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专题 21.7 配方法解一元二次方程的应用(知识梳理与考点分类讲
解)
(特别说明:配方法的应用在数学中有着重要的地位与作用,也是培养学生转化、化归意
识的重要途径,为此,特意编写了此专题,供大家参考使用)
第一部分【知识点归纳】
1.用配方法解一元二次方程
(1)
移:移项,方法:将常数项移到等式右边,含未知数项移到等式左边;
(2)
化:二次项系数化为1,方法:左、右两边同时除以二次项系数;
(3)
配:配方,方法:左右两边同时加上一次项系数一半的平方;
(4)
开:开平方,方法:利用平方根的意义直接开平方;
(5)
解:解两个一元一次方程,方法:移项、合并同类项,系数化为1.
2.配方法的应用:
(1)准确配:配方过程中求参数的值;
(2)求参数:配方过程中求参数的值;
(3)求代数式的值:通过配方进行变形从而求出代数式的值;
(4)求最大(小)值:通过配方利用平方的非负性从而求出最小(大)值;
(5)比较大小:通过求差法再进行配方比较大小;
(6)三角形的形状:通过配方判断三角形的形状;(7)几何问题:通过配方解决几何问题.
第二部分【题型展示与方法点拨】
【题型1】判断配方结果是否正确
【例1】(2024·内蒙古呼和浩特·模拟预测)用配方法解一元二次方程 ,配方正确的是
( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查的是利用配方法解一元二次方程.先把原方程化为: ,再“两边同时加上
一次项系数一半的平方”,从而可得答案.
解: ,
,
配方得 ,即 ,
故选:A.
【举一反三】
【变式1】(22-23九年级上·河北沧州·阶段练习)在解方程 时,对方程进行配方,两位
同学提供了如下两种方案.
方案Ⅱ
方案Ⅰ对于方案Ⅰ、Ⅱ,下列说法正确的是( )
A.方案Ⅰ正确、方案Ⅱ不正确 B.方案Ⅰ不正确,方案Ⅱ正确
C.方案Ⅰ、Ⅱ都正确 D.方案Ⅰ、Ⅱ都不正确
【答案】C
【分析】先移项,再配方,变形后即可判断方案Ⅰ的解法;移项,方程两边都除以 ,再配方,即可判断
方案Ⅱ的解法.
解:方案Ⅰ、Ⅱ都正确,
理由是: ,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
所以方案Ⅰ、Ⅱ都正确,
故选:C.
【点拨】本题考查了解一元二次方程,能正确配方是解此题的关键.
【变式2】(22-23九年级上·山东青岛·期中)用配方法解下列方程时,配方正确的是( )
A. 化为 B. 化为
C. 化为 D. 化为
【答案】D
【分析】根据配方法求解一元二次方程的性质,对各个选项逐个分析,即可得到答案.解:∵
∴
∴ ,故选项A错误,不符合题意;
∵
∴
∴ ,故选项B错误,不符合题意;
∵
∴
∴
∴ ,故选项C错误,不符合题意;
∵
∴
∴
∴ ,故选项D正确,符合题意;
故选:D.
【点拨】本题考查了一元二次方程的知识;解题的关键是熟练掌握配方法求解一元二次方程的性质,从
而完成求解.
【题型2】从配方的过程判断参数的值
【例2】(23-24九年级上·云南怒江·阶段练习)用配方法解一元二次方程 ,可将方程变形为 的形式,则n的值是
【答案】6
【分析】本题考查配方法解一元二次方程.利用完全平方法则对等式左边进行配方即可得到本题答案.
解:
移项,可得
配方,可得 ,即
∴n的值是6,
故答案为:6.
【举一反三】
【变式1】(22-23八年级下·浙江绍兴·期末)已知 是完全平方式,则常数 的值是
.
【答案】
【分析】根据完全平方公式配方后,列方程,利用配方法求解即可得到答案.
解:
,
,即 ,
,则 ,即 ,解得 ,
,
故答案为: .
【点拨】本题考查利用完全平方式求参数,利用配方法得到方程,再由配方法解方程是解决问题的关键.
【变式2】(23-24九年级上·陕西宝鸡·期末)用配方法解方程 ,将方程变为的形式,则m的值为 .
【答案】4
【分析】本题考查了配方法,把常数项移到右边,再两边加上16即可变形成完全平方的形式,熟练掌握
配方法解一元二次方程是解题的关键.
解: ,
,
,
,
,
故答案为:4.
【题型3】通过配方求代数式的值
【例3】(23-24九年级上·河北邯郸·期中)用配方法解一元二次方程 的部分步骤如图所示,
则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查一元二次方程的解法、求代数式的值,掌握配方法解一元二次方程的一般步骤是解题
的关键.据此解答即可.
解: ,
则 ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,∴ ,
∴ , ,
∴ , ,
∴ ,
故选:A.
【举一反三】
【变式1】一元二次方程 化成 的形式,则 的值为( )
A.11 B.-11 C.17 D.-17
【答案】C
【分析】根据配方法求出 与 的值,代入求值即可得到答案.
解: ,
移项得 ,
配方得 ,即 ,
因式分解得 ,
一元二次方程 化成 的形式为 ,
,
,
故选:C.
【点拨】本题考查代数式求值,涉及到解一元二次方程中的配方法,熟练掌握配方法的具体步骤是解决
问题的关键.
【变式2】阅读材料:对于任何实数,我们规定符号 的意义是 .按照这个规定,请
你计算:当 时, 的值( )A. B. C.5 D.
【答案】B
【分析】先求出方程的解,根据题意把代数式化成(x+1)(2x-3)-2x(x-1),化简后代入求出即可.
解:∵x2-4x+4=0,
∴(x-2)2=0,
∴x-2=0,
∴x=2,
=(x+1)(2x-3)-2x(x-1)
=2x2-3x+2x-3-2x2+2x
=x-3
当x=2时
原式=2-3
=-1.
故选B.
【点拨】本题考查解一元二次方程-配方法, 整式的混合运算—化简求值.能根据题述将题中新定义的运算
化为普通运算是解决本题的关键,另外在本题中一定要先化简,再代入值.
【题型4】通过配方利用平方的非负性求最值
【例4】(2024·山东东营·一模)小明和小林在探索代数式 ( )有没有最大(小)值时,小
明做了如下探索:
∵ ,
∴小明的结论是 的最小值为 ,
小林做了如下探索:
∵ ,小林的结论是 的最小值为2;则( )
A.小明正确 B.小林正确
C.小明和小林都正确 D.小明和小林都不正确
【答案】B
【分析】本题考查了配方法的应用,根据小明和小林的探究方法,分别求出当有最小值时 的值即可判断,
熟练掌握完全平方公式的形式是解题的关键.
解:小明的探究: ,
则当 ,即 时, 有最小值为 ,
而 无解,
小明的探究是错误的,
小林的探究: ,
则当 ,即 时, 有最小值为2,
小林的探究是正确的,
故选:B.
【举一反三】
【变式1】(23-24九年级下·安徽·开学考试)已知 与 互为倒数,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了倒数的定义,配方法的应用,由倒数的定义可得 ,进而得到 ,
把 代入 ,配方可得 ,再根据非负数的即可求出 的最小值,
由倒数的定义得到 是解题的关键.
解:∵ 与 互为倒数,∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ 的最小值为 ,
故选: .
【变式2】(23-24九年级上·云南昆明·阶段练习)如图, , , 是 三边上的点,且四边
形 为矩形, , .则矩形 的面积的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】直接利用直角三角形中, 角所对的直角边等于斜边的一半,得出 ,根据矩形的性质得到
, ,然后利用勾股定理表示出 ;利用矩形的面积公式列出式子,再进行配
方,即可求解.
解: 在 中, , , ,
;
,
四边形 为矩形,, ,
,
,
,
,
当 时,矩形 的面积最大,最大值为 .
故选:A.
【点拨】本题主要考查的是列代数式,矩形的性质,含 度角的直角三角形,勾股定理的有关知识,正
确列出代数式是解决本题的关键.
【题型5】通过求差法再配方比较大小
【例5】(23-24九年级上·河南新乡·阶段练习)已知 ,则比较P,Q的大小关系为
( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据配方法的即可求出答案.解:
故选:C.
【点拨】本题考查配方法的应用,解题的关键是熟练运用配方法,本题属于基础题型.
【举一反三】
【变式1】已知 ( 为任意实数),则关于P,Q的大小关系判断正确的是
( )
A. B. C. D.无法确定
【答案】A
解:根据题意可知P-Q= = = >0,故P>Q(也可以结合P、Q的图像
来进行比较,当取相同的自变量x的值时,二次函数P= 的图像始终在一次函数Q= 的图
像的上方,因此可判断).
故选A
考点:代数式的大小比较
【变式2】(23-24八年级下·四川眉山·期中)已知 、 是实数, , .则 、
的大小关系是( )
A. B. C. < D. >
【答案】B
【分析】判断 、 的大小关系,把 进行整理,判断结果的符号可得 、 的大小关系.考查了配方
法的应用;关键是根据比较式子的大小进行计算;通常是让两个式子相减,若为正数,则被减数大;反
之减数大.
解: ,, ,
,
,
故选:B
【题型6】通过配方判断三角形的形状
【例6】 的三边分别为 、 、 ,若 , ,按边分类,则 是
三角形
【答案】等腰
【分析】将 ,代入 中得到关系式,利用完全平方公式变形后,根据非负数的性
质求出a与c的值,进而求出b的值,即可确定出三角形形状.
解:∵
∴ ,
∴ ,
∴ ,
即 ,
整理得: ,
∵ , ,
∴ ,即 ; ,即 ,
∴ ,
则△ABC为等腰三角形.
故答案是:等腰.
【点拨】此题考查了配方法的应用,非负数的性质,以及等腰三角形的判定,熟练掌握完全平方公式是
解本题的关键.
【举一反三】
【变式1】已知三角形三边长为a、b、c,且满足 , , ,则此三角
形的形状是( )
A.等腰三角形 B.等边三角形 C.直角三角形 D.无法确定【答案】A
解:∵a2﹣4b=7,b2﹣4c=﹣6,c2﹣6a=﹣18,
∴a2﹣4b+b2﹣4c+c2﹣6a=7﹣6﹣18,
整理得:a2﹣6a+9+b2﹣4b+4+c2﹣4c+4=0,
即(a﹣3)2+(b﹣2)2+(c﹣2)2=0,
∴a=3,b=2,c=2,
∴此三角形为等腰三角形.故选A.
点拨:本题考查了因式分解的应用,解题的关键是正确的进行因式分解.
【变式2】三角形一边长为10,另两边长是方程x2﹣14x+49=0的两个根,则这个三角形是( )
A.等边三角形 B.直角三角形 C.等腰直角三角形 D.等腰三角形
【答案】D
【分析】首先利用因式分解法求得一元二次方程的两个根,然后利用勾股定理的逆定理、等腰三角形的
判定即可判定这个三角形是等腰三角形.
解:∵x2﹣14x+49=0,
∴(x﹣7)2=0,
∴x =x =7,
1 2
∵102=100,72=49,72=49,
∴102≠72+72,
∴这个三角形是等腰三角形.
故选:D.
【点拨】此题考查了一元二次方程的解法与勾股定理逆定理、等腰三角形的判定的应用.解题的关键是
注意选择适当的方法解方程.
【题型7】配方在几何综合中的应用
【例7】(23-24八年级下·福建福州·期中)阅读与思考:
【阅读材料】我们把多项式 及 叫做完全平方公式.如果一个多项式不是完全平方
公式,我们常做如下变形:先添加一个适当的项,使式子中出现完全平方式,再减去这个项.使整个式
子的值不变,这种方法叫做配方法,配方法是一种重要的解决问题的数学方法,可以求代数式的最大值
或最小值.
例如:求代数式 的最小值.,可知当 时, 有最小值,最小值是 .
再例如:求代数式 的最大值.
,可知当 时, 有最大值.最大值是 .
(1)求 的最小值为_____, 的最小值为_____;
(2)若多项式 ,试求M的最小值;
(3)如图,学校打算用长 米的篱笆围一个长方形的菜地,菜地的一面靠墙(墙足够长),求围成的菜地的
最大面积.
【答案】(1)6; ; (2) ;(3)围成的菜地的最大面积是
【分析】本题考查了完全平方公式的应用,熟练掌握完全平方公式是解题的关键.
(1)由 ,可知 时, 有最小值6;由 ,可知当 时,
代数式 有最小值,最小值为 ;
(2)根据 ,求解作答即可;
(3)设垂直于墙的一边长为x米,则另一边长为 米,依题意得:
,然后求解作答即可.
(1)解:∵ ,
∴当 时, 有最小值6;
∵ ,
∴当 时,代数式 有最小值,最小值为 ,
故答案为:6, ;(2)解:∵ ,
∴当 时,M有最小值,最小值为 ;
(3)解:设垂直于墙的一边长为x米,则另一边长为 米,
依题意得: ,
∴当 时,S有最大值,最大值是 ,
∴围成的菜地的最大面积是 .
【举一反三】
【变式1】(23-24八年级下·山东泰安·期中)配方法不仅可以用来解一元二次方程,还可以用来解决一
些最值问题.例如: ,所以 的最小值为 ,此时
.
(1)尝试: ,因此当 时,代数式 有最小值,
最小值是 ;
,所以当 时,代数式 有最 (填“大”或
“小”)值.
(2)应用:如图,矩形花圃一面靠墙(墙足够长)另外三面所围成的栅栏的总长是 ,栅栏如何围能使
花圃面积最大?最大面积是多少?
【答案】(1) ; ,大;(2)当 为 米, 为 米时,面积最大为 平方米.
【分析】( ) 根据配方后的结果即可求解; 根据配方后的结果即可求解;
( )设垂直于墙的边长为 ,则平行于墙的边长为 ,列式表示出矩形的面积,再利用配方
法解答即可求解;
本题考查了利用配方法求代数式的最值,掌握配方法是解题的关键.(1)解: ∵ ,
∴当 时,代数式 有最小值,最小值为 ,
故答案为: , ;
∵ ,
∴当 时,代数式 有最大值,
故答案为: ,大;
(2)解:设垂直于墙的边长为 ,则平行于墙的边长为 ,
根据题意得, ,
当 时, 有最大值,最大值为 ,
∴围成的矩形花圃垂直于墙的栅栏长 时,能使花圃面积最大,最大面积是 .
第三部分【中考链接与拓展延伸】
1、直通中考
【例1】.(2023·新疆·中考真题)用配方法解一元二次方程 ,配方后得到的方程是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】方程两边同时加上一次项系数一半的平方即 计算即可.
解:∵ ,
∴ ,
∴ ,∴ ,
故选D.
【点拨】本题考查了配方法,熟练掌握配方法的基本步骤是解题的关键.
【例2】(2023·江苏连云港·中考真题)若 ( 为实数),则 的最小
值为 .
【答案】
【分析】运用配方法将 变形为 ,然后根据非负
数的性质求出 的最小值即可.
解:
=
=
=
∵ 为实数,
∴
∴ 的最小值为 ,
故答案为: .
【点拨】本题主要考查了配方法的应用,非负数的性质,解题时注意配方的步骤,注意在变形的过程 中
不要改变式子的值.
2、拓展延伸
【例1】(22-23八年级下·江苏南通·期末)平面直角坐标系 中,P点坐标为 ,且实数
m,n满足 ,则点P到原点O的距离的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B【分析】由 ,得 ,点P到原点O的距离为 ,逐步整理,最
后将被开方数配方进行求解即可.
解:由 ,得 ,
∴点P到原点O的距离为:
,
故选: B.
【点拨】本题考查点的坐标,但计算整理过程非常复杂,要求有极强的计算能力,确保计算的正确性,
熟练掌握配方法是解题的关键.
【例2】已知 ,则 的值等于 .
【答案】
【分析】利用配方法将已知等式转化为 的形式,由非负数的性质求得 的值,然
后代入求值即可.
解:
,
则 , ,
所以 , ,
所以 .故答案是: .
【点拨】考查了配方法的应用,非负数的性质以及分式的加减法,配方法的关键是:先将一元二次方程
的二次项系数化为1,然后在方程两边同时加上一次项系数一半的平方.