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专题21.20 一元二次方程(全章知识梳理与考点分类讲解)
【知识点1】一元二次方程有关概念
1. 一元二次方程的概念:
通过化简后,只含有一个未知数(一元),并且未知数的最高次数是2(二次)的整式方程,叫做一元二
次 方程.
2. 一元二次方程的一般式:
3.一元二次方程的解:
使一元二次方程左右两边相等的未知数的值叫做一元二次方程的解,也叫做一元二次方程的根.
要点说明:
判断一个方程是否为一元二次方程时,首先观察其是否是整式方程,否则一定不是一元二次方程;其
次再将整式方程整理化简使方程的右边为 0,看是否具备另两个条件:①一个未知数;②未知数的最
高次数为2.
对有关一元二次方程定义的题目,要充分考虑定义的三个特点,不要忽视二次项系数不为0.
【知识点2】一元二次方程的解法
1.基本思想
降次
一元二次方程 一元一次方程
2.基本解法
直接开平方法、配方法、公式法、因式分解法.
要点说明:
解一元二次方程时,根据方程特点,灵活选择解题方法,先考虑能否用直接开平方法和因式分解
法,再考虑用公式法.
【知识点3】一元二次方程根的判别式及根与系数的关系
1.一元二次方程根的判别式
ax2 bxc 0(a 0) b2 4ac ax2 bxc 0(a 0)
一元二次方程 中, 叫做一元二次方程
的根的判别式,通常用“”来表示,即 b2 4ac
(1)当△>0时,一元二次方程有2个不相等的实数根;
(2)当△=0时,一元二次方程有2个相等的实数根;
(3)当△<0时,一元二次方程没有实数根.2.一元二次方程的根与系数的关系
ax2 bxc 0(a 0) x,x
如果一元二次方程 的两个实数根是 1 2,
b c
x x x x
那么 1 2 a , 1 2 a .
注意它的使用条件为a≠0, Δ≥0.
要点说明:
1.一元二次方程 的根的判别式正反都成立.利用其可以解决
以下问题:
(1)不解方程判定方程根的情况;
(2)根据参系数的性质确定根的范围;
(3)解与根有关的证明题.
2. 一元二次方程根与系数的应用很多:
(1)已知方程的一根,不解方程求另一根及参数系数;
(2)已知方程,求含有两根对称式的代数式的值及有关未知数系数;
(3)已知方程两根,求作以方程两根或其代数式为根的一元二次方程.
【知识点3】列一元二次方程解应用题
1.列方程解实际问题的三个重要环节:
一是整体地、系统地审题;
二是把握问题中的等量关系;
三是正确求解方程并检验解的合理性.
2.利用方程解决实际问题的关键是寻找等量关系.
3.解决应用题的一般步骤:
审 (审题目,分清已知量、未知量、等量关系等);
设 (设未知数,有时会用未知数表示相关的量);
列 (根据题目中的等量关系,列出方程);
解 (解方程,注意分式方程需检验,将所求量表示清晰);
验 (检验方程的解能否保证实际问题有意义);
答 (写出答案,切忌答非所问).
4.常见应用题型
数字问题、平均变化率问题、利息问题、利润(销售)问题、形积问题等.
要点说明:
列方程解应用题就是先把实际问题抽象为数学问题(列方程),然后由数学问题的解决而获得对
实际问题的解决.
【考点一】一元二次方程➽➼➻有关概念
【例1】已知a是一元二次方程 的根.求代数式 的值.【答案】6
【分析】先根据平方差公式和单项式乘以多项式的法则计算原式,然后根据方程根的定义可得
,再结合化简后的式子整体代入求解即可.
解:
,
∵a是一元二次方程 的根,
∴ ,即 ,
∴原式 .
【点拨】本题考查了一元二次方程根的定义、整式的乘法运算和代数式求值,熟练掌握整式的运算法
则、掌握整体代入的方法是解题关键.
【举一反三】
【变式1】已知 .
(1)化简 ;
(2)若 是一元二次方程 的解,求 的值.
【答案】(1) ;(2)13
【分析】(1)分别计算单项式乘多项式、完全平方,然后进行加减运算即可;
(2)由题意知 ,即 ,根据 ,计算求解即可
(1)解:
,
∴ ;
(2)解:∵ 是一元二次方程 的解,
∴ ,即 ,
∴ ;∴ 的值为13.
【点拨】本题考查了整式的加减运算,一元二次方程的根,代数式求值等知识.解题的关键在于对知
识的熟练掌握与灵活运用.
【变式2】先化简,再求值: ,其中 是方程 的根.
【答案】 ,
【分析】先根据异分母分式的加减法则,化简分式,再根据 是方程 的根得到 ,
整体代入进行计算即可得到答案.
解:
,
是方程 的根,
,
,
原式.
【点拨】本题主要考查了分式的化简求值,解一元二次方程,熟练掌握异分母分式的加减的运算法则,
以及一元二次方程的解法,整体代入法,是解题的关键.
【考点二】一元二次方程的解法
【例2】解方程:
(1) (2)
【答案】(1) , ; (2) 无实数根
【分析】(1)利用直接开平方法即可求解; (2)利用公式法计算即可.
(1)解: (2)解:∵ ,
, ∴
, ; 原方程无实数根
【点拨】本题主要考查了一元二次方程的求解,准确计算是解题的关键.
【举一反三】
【变式1】解一元二次方程:
(1) (2)
【答案】(1) , ;(2) ,
【分析】(1)由配方法解方程即可得出答案;(2)根据因式分解法解一元二次方程即可求解.
(1)解: , (2) ,
, ,
, ,
, ,
. ∴ 或 ,∴ , ; ∴ , .
【点拨】本题考查了解一元二次方程,熟练掌握解一元二次方程的方法是解题的关键.
【变式2】解方程
(1) (2)
【答案】(1) , ; (2) ,
【分析】(1)移项,利用平方差公式分解因式求解可得; (2)用公式法进行求解可得.
(1)解:∵ , (2)解:
∴ , ∵ ,
即 , ∴ ,
则 或 , ∴ , .
解得 , ;
【点拨】本题考查了因式分解法和公式法解一元二次方程,正确掌握解一元二次方程的解法是解题的
关键.
【例3】解方程: .
【答案】
【分析】分式方程去分母转化为整式方程,求出整式方程的解得到 的值,经检验即可得到分式方程
的解.
解:
方程两边同乘 ,
得 ,
整理得, ,∴ ,
解得: , ,
检验:当 时, , 是增根,
当 时, ,
原方程的解为 .
【点拨】本题考查了分式方程的解法,属于基本题型,熟练掌握解分式方程的方法是解题关键.
【举一反三】
【变式1】解方程:
【答案】
【分析】先移项将原方程进行变形 ,再等式两边平方得到 ,然后整理解
一元二次方程即可解答.
解:移项: ,
两边平方: ,
整理得: ,解得: .
经检验: 是原方程的根, 是增根,舍去.
所以,原方程的根是 .
【点拨】本题主要考查了解一元二次方程,将原方程化成一元二次方程是解答本题的关键.
【变式2】解下列方程
(1) ; (2) .
【答案】(1) ; (2)
【分析】(1)用公式法解一元二次方程即可求解;
(2)先去分母化分式方程为整式方程,解整式方程求得x的值,代入最简公分母检验即可得.(1)解: (2)两边同时乘以 得:
∵ , , , ,
∴ . ,
∴ . .
∴ . 检验:当 时, .
∴ 为原方程的解.
【点拨】本题考查解一元二次方程和分式方程,解题的关键是掌握解方程的方法,正确求解.
【考点三】一元二次方程根的判别式
【例4】已知关于x的方程 有实数根.
(1) 求m的取值范围;
(2) 当 时,求方程的根.
【答案】(1) ;(2) ,
【分析】(1)根据判别式不小于零,解不等式即可; (2)将m的值代入,求解方程即可.
(1)解:(1)∵关于x的方程 有实数根,
∴ .解得 .
(2)解:(2)当 时,原方程为 .
即 ,∴ , ,
∴方程的根为0,2;
【点拨】本题考查了一元二次方程的跟的判别式,一元二次方程的解法,是考试中常考的考点.
【举一反三】
【变式】已知关于 的一元二次方程 有两个不相等的实数根.
(1) 求 的取值范围; (2) 当 时,用配方法解方程.【答案】(1) 且 ;(2) ,
【分析】(1)根据题意,可得 ,注意一元二次方程的系数问题,即可解答,
(2)将 代入 ,利用配方法解方程即可.
(1)解:依题意得: ,
解得 且 ;
(2)解:当 时,原方程变为: ,
则有: ,
,
,
方程的根为 , .
【点拨】本题考查了根据根的情况判断参数,用配方法解一元二次方程,熟练利用配方法解一元二次
方程是解题的关键.
【例5】已知关于 的一元二次方程 .
(1)求证:方程总有两个不相等的实数根;
(2)若方程有一个根是 ,求方程的另一个根.
【答案】(1)见分析;(2)方程另一个根为
【分析】(1)根据方程的系数结合根的判别式得出 ,由此可证出方程总有两个不相等
的实数根;
(2)将1代入方程可得方程为 ,解方程即可求出另一个根;
解:(1)∵ ,
∴,
,
∴方程总有两个不相等的实数根.
(2)∵1是一元二次方程 的一个根,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴
∴ , ,
∴方程另一个根为 .
【点拨】本题主要考查了一元二次方程根的判别式、一元二次方程的解以及解一元二次方程,解答本
题的关键是能够熟记根判别式,熟练解答一元二次方程.
【举一反三】
【变式】已知关于 的一元二次方程 .(m为实数)
(1)求证:无论m取何值,该方程总有两个实数根;
(2)该方程的两个实数根为 、 ( ),若 ,求正数m的值.
【答案】(1) 见分析; (2)
【分析】(1)直接根据根的判别式证明即可;
(2)先根据根与系数的关系求出 , 的值,再根据完全平方公式的变形求解即
可.
解:(1)∵
∴
∴无论m取何值,该方程总有两个实数根;
(2)∵方程的两个实数根为 、∴ ,
∵
∴
∴
∴
∴
∴解得 或 (舍去).
【点拨】本题考查了根的判别式,熟练掌握判别式与根的关系是解题的关键.当判别式
时,一元二次方程有两个不相等的实数根;当判别式 时,一元二次方
程有两个相等的实数根;当判别式 时,一元二次方程没有实数根.一元二次方程根与系
数的关系: , .
【考点四】一元二次方程根与系数关系
【例6】关于 的一元二次方程 有两个实数根.
(1)求 的取值范围;
(2)若 的两条直角边 的长恰好是此方程的两个实数根,斜边 ,求
的周长.
【答案】(1) ; (2) 14
【分析】(1)由一元二次方程有两个实数根,结合根的判别式可得出 ,解之即可得出
结论;
(2)根据题意,设 的两条直角边 分别为 ,由根与系数的关系可得出
、 ,结合勾股定理可得出关于 的一元二次方程,解之可得出 的值,
由方程的两根是对应的直角边长,均为正值,可确定 的值,再根据三角形的周长公式即可求出结
论.(1)解: 关于 的一元二次方程 有两个实数根,
,解得: ;
(2)解:设 的两条直角边 分别为 ,
, 是方程 的两个实数根,
, ,
,即 ,解得 或 ,
由于 是直角三角形的两条直角边,从而有 ,即 ,
,
这个三角形的周长为 .
【点拨】本题考查了根与系数的关系、根的判别式以及勾股定理,解题的关键是:(1)由方程有两
个实数根找出 ;(2)利用根与系数的关系结合勾股定理找出 .
【举一反三】
【变式1】已知关于 的一元二次方程 .
(1)求证无论实数 取何值,此方程一定有两个实数根;
(2)设此方程的两个实数根分别为 , ,若 ,求 的值.
【答案】(1)证明见详解;(2)
【分析】(1)根据题意证明 ,即可证明方程一定有两个实数根;
(2)根据 , ,把 变形为: ,即可.
解:(1)关于 的一元二次方程 有两个实数根,
∴ ,∴ ,
∴无论实数m取何值,此方程一定有两个实数根.
(2)∵ , ,
∴ , ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ .
【点拨】本题考查一元二次方程的知识,解题的关键是掌握一元二次方程根与系数的关系.
【变式2】公安交警部门提醒市民,骑车出行必须严格遵守“一盔一带”的规定.某头盔经销商统计
了某品牌头盔3月份到5月份的销量,该品牌头盔3月份销售256个,5月份销售400个,且从3月
份到5月份销售量的月增长率均为 .
(1)求月增长率r;
(2)经在市场中调查,若此种头盔的进价为30元/个时,定价为40元/个时,月销售量为600个,若
在此基础上售价每上涨1元/个,则月销售量将减少10个,为使月销售利润达到10000元,而且尽可
能让顾客得到实惠,则该品牌头盔的实际售价应定为多少元/个?
【答案】(1) ;(2)50
【分析】(1)根据5月份销售量 3月份销售量 建立方程,解方程即可得;
(2)设该品牌头盔的实际售价应定为 元/个,从而可得月销售量,再根据利润 (实际售价
进价) 月销售量建立方程,解方程即可得.
(1)解:由题意得: ,
解得 或 (不符合题意,舍去),
答:月增长率 为 .(2)解:设该品牌头盔的实际售价应定为 元/个,则月销售量为
(个),
由题意得: ,
解得 或 ,
要尽可能让顾客得到实惠,
,
答:该品牌头盔的实际售价应定为50元/个.
【点拨】本题考查了一元二次方程的应用,找准等量关系,正确建立方程是解题关键.
【考点五】一元二次方程根的应用
【例7】2023年杭州亚运会吉祥物一开售,就深受大家的喜爱.某商店以每件35元的价格购进某款
亚运会吉祥物,以每件58元的价格出售.经统计,4月份的销售量为256件,6月份的销售量为400
件.
(1) 求该款吉祥物4月份到6月份销售量的月平均增长率.
(2) 从7月份起,商场决定采用降价促销的方式回馈顾客.经试验,发现该吉祥物每降价1元,月销售
量就会增加20件.当该吉祥物售价为多少元时,月销售利润达8400元?
【答案】(1)该款吉祥物4月份到6月份销售量的月平均增长率为 ;(2)该款吉祥物售价为50元时,
月销售利润达8400元
【分析】(1)设4月份到6月份的月平均增长率为 ,根据4月份的销售量为256件,6月份的销售
量为400件,可列方程 ,求解即可;
(2)设该款吉祥物降价 元,根据单个商品的利润 销售量 总利润列方程求解即可.
(1)解:设该款吉祥物4月份到6月份销售量的月平均增长率为 .
则
解得 , (舍去)
答:该款吉祥物4月份到6月份销售量的月平均增长率为 .
(2)解:设该款吉祥物降价 元.则
解得 , (舍去)
∴ 元,
答:该款吉祥物售价为50元时,月销售利润达8400元.
【点拨】本题考查了一元二次方程的应用,找准等量关系、正确列出一元二次方程是解题的关键.
【举一反三】
【变式1】某水果商场经销一种高档水果,原售价每千克50元.
(1) 连续两次降价后每千克32元,若每次下降的百分率相同.求每次下降的百分率;
(2) 若每千克盈利10元,每天可售出500千克,经市场调查发现,在进货价不变的情况下,商场决定
采取适当的涨价措施,但商场规定每千克涨价不能超过8元,若每千克涨价1元,日销售量将减少
20千克,现该商场要保证每天盈利6000元,且要尽快减少库存,那么每千克应涨价多少元?
【答案】(1)每次下降的百分率为 ;(2)每千克水果应涨价5元,盈利6000元.
【分析】(1)设每次降价的百分率为 ,列出方程求解即可;
(2)设每千克涨价 元,根据题意列出一元二次方程,解方程即可求解.
(1)解:设每次下降百分率为 ,
根据题意,得 ,
解得: , (不合题意,舍去).
答:每次下降的百分率为 ;
(2)设每千克涨价x元,
由题意得:
解得: 或 ,
∵商场规定每千克涨价不能超过8元,且要尽快减少库存,
∴ ,
答:每千克水果应涨价5元,盈利6000元.
【点拨】本题考查了一元二次方程的应用,根据题意列出方程是解题的关键.
【变式2】如图,某农场有两堵互相垂直的墙,长度分别为 米和 米.该农场打算借这两堵墙建一
个长方形饲养场 ,用总长 米的木栏围成,中间预留1米宽的通道,在 和 边上各留1米宽
的门,设 长x米.(1) 写出 的长(用含x的代数式表示).
(2) 若饲养场 的面积为 平方米,求x的值.
【答案】(1) 米; (2) 米
【分析】(1)用(总长 个1米的门的宽度) 即为所求;
(2)由(1)表示饲养场面积计算即可.
(1)解:如图,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
即 长度为 米;
(2)解:由题意知, ,
解得 , ,
又∵ ,且 ,
∴ ,
∴ (米).
【点拨】考查了一元二次方程的应用,解题关键是要读懂题目的意思,根据题目给出的条件,找出合
适的等量关系,列出方程,再求解.
【例8】如图,有一农户用24m长的篱笆围成一面靠墙(墙长12m),大小相等且彼此相连的三个矩
形鸡舍.
(1) 鸡舍的面积能够达到 吗?若能,给出你的方案;若不能,请说明理由;
(2) 鸡舍的面积能够达到 吗?若能,给出你的方案;若不能,请说明理由.【答案】(1)能,垂直于墙的一边长为 ,平行于墙的一边长为 ;(2)不能,理由见分析
【分析】(1)设垂直于墙的一边长 ,根据题意可得 ,解方程即可得到答案;
(2)设垂直于墙的一边长 ,由题意可得: ,解方程即可得到答案.
(1)解:能,理由如下:
设垂直于墙的一边长 ,
由题意可得: ,
整理得: ,
解得: , ,
当 时, (不符合题意,舍去),
当 时, ,符合题意,
,
垂直于墙的一边长为 ,平行于墙的一边长为 ,
(2)解:不能,理由如下:
设垂直于墙的一边长 ,
由题意可得: ,
整理得: ,
,
此方程无实数根,
不能.
【点拨】本题主要考查了一元二次方程的应用,读懂题意,正确列出一元二次方程是解题的关键.
【举一反三】
【变式1】如图,某市规划在五边形河畔公园 内挖一个四边形人工湖 ,使点O、P、
M、N分别在边 、 、 、 上,且满足 , .已知五边形中, , m, m, m, m.请问,四边形人工
湖 的面积能否为 ,若能,求出此时 的长;若不能,请说明理由.
【答案】能, 的长为 m或 m
【分析】设 ,分别求出 , , , , 的长度,用 表示四边形人工湖
的面积,利用一元二次方程的判别式可求解.
解:能,理由如下:
如图,延长 , 于 ,
四边形 是矩形,
, ,
, ,
, ,
设 ,则 ,
, ,
, , ,
, ,
若四边形人工湖 的面积为 ,
,
整理得: ,
解得: , ,
故:能, 的长为 m或 m.【点拨】本题考查了矩形的性质,一元二次方程的应用,利用参数表示四边形的面积是解题的关键.