2. 用配方法解下列方程:
(1) $3x^{2}-12x + 1 = 0$;
(2) $4x^{2}-12x - 1 = 0$;
(3) $-2x^{2}+x + 1 = 0$;
(4) $\frac{1}{2}x^{2}-2x - 1 = 0$。
答案:(1) $3x^{2}-12x + 1 = 0$
两边同除以3:$x² - 4x + \frac{1}{3} = 0$
移项:$x² - 4x = -\frac{1}{3}$
配方:$x² - 4x + 4 = -\frac{1}{3} + 4$,即$(x - 2)² = \frac{11}{3}$
开平方:$x - 2 = \pm \frac{\sqrt{33}}{3}$
解得:$x = 2 \pm \frac{\sqrt{33}}{3}$
∴$x₁=2 + \frac{\sqrt{33}}{3}$,$x₂=2 - \frac{\sqrt{33}}{3}$
(2) $4x^{2}-12x - 1 = 0$
两边同除以4:$x² - 3x - \frac{1}{4} = 0$
移项:$x² - 3x = \frac{1}{4}$
配方:$x² - 3x + \frac{9}{4} = \frac{1}{4} + \frac{9}{4}$,即$(x - \frac{3}{2})² = \frac{5}{2}$
开平方:$x - \frac{3}{2} = \pm \frac{\sqrt{10}}{2}$
解得:$x = \frac{3 \pm \sqrt{10}}{2}$
∴$x₁=\frac{3 + \sqrt{10}}{2}$,$x₂=\frac{3 - \sqrt{10}}{2}$
(3) $-2x^{2}+x + 1 = 0$
两边同乘$-1$:$2x² - x - 1 = 0$
两边同除以2:$x² - \frac{1}{2}x - \frac{1}{2} = 0$
移项:$x² - \frac{1}{2}x = \frac{1}{2}$
配方:$x² - \frac{1}{2}x + \frac{1}{16} = \frac{1}{2} + \frac{1}{16}$,即$(x - \frac{1}{4})² = \frac{9}{16}$
开平方:$x - \frac{1}{4} = \pm \frac{3}{4}$
解得:$x = \frac{1}{4} \pm \frac{3}{4}$
∴$x₁=1$,$x₂=-\frac{1}{2}$
(4) $\frac{1}{2}x^{2}-2x - 1 = 0$
两边同乘2:$x² - 4x - 2 = 0$
移项:$x² - 4x = 2$
配方:$x² - 4x + 4 = 2 + 4$,即$(x - 2)² = 6$
开平方:$x - 2 = \pm \sqrt{6}$
解得:$x = 2 \pm \sqrt{6}$
∴$x₁=2 + \sqrt{6}$,$x₂=2 - \sqrt{6}$
1. 若 $4x^{2}-(m + 2)x + 1 = 0$ 的左边可以写成一个完全平方式,则 $m$ 的值是
$2$或$-6$
。
答案:$2$或$-6$(或填 $-6$或$2$)
解析:
将方程 $4x^{2}-(m + 2)x + 1 = 0$ 的左边写成完全平方式,即 $ax^2 + bx + c = (px \pm q)^2$ 的形式,其中 $a=4$,所以 $p^2 = 4$,得 $p = \pm2$。
设 $4x^2 - (m + 2)x + 1 = (2x \pm 1)^2$,展开右边得 $4x^2 \pm 4x + 1$。
比较系数,对于 $x$ 的系数,有 $-(m + 2) = \pm 4$。
若 $-(m + 2) = 4$,则 $m = -6$。
若 $-(m + 2) = -4$,则 $m = 2$。
所以 $m$ 的值为 $2$ 或 $-6$。
2. 把关于 $x$ 的方程 $2x^{2}-3x + p = 0$ 配方,得 $(x + m)^{2}= \frac{1}{2}$。
(1) 求常数 $p$ 与 $m$ 的值;
(2) 求此方程的解。
答案:(1)
已知方程$2x^{2}-3x + p = 0$,两边同时除以$2$得$x^{2}-\frac{3}{2}x+\frac{p}{2}=0$。
配方:$x^{2}-\frac{3}{2}x+\frac{9}{16}-\frac{9}{16}+\frac{p}{2}=0$,即$(x - \frac{3}{4})^{2}=\frac{9}{16}-\frac{p}{2}$。
因为$(x + m)^{2}=\frac{1}{2}$,所以$m=-\frac{3}{4}$,$\frac{9}{16}-\frac{p}{2}=\frac{1}{2}$。
由$\frac{9}{16}-\frac{p}{2}=\frac{1}{2}$,通分得$\frac{9}{16}-\frac{8}{16}=\frac{p}{2}$,$\frac{p}{2}=\frac{1}{16}$,解得$p=\frac{1}{8}$。
(2)
因为$(x-\frac{3}{4})^{2}=\frac{1}{2}$,
开平方得$x-\frac{3}{4}=\pm\sqrt{\frac{1}{2}}=\pm\frac{\sqrt{2}}{2}$。
当$x-\frac{3}{4}=\frac{\sqrt{2}}{2}$时,$x=\frac{3 + 2\sqrt{2}}{4}$;
当$x-\frac{3}{4}=-\frac{\sqrt{2}}{2}$时,$x=\frac{3 - 2\sqrt{2}}{4}$。
综上,(1) $p = \frac{1}{8}$,$m=-\frac{3}{4}$;(2) 方程的解为$x_{1}=\frac{3 + 2\sqrt{2}}{4}$,$x_{2}=\frac{3 - 2\sqrt{2}}{4}$。
3. 小明在求代数式 $-2x^{2}+4x - 5$ 的值时发现代入不同的 $x$ 值,该代数式的值都小于 $0$。他猜想:无论 $x$ 取何值,代数式 $-2x^{2}+4x - 5$ 的值都小于 $0$。他的猜想是否正确?如果正确,请你证明结论。
答案:小明的猜想正确。证明如下:
$\begin{aligned}-2x^{2}+4x - 5&=-2(x^{2}-2x)-5\\&=-2(x^{2}-2x + 1 - 1)-5\\&=-2[(x - 1)^{2}-1]-5\\&=-2(x - 1)^{2}+2 - 5\\&=-2(x - 1)^{2}-3\end{aligned}$
因为$(x - 1)^{2}\geq0$,所以$-2(x - 1)^{2}\leq0$,则$-2(x - 1)^{2}-3\leq - 3\lt0$。
结论:无论$x$取何值,代数式$-2x^{2}+4x - 5$的值都小于$0$。