程
|情境探究|
从旧知到新知
已知方程:$2x^2 + 4x - 6 = 0$。
问题1:将
问题2:在方程$x^2 + 2x = 3$的两边同时加
问题3:对问题2中得到的方程利用直接开平方法求解可得$x_1 =$
|知识梳理|
1.配方法:将方程左边配成
2.配方时,方程的二次项系数化为1,两边同时加的数等于一次项系数一半的
|情境探究|
从旧知到新知
已知方程:$2x^2 + 4x - 6 = 0$。
问题1:将
二次项(或$x^2$)
的系数化为1,可得方程$x^2 + 2x - 3 = 0$,把常数项移到等号的右边可得$x^2 + 2x = 3$。问题2:在方程$x^2 + 2x = 3$的两边同时加
1
,并把方程左边写成完全平方形式,可得方程$(x+1)^2=4$
。问题3:对问题2中得到的方程利用直接开平方法求解可得$x_1 =$
1
,$x_2 =$$-3$
。|知识梳理|
1.配方法:将方程左边配成
完全平方
形式,右边为常数,来解一元二次方程的方法。2.配方时,方程的二次项系数化为1,两边同时加的数等于一次项系数一半的
平方
。答案
问题1:二次项(或$x^2$)
问题2:1,$(x+1)^2=4$
问题3:1,$-3$
知识梳理
1.完全平方
2.平方
问题2:1,$(x+1)^2=4$
问题3:1,$-3$
知识梳理
1.完全平方
2.平方
解析
【分析】
本题考查配方法解一元二次方程的基础步骤,解题时按照配方法的标准流程逐一推导即可:①配方法第一步是将二次项系数化为1,对应问题1;②再根据配方规则,给等式两边加一次项系数一半的平方,将左边凑成完全平方形式,对应问题2;③最后用直接开平方法求解方程的根,对应问题3;知识梳理是对配方法核心概念和关键步骤的总结,结合操作过程即可填写。
【解析】
问题1:配方法解一元二次方程的首步为二次项系数化1,原方程$2x^2 + 4x - 6 = 0$两边同时除以2,得到$x^2 + 2x - 3 = 0$,因此此处填二次项(或$x^2$)。
问题2:配方时需在等式两边加一次项系数一半的平方,方程$x^2 + 2x = 3$的一次项系数为2,一半的平方为$1^2=1$,因此两边加1;左边整理为完全平方式$(x+1)^2$,右边为$3+1=4$,可得方程$(x+1)^2=4$。
问题3:对$(x+1)^2=4$直接开平方,得$x+1=2$或$x+1=-2$,解得$x_1=1$,$x_2=-3$。
知识梳理1:配方法的定义为将方程左边配成完全平方形式,右边为常数,再求解一元二次方程的方法,因此填完全平方。
知识梳理2:配方的关键规则为,二次项系数化为1后,方程两边同时加的数等于一次项系数一半的平方,因此填平方。
【答案】
问题1:二次项(或$x^2$)
问题2:1,$(x+1)^2=4$
问题3:1,$-3$
知识梳理
1.完全平方
2.平方
【知识点】
配方法;完全平方公式;直接开平方法
【点评】
本题为配方法的基础巩固题,围绕配方法解一元二次方程的完整流程设题,帮助学生理清配方法的操作步骤,是后续求解复杂一元二次方程的重要基础。
【难度系数】
0.9
本题考查配方法解一元二次方程的基础步骤,解题时按照配方法的标准流程逐一推导即可:①配方法第一步是将二次项系数化为1,对应问题1;②再根据配方规则,给等式两边加一次项系数一半的平方,将左边凑成完全平方形式,对应问题2;③最后用直接开平方法求解方程的根,对应问题3;知识梳理是对配方法核心概念和关键步骤的总结,结合操作过程即可填写。
【解析】
问题1:配方法解一元二次方程的首步为二次项系数化1,原方程$2x^2 + 4x - 6 = 0$两边同时除以2,得到$x^2 + 2x - 3 = 0$,因此此处填二次项(或$x^2$)。
问题2:配方时需在等式两边加一次项系数一半的平方,方程$x^2 + 2x = 3$的一次项系数为2,一半的平方为$1^2=1$,因此两边加1;左边整理为完全平方式$(x+1)^2$,右边为$3+1=4$,可得方程$(x+1)^2=4$。
问题3:对$(x+1)^2=4$直接开平方,得$x+1=2$或$x+1=-2$,解得$x_1=1$,$x_2=-3$。
知识梳理1:配方法的定义为将方程左边配成完全平方形式,右边为常数,再求解一元二次方程的方法,因此填完全平方。
知识梳理2:配方的关键规则为,二次项系数化为1后,方程两边同时加的数等于一次项系数一半的平方,因此填平方。
【答案】
问题1:二次项(或$x^2$)
问题2:1,$(x+1)^2=4$
问题3:1,$-3$
知识梳理
1.完全平方
2.平方
【知识点】
配方法;完全平方公式;直接开平方法
【点评】
本题为配方法的基础巩固题,围绕配方法解一元二次方程的完整流程设题,帮助学生理清配方法的操作步骤,是后续求解复杂一元二次方程的重要基础。
【难度系数】
0.9
【例1】用直接开平方法解下列方程:
(1)$4(x-2)^2 -25=0$;
(2)$\frac{1}{2}(2y+2)^2=3$;
(3)$4x^2 +4x +1=5$。
解:
(1)$4(x-2)^2 -25=0$;
(2)$\frac{1}{2}(2y+2)^2=3$;
(3)$4x^2 +4x +1=5$。
解:
答案
(1)$x_1=\frac{9}{2},x_2=-\frac{1}{2}$
(2)$y_1=\frac{-2+\sqrt{6}}{2},y_2=\frac{-2-\sqrt{6}}{2}$
(3)$x_1=\frac{\sqrt{5}-1}{2},x_2=\frac{-\sqrt{5}-1}{2}$
(2)$y_1=\frac{-2+\sqrt{6}}{2},y_2=\frac{-2-\sqrt{6}}{2}$
(3)$x_1=\frac{\sqrt{5}-1}{2},x_2=\frac{-\sqrt{5}-1}{2}$
解析
【分析】
直接开平方法解一元二次方程的核心是先将方程变形为$(ax+b)^2=c$($c≥0$)的形式,再对等式两边同时开平方,转化为两个一元一次方程求解。
对于(1):先移项把常数项移到等号右侧,再将完全平方式的系数化为1,最后开平方求解;
对于(2):先将完全平方式的系数化为1,再开平方求解;
对于(3):先将左侧的多项式逆用完全平方公式写成完全平方式的形式,再开平方求解。
【解析】
(1) 移项,得 $4(x-2)^2=25$
两边同时除以4,得 $(x-2)^2=\frac{25}{4}$
开平方,得 $x-2=\pm\frac{5}{2}$
即 $x-2=\frac{5}{2}$ 或 $x-2=-\frac{5}{2}$
解得 $x_1=\frac{9}{2},x_2=-\frac{1}{2}$
(2) 两边同时乘2,得 $(2y+2)^2=6$
开平方,得 $2y+2=\pm\sqrt{6}$
即 $2y+2=\sqrt{6}$ 或 $2y+2=-\sqrt{6}$
移项、系数化为1,得 $y_1=\frac{-2+\sqrt{6}}{2},y_2=\frac{-2-\sqrt{6}}{2}$
(3) 方程左侧逆用完全平方公式,得 $(2x+1)^2=5$
开平方,得 $2x+1=\pm\sqrt{5}$
即 $2x+1=\sqrt{5}$ 或 $2x+1=-\sqrt{5}$
移项、系数化为1,得 $x_1=\frac{\sqrt{5}-1}{2},x_2=\frac{-\sqrt{5}-1}{2}$
【答案】
(1)$x_1=\frac{9}{2},x_2=-\frac{1}{2}$
(2)$y_1=\frac{-2+\sqrt{6}}{2},y_2=\frac{-2-\sqrt{6}}{2}$
(3)$x_1=\frac{\sqrt{5}-1}{2},x_2=\frac{-\sqrt{5}-1}{2}$
【知识点】
直接开平方法解一元二次方程,完全平方公式,平方根的性质
【点评】
本题是一元二次方程解法的基础题型,解题关键是熟练将方程转化为符合直接开平方的形式,开平方时要注意正数有两个互为相反数的平方根,避免漏解。
【难度系数】
0.8
直接开平方法解一元二次方程的核心是先将方程变形为$(ax+b)^2=c$($c≥0$)的形式,再对等式两边同时开平方,转化为两个一元一次方程求解。
对于(1):先移项把常数项移到等号右侧,再将完全平方式的系数化为1,最后开平方求解;
对于(2):先将完全平方式的系数化为1,再开平方求解;
对于(3):先将左侧的多项式逆用完全平方公式写成完全平方式的形式,再开平方求解。
【解析】
(1) 移项,得 $4(x-2)^2=25$
两边同时除以4,得 $(x-2)^2=\frac{25}{4}$
开平方,得 $x-2=\pm\frac{5}{2}$
即 $x-2=\frac{5}{2}$ 或 $x-2=-\frac{5}{2}$
解得 $x_1=\frac{9}{2},x_2=-\frac{1}{2}$
(2) 两边同时乘2,得 $(2y+2)^2=6$
开平方,得 $2y+2=\pm\sqrt{6}$
即 $2y+2=\sqrt{6}$ 或 $2y+2=-\sqrt{6}$
移项、系数化为1,得 $y_1=\frac{-2+\sqrt{6}}{2},y_2=\frac{-2-\sqrt{6}}{2}$
(3) 方程左侧逆用完全平方公式,得 $(2x+1)^2=5$
开平方,得 $2x+1=\pm\sqrt{5}$
即 $2x+1=\sqrt{5}$ 或 $2x+1=-\sqrt{5}$
移项、系数化为1,得 $x_1=\frac{\sqrt{5}-1}{2},x_2=\frac{-\sqrt{5}-1}{2}$
【答案】
(1)$x_1=\frac{9}{2},x_2=-\frac{1}{2}$
(2)$y_1=\frac{-2+\sqrt{6}}{2},y_2=\frac{-2-\sqrt{6}}{2}$
(3)$x_1=\frac{\sqrt{5}-1}{2},x_2=\frac{-\sqrt{5}-1}{2}$
【知识点】
直接开平方法解一元二次方程,完全平方公式,平方根的性质
【点评】
本题是一元二次方程解法的基础题型,解题关键是熟练将方程转化为符合直接开平方的形式,开平方时要注意正数有两个互为相反数的平方根,避免漏解。
【难度系数】
0.8
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