(1)仿照方法2,配方解$x^2+5x-14=0$,先变形为,如图3,每个小长方形的长为,宽为,利用图形的面积关系,得配方后的方程为,解为.
答案
解:
先变形为$\boldsymbol{x^2 + 5x = 14}$,
每个小长方形的长为$\boldsymbol{x}$,宽为$\boldsymbol{\dfrac{5}{2}}$,
利用图形的面积关系,得配方后的方程为$\boldsymbol{(x+\dfrac{5}{2})^2 = \dfrac{81}{4}}$,
解为$\boldsymbol{x_1=2,\ x_2=-7}$。
先变形为$\boldsymbol{x^2 + 5x = 14}$,
每个小长方形的长为$\boldsymbol{x}$,宽为$\boldsymbol{\dfrac{5}{2}}$,
利用图形的面积关系,得配方后的方程为$\boldsymbol{(x+\dfrac{5}{2})^2 = \dfrac{81}{4}}$,
解为$\boldsymbol{x_1=2,\ x_2=-7}$。
解析
【分析】
解题时先回忆配方法解一元二次方程的基本步骤,结合几何面积模型理解配方原理:1. 首先移项,把方程中的常数项移到等号右侧,将方程整理为二次项和一次项在左、常数项在右的形式;2. 一次项5x可以拆分为2个长为x、宽相等的长方形面积之和,因此长方形的宽为一次项系数的一半,即$\frac{5}{2}$;3. 要将$x^2$和两个长方形拼接为完整的大正方形,需要补充边长为$\frac{5}{2}$的小正方形,对应方程两边同时加$(\frac{5}{2})^2$完成配方;4. 最后用直接开平方法求解方程即可,注意开平方时要保留正负两种情况。
【解析】
第一步:移项,将常数项-14移到等号右侧,得$x^2 + 5x = 14$。
第二步:对应几何面积模型,$x^2$是边长为$x$的正方形面积,一次项$5x$拆分为2个完全相同的长方形,每个长方形面积为$\frac{5}{2}x$,因此每个小长方形的长为$x$,宽为$\frac{5}{2}$。
第三步:配方,将图形拼接为边长为$(x+\frac{5}{2})$的大正方形,需要补充面积为$(\frac{5}{2})^2$的小正方形,因此方程两边同时加$\frac{25}{4}$:
左边:$x^2 +5x +\frac{25}{4}=(x+\frac{5}{2})^2$
右边:$14+\frac{25}{4}=\frac{56}{4}+\frac{25}{4}=\frac{81}{4}$
即配方后的方程为$(x+\frac{5}{2})^2=\frac{81}{4}$。
第四步:开平方求解,得$x+\frac{5}{2}=\pm\frac{9}{2}$:
当$x+\frac{5}{2}=\frac{9}{2}$时,$x=\frac{9}{2}-\frac{5}{2}=2$;
当$x+\frac{5}{2}=-\frac{9}{2}$时,$x=-\frac{9}{2}-\frac{5}{2}=-7$。
因此方程的解为$x_1=2,\ x_2=-7$。
【答案】
$x^2 + 5x = 14$;$x$;$\dfrac{5}{2}$;$(x+\dfrac{5}{2})^2 = \dfrac{81}{4}$;$x_1=2,\ x_2=-7$
【知识点】
1. 配方法解一元二次方程
2. 完全平方公式
3. 直接开平方法解方程
【点评】
本题结合几何面积模型考查配方法的应用,既需要掌握配方法的常规操作步骤,也能通过图形直观理解配方的本质,解题时要注意开平方运算不要漏掉负根,避免漏解。
【难度系数】
0.8
解题时先回忆配方法解一元二次方程的基本步骤,结合几何面积模型理解配方原理:1. 首先移项,把方程中的常数项移到等号右侧,将方程整理为二次项和一次项在左、常数项在右的形式;2. 一次项5x可以拆分为2个长为x、宽相等的长方形面积之和,因此长方形的宽为一次项系数的一半,即$\frac{5}{2}$;3. 要将$x^2$和两个长方形拼接为完整的大正方形,需要补充边长为$\frac{5}{2}$的小正方形,对应方程两边同时加$(\frac{5}{2})^2$完成配方;4. 最后用直接开平方法求解方程即可,注意开平方时要保留正负两种情况。
【解析】
第一步:移项,将常数项-14移到等号右侧,得$x^2 + 5x = 14$。
第二步:对应几何面积模型,$x^2$是边长为$x$的正方形面积,一次项$5x$拆分为2个完全相同的长方形,每个长方形面积为$\frac{5}{2}x$,因此每个小长方形的长为$x$,宽为$\frac{5}{2}$。
第三步:配方,将图形拼接为边长为$(x+\frac{5}{2})$的大正方形,需要补充面积为$(\frac{5}{2})^2$的小正方形,因此方程两边同时加$\frac{25}{4}$:
左边:$x^2 +5x +\frac{25}{4}=(x+\frac{5}{2})^2$
右边:$14+\frac{25}{4}=\frac{56}{4}+\frac{25}{4}=\frac{81}{4}$
即配方后的方程为$(x+\frac{5}{2})^2=\frac{81}{4}$。
第四步:开平方求解,得$x+\frac{5}{2}=\pm\frac{9}{2}$:
当$x+\frac{5}{2}=\frac{9}{2}$时,$x=\frac{9}{2}-\frac{5}{2}=2$;
当$x+\frac{5}{2}=-\frac{9}{2}$时,$x=-\frac{9}{2}-\frac{5}{2}=-7$。
因此方程的解为$x_1=2,\ x_2=-7$。
【答案】
$x^2 + 5x = 14$;$x$;$\dfrac{5}{2}$;$(x+\dfrac{5}{2})^2 = \dfrac{81}{4}$;$x_1=2,\ x_2=-7$
【知识点】
1. 配方法解一元二次方程
2. 完全平方公式
3. 直接开平方法解方程
【点评】
本题结合几何面积模型考查配方法的应用,既需要掌握配方法的常规操作步骤,也能通过图形直观理解配方的本质,解题时要注意开平方运算不要漏掉负根,避免漏解。
【难度系数】
0.8
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