1. 一元二次方程主要有哪些解法?举例说明各种解法,并说明如何根据方程特点灵活选用解一元二次方程的方法.
答案:1. 直接开平方法:适用于形如$(x+a)^2=b(b\geq0)$的方程。例:$(x-2)^2=9$,开平方得$x-2=\pm3$,解得$x_1=5$,$x_2=-1$。
2. 配方法:步骤:化二次项系数为1→移项→配方(加一次项系数一半的平方)→化为直接开平方形式。例:$x^2+6x+5=0$,移项得$x^2+6x=-5$,配方得$x^2+6x+9=4$,即$(x+3)^2=4$,开平方得$x+3=\pm2$,解得$x_1=-1$,$x_2=-5$。
3. 公式法:适用于所有一元二次方程,先化为$ax^2+bx+c=0(a\neq0)$,计算$\Delta=b^2-4ac$,若$\Delta\geq0$,则$x=\frac{-b\pm\sqrt{\Delta}}{2a}$。例:$2x^2-3x-2=0$,$a=2$,$b=-3$,$c=-2$,$\Delta=9+16=25$,$x=\frac{3\pm5}{4}$,解得$x_1=2$,$x_2=-\frac{1}{2}$。
4. 因式分解法:适用于左边能分解为两个一次因式乘积,右边为0的方程,即$(x+m)(x+n)=0$,则$x=-m$或$x=-n$。例:$x^2-5x+6=0$,分解为$(x-2)(x-3)=0$,解得$x_1=2$,$x_2=3$。
选用方法:优先考虑直接开平方法(形如$(x+a)^2=b(b\geq0)$)或因式分解法(左边可因式分解);若不行,用公式法(通用)或配方法(二次项系数为1且一次项系数为偶数时较简便)。
2. 如何根据一元二次方程根的判别式来判别一元二次方程的根的情况?举例说明.
答案:对于一元二次方程 $ax^{2} + bx + c = 0$($a \neq 0$),其根的判别式为 $\Delta = b^{2} - 4ac$,根据判别式 $\Delta$ 的值,可以判别方程的根的情况:
当 $\Delta > 0$ 时,方程有两个不相等的实数根。
举例:方程 $x^{2} - 3x + 2 = 0$,其中 $a = 1, b = -3, c = 2$,计算判别式 $\Delta = (-3)^{2} - 4 × 1 × 2 = 1 > 0$,所以方程有两个不相等的实数根 $x_{1} = 1, x_{2} = 2$。
当 $\Delta = 0$ 时,方程有两个相等的实数根。
举例:方程 $x^{2} - 2x + 1 = 0$,其中 $a = 1, b = -2, c = 1$,计算判别式 $\Delta = (-2)^{2} - 4 × 1 × 1 = 0$,所以方程有两个相等的实数根 $x_{1} = x_{2} = 1$。
当 $\Delta < 0$ 时,方程没有实数根。
举例:方程 $x^{2} + x + 1 = 0$,其中 $a = 1, b = 1, c = 1$,计算判别式 $\Delta = 1^{2} - 4 × 1 × 1 = -3 < 0$,所以方程没有实数根。
*3. 写出一元二次方程的根与系数的关系.
答案:对于一元二次方程$ax^2 + bx + c = 0$($a\neq0$),设其两个根为$x_1$,$x_2$,则根与系数的关系为:
$x_1 + x_2 = -\frac{b}{a}$
$x_1x_2 = \frac{c}{a}$
1. 填空题:
(1) 方程$x^{2}= 4x$的根是
$x_1 = 0$,$x_2 = 4$
;
(2) 已知关于$x的方程x^{2}+(k + 3)x + k = 0的一个根是-2$,则另一个根是
1
;
*(3) 若$m$、$n是一元二次方程x^{2}-5x - 2 = 0$的两个实数根,则$m + n - mn$的值是
7
.
答案:(1)$x_1 = 0$,$x_2 = 4$;(2)$1$;(3)$7$
解析:
(1) 方程$x^2 = 4x$移项得$x^2 - 4x = 0$,因式分解得$x(x - 4) = 0$,则$x = 0$或$x - 4 = 0$,解得$x_1 = 0$,$x_2 = 4$。
(2) 已知方程$x^2 + (k + 3)x + k = 0$的一个根是$-2$,代入得$(-2)^2 + (k + 3)(-2) + k = 0$,即$4 - 2k - 6 + k = 0$,化简得$-k - 2 = 0$,解得$k = -2$。原方程为$x^2 + (-2 + 3)x + (-2) = 0$,即$x^2 + x - 2 = 0$,因式分解得$(x + 2)(x - 1) = 0$,另一个根是$1$。
(3) 对于方程$x^2 - 5x - 2 = 0$,由根与系数的关系得$m + n = 5$,$mn = -2$,则$m + n - mn = 5 - (-2) = 7$。
2. 选择题:
(1) 下列方程中,一定是关于$x$的一元二次方程的是(
B
)
A. $x^{2}+\frac{1}{x^{2}}= 0$
B. $(x - 1)(x + 2)= 3$
C. $ax^{2}+bx + c = 0$
D. $x^{2}-2xy - 3y^{2}= 0$
(2) 用配方法解一元二次方程$x^{2}+8x + 7 = 0$,方程可变形为(
B
)
A. $(x - 4)^{2}= 9$
B. $(x + 4)^{2}= 9$
C. $(x - 8)^{2}= 16$
D. $(x + 8)^{2}= 57$
(3) 一元二次方程$x^{2}+2x + 2 = 0$的根的情况是(
D
)
A. 有两个相等的实数根
B. 有两个不相等的实数根
C. 只有一个实数根
D. 无实数根
答案:(1)B
(2)B
(3)D
解析:
(1)
A 选项:方程$x^{2}+\frac{1}{x^{2}} = 0$中,$\frac{1}{x^{2}}$不是整式,该方程是分式方程,不是一元二次方程。
B 选项:将$(x - 1)(x + 2)= 3$展开得$x^{2}+2x - x - 2 = 3$,即$x^{2}+x - 5 = 0$,符合一元二次方程的定义。
C 选项:当$a = 0$时,方程$ax^{2}+bx + c = 0$变为$bx + c = 0$,是一元一次方程,不一定是一元二次方程。
D 选项:方程$x^{2}-2xy - 3y^{2}= 0$含有两个未知数$x$和$y$,是二元二次方程,不是一元二次方程。
(2)
对$x^{2}+8x + 7 = 0$进行配方,$x^{2}+8x=-7$,在等式两边加上$16$得$x^{2}+8x + 16 = 9$,即$(x + 4)^{2}= 9$。
(3)
对于一元二次方程$x^{2}+2x + 2 = 0$,其判别式$\Delta = 2^{2}-4×1×2=4 - 8=-4\lt0$,所以方程无实数根。