13. 阅读下面解一元二次方程 $ ax^2 + bx + c = 0(a ≠ 0) $ 的两种方法:
方法1:$\because ax^2 + bx + c = 0(a ≠ 0)$,
$\therefore x^2 + \frac{b}{a}x + \frac{c}{a} = 0$,配方,得$(x + \frac{b}{2a})^2 = \frac{b^2 - 4ac}{4a^2}$。
当 $ b^2 - 4ac ≥ 0 $ 时,$ x + \frac{b}{2a} = \pm \sqrt{\frac{b^2 - 4ac}{4a^2}} $,
$\therefore x_1 = \frac{-b + \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$,$ x_2 = \frac{-b - \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$。
方法2:$\because ax^2 + bx + c = 0(a ≠ 0)$,
$\therefore 4a^2x^2 + 4abx + 4ac = 0$,配方,得$(2ax + b)^2 = b^2 - 4ac$。
当 $ b^2 - 4ac ≥ 0 $ 时,$ 2ax + b = \pm \sqrt{b^2 - 4ac} $,
$ 2ax = -b \pm \sqrt{b^2 - 4ac} $,
$\therefore x_1 = \frac{-b + \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$,$ x_2 = \frac{-b - \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$。
请回答下列问题:
(1)你觉得两种方法有什么异同?
(2)请用题中的方法2解一元二次方程 $ 2x^2 - 6x + 3 = 0 $。
方法1:$\because ax^2 + bx + c = 0(a ≠ 0)$,
$\therefore x^2 + \frac{b}{a}x + \frac{c}{a} = 0$,配方,得$(x + \frac{b}{2a})^2 = \frac{b^2 - 4ac}{4a^2}$。
当 $ b^2 - 4ac ≥ 0 $ 时,$ x + \frac{b}{2a} = \pm \sqrt{\frac{b^2 - 4ac}{4a^2}} $,
$\therefore x_1 = \frac{-b + \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$,$ x_2 = \frac{-b - \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$。
方法2:$\because ax^2 + bx + c = 0(a ≠ 0)$,
$\therefore 4a^2x^2 + 4abx + 4ac = 0$,配方,得$(2ax + b)^2 = b^2 - 4ac$。
当 $ b^2 - 4ac ≥ 0 $ 时,$ 2ax + b = \pm \sqrt{b^2 - 4ac} $,
$ 2ax = -b \pm \sqrt{b^2 - 4ac} $,
$\therefore x_1 = \frac{-b + \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$,$ x_2 = \frac{-b - \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$。
请回答下列问题:
(1)你觉得两种方法有什么异同?
(2)请用题中的方法2解一元二次方程 $ 2x^2 - 6x + 3 = 0 $。
答案
13. 解:(1)两种方法都是用配方法求解,第一种方法是将方程两边同除以二次项系数$a$,再配方;第二种方法是将方程两边同乘$4a$,再配方.(言之有理即可)
(2)方程两边同乘2,得$4x^2-12x+6=0$,配方,得$(2x-3)^2=-6+9$,$\therefore 2x-3=\pm\sqrt{3}$,$\therefore x_1=\frac{3+\sqrt{3}}{2}$,$x_2=\frac{3-\sqrt{3}}{2}$.
(2)方程两边同乘2,得$4x^2-12x+6=0$,配方,得$(2x-3)^2=-6+9$,$\therefore 2x-3=\pm\sqrt{3}$,$\therefore x_1=\frac{3+\sqrt{3}}{2}$,$x_2=\frac{3-\sqrt{3}}{2}$.
解析
【分析】
(1)解决第一问时,先梳理两种方法的推导逻辑:二者核心都是用配方法推导一元二次方程的求根公式,由此找相同点;再对比配方前的处理步骤,方法1是先除以a将二次项系数化为1,方法2是先乘4a构造完全平方项,由此总结不同点即可。
(2)解决第二问时,模仿方法2的思路:先给方程两边乘适当的数,将二次项转化为一次式的平方形式,再通过移项、配方、开方的步骤求解,不需要先将二次项系数化为1。
【解析】
(1) 相同点:两种方法均采用配方法推导一元二次方程的求根公式,推导前提都要求判别式$b^2-4ac≥0$,最终得到的求根公式完全一致。
不同点:方法1先将方程两边同时除以二次项系数$a$,把二次项系数化为1后再配方,配方过程会出现分式;方法2先将方程两边同时乘$4a$,直接把二次项构造为完全平方的首项,配方过程无需处理分式,计算更简便。(言之有理即可)
(2) 求解方程$2x^2 - 6x + 3 = 0$:
① 方程两边同乘2,得$4x^2 - 12x + 6 = 0$;
② 移项配方:将常数项移到等号右侧得$4x^2 - 12x = -6$,等号两边同时加9凑完全平方,得$(2x - 3)^2 = -6 + 9 = 3$;
③ 开方得$2x - 3 = \pm\sqrt{3}$;
④ 移项、系数化为1,得$2x = 3 \pm\sqrt{3}$,即$x = \frac{3\pm\sqrt{3}}{2}$。
【答案】
(1)两种方法都是用配方法求解,第一种方法是将方程两边同除以二次项系数$a$,再配方;第二种方法是将方程两边同乘$4a$,再配方.(言之有理即可)
(2)$x_1=\frac{3+\sqrt{3}}{2}$,$x_2=\frac{3-\sqrt{3}}{2}$
【知识点】
配方法解一元二次方程;完全平方公式;一元二次方程求根公式
【点评】
本题通过两种配方法的对比,考查对配方技巧的理解,既要求学生归纳不同解法的异同,又要求能模仿给定方法解方程,很好地锻炼了归纳总结能力和知识迁移应用能力。
【难度系数】
0.7
(1)解决第一问时,先梳理两种方法的推导逻辑:二者核心都是用配方法推导一元二次方程的求根公式,由此找相同点;再对比配方前的处理步骤,方法1是先除以a将二次项系数化为1,方法2是先乘4a构造完全平方项,由此总结不同点即可。
(2)解决第二问时,模仿方法2的思路:先给方程两边乘适当的数,将二次项转化为一次式的平方形式,再通过移项、配方、开方的步骤求解,不需要先将二次项系数化为1。
【解析】
(1) 相同点:两种方法均采用配方法推导一元二次方程的求根公式,推导前提都要求判别式$b^2-4ac≥0$,最终得到的求根公式完全一致。
不同点:方法1先将方程两边同时除以二次项系数$a$,把二次项系数化为1后再配方,配方过程会出现分式;方法2先将方程两边同时乘$4a$,直接把二次项构造为完全平方的首项,配方过程无需处理分式,计算更简便。(言之有理即可)
(2) 求解方程$2x^2 - 6x + 3 = 0$:
① 方程两边同乘2,得$4x^2 - 12x + 6 = 0$;
② 移项配方:将常数项移到等号右侧得$4x^2 - 12x = -6$,等号两边同时加9凑完全平方,得$(2x - 3)^2 = -6 + 9 = 3$;
③ 开方得$2x - 3 = \pm\sqrt{3}$;
④ 移项、系数化为1,得$2x = 3 \pm\sqrt{3}$,即$x = \frac{3\pm\sqrt{3}}{2}$。
【答案】
(1)两种方法都是用配方法求解,第一种方法是将方程两边同除以二次项系数$a$,再配方;第二种方法是将方程两边同乘$4a$,再配方.(言之有理即可)
(2)$x_1=\frac{3+\sqrt{3}}{2}$,$x_2=\frac{3-\sqrt{3}}{2}$
【知识点】
配方法解一元二次方程;完全平方公式;一元二次方程求根公式
【点评】
本题通过两种配方法的对比,考查对配方技巧的理解,既要求学生归纳不同解法的异同,又要求能模仿给定方法解方程,很好地锻炼了归纳总结能力和知识迁移应用能力。
【难度系数】
0.7
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