三、解答题
11. 求下列各式中$x$的值.
(1) $2x^3 + 16 = 0$;
(2) $3(x-1)^2 = 27$.
11. 求下列各式中$x$的值.
(1) $2x^3 + 16 = 0$;
(2) $3(x-1)^2 = 27$.
答案
11.(1)$x=-2$;(2)$x=4$或$x=-2$.
解析
【分析】
这两道题是利用平方根、立方根的性质求解未知数的方程。对于(1),先通过移项、系数化为1,把式子变形为$x^3=a$的形式,再根据立方根的性质开立方就能得到唯一的x值;对于(2),先把$(x-1)$看作整体,系数化为1后变形为$(x-1)^2=b$的形式,根据平方根的性质开平方会得到两个互为相反数的结果,再分别求解x即可,注意不要漏解。
【解析】
(1) 解:$2x^3 + 16 = 0$
移项,得:$2x^3 = -16$
两边同时除以2,系数化为1,得:$x^3 = -8$
对等式两边开立方,得:$x = \sqrt[3]{-8} = -2$
(2) 解:$3(x-1)^2 = 27$
两边同时除以3,系数化为1,得:$(x-1)^2 = 9$
对等式两边开平方,得:$x-1 = \pm 3$
分情况计算:
当$x-1=3$时,$x=3+1=4$;
当$x-1=-3$时,$x=-3+1=-2$。
【答案】
(1)$x=-2$;(2)$x=4$或$x=-2$
【知识点】
开立方运算;开平方运算;等式的性质
【点评】
本题重点考查平方根、立方根性质的应用,解题时先将含未知数的项作为整体化简再计算,尤其注意开平方时存在正负两个结果,避免漏解。
【难度系数】
0.8
这两道题是利用平方根、立方根的性质求解未知数的方程。对于(1),先通过移项、系数化为1,把式子变形为$x^3=a$的形式,再根据立方根的性质开立方就能得到唯一的x值;对于(2),先把$(x-1)$看作整体,系数化为1后变形为$(x-1)^2=b$的形式,根据平方根的性质开平方会得到两个互为相反数的结果,再分别求解x即可,注意不要漏解。
【解析】
(1) 解:$2x^3 + 16 = 0$
移项,得:$2x^3 = -16$
两边同时除以2,系数化为1,得:$x^3 = -8$
对等式两边开立方,得:$x = \sqrt[3]{-8} = -2$
(2) 解:$3(x-1)^2 = 27$
两边同时除以3,系数化为1,得:$(x-1)^2 = 9$
对等式两边开平方,得:$x-1 = \pm 3$
分情况计算:
当$x-1=3$时,$x=3+1=4$;
当$x-1=-3$时,$x=-3+1=-2$。
【答案】
(1)$x=-2$;(2)$x=4$或$x=-2$
【知识点】
开立方运算;开平方运算;等式的性质
【点评】
本题重点考查平方根、立方根性质的应用,解题时先将含未知数的项作为整体化简再计算,尤其注意开平方时存在正负两个结果,避免漏解。
【难度系数】
0.8
12.已知关于$x,y$的方程组$\begin{cases}x+2y=1,\\x-2y=m\end{cases}$的解都小于1,且关于$x$的不等式组$\begin{cases}\frac{1}{5}x+2≥1,\\2n-x≥1\end{cases}$无解.
(1)分别求出$m$和$n$的取值范围;
(2)化简:$|m+3|+|1-m|+|n+2|$.
(1)分别求出$m$和$n$的取值范围;
(2)化简:$|m+3|+|1-m|+|n+2|$.
答案
12.解:(1)解方程组$\begin{cases}x+2y=1,\\x-2y=m\end{cases}$,得:$\begin{cases}x=\dfrac{m+1}{2},\\y=\dfrac{1-m}{4}.\end{cases}$
依题意得:$\begin{cases}\dfrac{m+1}{2}<1,\\\dfrac{1-m}{4}<1,\end{cases}$解得:$-3<m<1$,
解不等式组$\begin{cases}\dfrac{1}{5}x+2≥1,\\2n-x≥1\end{cases}$,得:$x≥-5$且$x≤2n-1$,
$\because$该不等式组无解,所以$2n-1<-5$.
解得:$n<-2$;
(2)$-3<m<1,n<-2$.
则原式$=m+3+1-m-n-2=2-n$.
依题意得:$\begin{cases}\dfrac{m+1}{2}<1,\\\dfrac{1-m}{4}<1,\end{cases}$解得:$-3<m<1$,
解不等式组$\begin{cases}\dfrac{1}{5}x+2≥1,\\2n-x≥1\end{cases}$,得:$x≥-5$且$x≤2n-1$,
$\because$该不等式组无解,所以$2n-1<-5$.
解得:$n<-2$;
(2)$-3<m<1,n<-2$.
则原式$=m+3+1-m-n-2=2-n$.
解析
【分析】
(1) 求m的取值范围时,先解关于x、y的二元一次方程组,用含m的代数式表示出x和y,再根据“方程组的解都小于1”即x<1且y<1,列出关于m的不等式组,求解即可得到m的范围;求n的取值范围时,先分别解不等式组中的两个不等式,得到两个解集,再根据“不等式组无解”即两个解集没有公共部分,列出关于n的不等式,求解即可得到n的范围。
(2) 化简绝对值的核心是判断绝对值内代数式的正负,根据(1)中求得的m、n的取值范围,分别判断m+3、1-m、n+2的正负,再依据“正数的绝对值是它本身,负数的绝对值是它的相反数”去掉绝对值符号,最后合并同类项即可。
【解析】
(1) 解方程组$\begin{cases}x+2y=1\\x-2y=m\end{cases}$:
将两个方程相加,得$2x=m+1$,解得$x=\dfrac{m+1}{2}$,
将$x=\dfrac{m+1}{2}$代入$x+2y=1$,得$\dfrac{m+1}{2}+2y=1$,解得$y=\dfrac{1-m}{4}$,
根据方程组的解都小于1,可得$\begin{cases}\dfrac{m+1}{2}<1\\\dfrac{1-m}{4}<1\end{cases}$,
解第一个不等式:$m+1<2$,得$m<1$,
解第二个不等式:$1-m<4$,得$m>-3$,
所以$m$的取值范围是$-3<m<1$。
解不等式组$\begin{cases}\dfrac{1}{5}x+2≥1\\2n-x≥1\end{cases}$:
解第一个不等式:$\dfrac{1}{5}x≥-1$,得$x≥-5$,
解第二个不等式:$x≤2n-1$,
因为不等式组无解,所以两个解集没有公共部分,即$2n-1<-5$,
解得$n<-2$。
(2) 由(1)可知$-3<m<1$,$n<-2$,
所以$m+3>0$,$1-m>0$,$n+2<0$,
根据绝对值的性质去绝对值,得:
$|m+3|+|1-m|+|n+2|$
$=(m+3)+(1-m)+[-(n+2)]$
$=m+3+1-m-n-2$
$=2-n$
【答案】
(1) $-3<m<1$,$n<-2$;
(2) $2-n$
【知识点】
二元一次方程组的解法,一元一次不等式组的解集,绝对值的化简
【点评】
本题综合考察了方程组求解、不等式组解集的判定以及绝对值化简,解题的关键是先根据题意准确求出参数的取值范围,再结合绝对值的性质化简,其中不等式组无解的条件判断、去绝对值时的符号处理是本题的易错点。
【难度系数】
0.7
(1) 求m的取值范围时,先解关于x、y的二元一次方程组,用含m的代数式表示出x和y,再根据“方程组的解都小于1”即x<1且y<1,列出关于m的不等式组,求解即可得到m的范围;求n的取值范围时,先分别解不等式组中的两个不等式,得到两个解集,再根据“不等式组无解”即两个解集没有公共部分,列出关于n的不等式,求解即可得到n的范围。
(2) 化简绝对值的核心是判断绝对值内代数式的正负,根据(1)中求得的m、n的取值范围,分别判断m+3、1-m、n+2的正负,再依据“正数的绝对值是它本身,负数的绝对值是它的相反数”去掉绝对值符号,最后合并同类项即可。
【解析】
(1) 解方程组$\begin{cases}x+2y=1\\x-2y=m\end{cases}$:
将两个方程相加,得$2x=m+1$,解得$x=\dfrac{m+1}{2}$,
将$x=\dfrac{m+1}{2}$代入$x+2y=1$,得$\dfrac{m+1}{2}+2y=1$,解得$y=\dfrac{1-m}{4}$,
根据方程组的解都小于1,可得$\begin{cases}\dfrac{m+1}{2}<1\\\dfrac{1-m}{4}<1\end{cases}$,
解第一个不等式:$m+1<2$,得$m<1$,
解第二个不等式:$1-m<4$,得$m>-3$,
所以$m$的取值范围是$-3<m<1$。
解不等式组$\begin{cases}\dfrac{1}{5}x+2≥1\\2n-x≥1\end{cases}$:
解第一个不等式:$\dfrac{1}{5}x≥-1$,得$x≥-5$,
解第二个不等式:$x≤2n-1$,
因为不等式组无解,所以两个解集没有公共部分,即$2n-1<-5$,
解得$n<-2$。
(2) 由(1)可知$-3<m<1$,$n<-2$,
所以$m+3>0$,$1-m>0$,$n+2<0$,
根据绝对值的性质去绝对值,得:
$|m+3|+|1-m|+|n+2|$
$=(m+3)+(1-m)+[-(n+2)]$
$=m+3+1-m-n-2$
$=2-n$
【答案】
(1) $-3<m<1$,$n<-2$;
(2) $2-n$
【知识点】
二元一次方程组的解法,一元一次不等式组的解集,绝对值的化简
【点评】
本题综合考察了方程组求解、不等式组解集的判定以及绝对值化简,解题的关键是先根据题意准确求出参数的取值范围,再结合绝对值的性质化简,其中不等式组无解的条件判断、去绝对值时的符号处理是本题的易错点。
【难度系数】
0.7
13.【感知】如图,$AB// CD$,$∠ AEP=40°$,$∠ PFD=130°$,求$∠ EPF$的度数。
小乐想到了以下方法,请帮忙完成推理过程。
解:如图①所示,过点P作$PM// AB$,
$\therefore ∠ 1=∠ AEP=40°$(
$\because AB// CD$,
$\therefore PM//$
$\therefore$
$\because ∠ PFD=130°$,
$\therefore ∠ 2=180°-130°=50°$,
$\therefore ∠ 1+∠ 2=40°+50°=90°$,即$∠ EPF=90°$.
【探究】如图②所示,$AB// CD,∠ AEP=50°,∠ PFC=120°,∠ PEA$的平分线和$∠ PFC$的平分线交于点$G$,求$∠ FGE$的度数.

小乐想到了以下方法,请帮忙完成推理过程。
解:如图①所示,过点P作$PM// AB$,
$\therefore ∠ 1=∠ AEP=40°$(
两直线平行,内错角相等
),$\because AB// CD$,
$\therefore PM//$
CD
(平行于同一直线的两条直线平行),$\therefore$
$∠2 + ∠PFD=180°$
(两直线平行,同旁内角互补),$\because ∠ PFD=130°$,
$\therefore ∠ 2=180°-130°=50°$,
$\therefore ∠ 1+∠ 2=40°+50°=90°$,即$∠ EPF=90°$.
【探究】如图②所示,$AB// CD,∠ AEP=50°,∠ PFC=120°,∠ PEA$的平分线和$∠ PFC$的平分线交于点$G$,求$∠ FGE$的度数.
答案
13.解:【感知】两直线平行,内错角相等;CD;$∠2 + ∠PFD=180°$;
【探究】如图②所示.
$\because EG$是$∠PEA$的平分线,$FG$是$∠PFC$的平分线.
$\therefore ∠AEG=\dfrac{1}{2}∠AEP=25°,∠GFC=\dfrac{1}{2}∠PFC=60°$,
过点$G$作$GM// AB$,
$\therefore ∠MGE=∠AEG=25°$.
$\because AB// CD$,
$\therefore GM// CD$,
$\therefore ∠GFC=∠MGF=60°$,
$\therefore ∠FGE=∠MGF-∠MGE=60°-25°=35°$.
【探究】如图②所示.
$\because EG$是$∠PEA$的平分线,$FG$是$∠PFC$的平分线.
$\therefore ∠AEG=\dfrac{1}{2}∠AEP=25°,∠GFC=\dfrac{1}{2}∠PFC=60°$,
过点$G$作$GM// AB$,
$\therefore ∠MGE=∠AEG=25°$.
$\because AB// CD$,
$\therefore GM// CD$,
$\therefore ∠GFC=∠MGF=60°$,
$\therefore ∠FGE=∠MGF-∠MGE=60°-25°=35°$.
解析
【分析】
这道题分为感知和探究两部分,均考查平行线相关性质的应用:
1. 感知部分:解决平行线间的折线角问题,常用方法是过折点作已知直线的平行线。过P作$PM//AB$后,先根据平行线性质得到∠1和∠AEP的关系,再根据平行公理的推论得到$PM//CD$,利用两直线平行同旁内角互补得到∠2和∠PFD的关系,计算即可得到∠EPF的度数。
2. 探究部分:首先根据角平分线的定义,先算出∠AEG和∠GFC的度数,沿用感知的辅助线思路,过G作$GM//AB$,再利用平行线的性质分别得到∠MGE和∠MGF的度数,二者作差即可得到∠FGE的度数。
【解析】
【感知】
过点P作$PM// AB$,
$\therefore ∠ 1=∠ AEP=40°$(两直线平行,内错角相等),
$\because AB// CD$,
$\therefore PM//CD$(平行于同一直线的两条直线平行),
$\therefore ∠2 + ∠PFD=180°$(两直线平行,同旁内角互补),
$\because ∠ PFD=130°$,
$\therefore ∠ 2=180°-130°=50°$,
$\therefore ∠ 1+∠ 2=40°+50°=90°$,即$∠ EPF=90°$.
【探究】
$\because EG$是$∠PEA$的平分线,$FG$是$∠PFC$的平分线,
$\therefore ∠AEG=\dfrac{1}{2}∠AEP=\dfrac{1}{2}×50°=25°,∠GFC=\dfrac{1}{2}∠PFC=\dfrac{1}{2}×120°=60°$,
过点$G$作$GM// AB$,
$\therefore ∠MGE=∠AEG=25°$,
$\because AB// CD$,
$\therefore GM// CD$,
$\therefore ∠GFC=∠MGF=60°$,
$\therefore ∠FGE=∠MGF-∠MGE=60°-25°=35°$.
【答案】
【感知】两直线平行,内错角相等;CD;$∠2 + ∠PFD=180°$
【探究】$\boldsymbol{35°}$
【知识点】
平行线的性质;平行公理推论;角平分线的定义
【点评】
本题是平行线章节的典型题型,核心解题思路是过平行线间的折点作平行线,将未知角转化为与已知角相关的角,结合角平分线的性质进行计算,需熟练掌握平行线的性质和这类常用辅助线的做法。
【难度系数】
0.7
这道题分为感知和探究两部分,均考查平行线相关性质的应用:
1. 感知部分:解决平行线间的折线角问题,常用方法是过折点作已知直线的平行线。过P作$PM//AB$后,先根据平行线性质得到∠1和∠AEP的关系,再根据平行公理的推论得到$PM//CD$,利用两直线平行同旁内角互补得到∠2和∠PFD的关系,计算即可得到∠EPF的度数。
2. 探究部分:首先根据角平分线的定义,先算出∠AEG和∠GFC的度数,沿用感知的辅助线思路,过G作$GM//AB$,再利用平行线的性质分别得到∠MGE和∠MGF的度数,二者作差即可得到∠FGE的度数。
【解析】
【感知】
过点P作$PM// AB$,
$\therefore ∠ 1=∠ AEP=40°$(两直线平行,内错角相等),
$\because AB// CD$,
$\therefore PM//CD$(平行于同一直线的两条直线平行),
$\therefore ∠2 + ∠PFD=180°$(两直线平行,同旁内角互补),
$\because ∠ PFD=130°$,
$\therefore ∠ 2=180°-130°=50°$,
$\therefore ∠ 1+∠ 2=40°+50°=90°$,即$∠ EPF=90°$.
【探究】
$\because EG$是$∠PEA$的平分线,$FG$是$∠PFC$的平分线,
$\therefore ∠AEG=\dfrac{1}{2}∠AEP=\dfrac{1}{2}×50°=25°,∠GFC=\dfrac{1}{2}∠PFC=\dfrac{1}{2}×120°=60°$,
过点$G$作$GM// AB$,
$\therefore ∠MGE=∠AEG=25°$,
$\because AB// CD$,
$\therefore GM// CD$,
$\therefore ∠GFC=∠MGF=60°$,
$\therefore ∠FGE=∠MGF-∠MGE=60°-25°=35°$.
【答案】
【感知】两直线平行,内错角相等;CD;$∠2 + ∠PFD=180°$
【探究】$\boldsymbol{35°}$
【知识点】
平行线的性质;平行公理推论;角平分线的定义
【点评】
本题是平行线章节的典型题型,核心解题思路是过平行线间的折点作平行线,将未知角转化为与已知角相关的角,结合角平分线的性质进行计算,需熟练掌握平行线的性质和这类常用辅助线的做法。
【难度系数】
0.7
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