焦倩玉
親愛的同學們,你們知道嗎,人類認識一元二次方程的歷史相當久遠。阿拉伯數學家阿爾·花拉子米在他的著作《代數學》里第一次承認了一元二次方程有兩個根,還用幾何學方法得出一般的求根公式,極大地推動了數學的發(fā)展。我們都知道解一元二次方程常見的方法有直接開平方法、配方法、公式法和因式分解法,下面我們一起來結合具體題目,合理選擇解一元二次方程的方法,以方便我們的計算。
一、直接開平方法
例1 解方程:(x+1)2-1=3。
【解析】把x+1看作一個整體,將方程兩邊同時加1,變形為(x+1)2=4,再直接開平方,計算即可。
解:(x+1)2-1=3。
(x+1)2=4。
x+1=±2。
x=-1±2。
∴x1=1,x2=-3。
【點評】形如(x+h)2=k(h、k為常數,k≥0)的方程通常使用直接開平方法。需要注意的是,若k=0,則答案需寫作x1=x2=-h的形式,方程有兩個相等的實數根。
二、配方法
例2 解方程:x2-10x+22=0。
【解析】觀察這個一元二次方程,我們發(fā)現(xiàn)二次項系數為1,一次項系數為偶數,此時考慮選擇使用配方法。
解:x2-10x=-22。
x2-10x+52=-22+52。
(x-5)2=3。
x-5=[±3]。
x=5±[3]。
∴x1=5+[3],x2=5-[3]。
【點評】關于x的一元二次方程ax2+bx+c=0(a、b、c是常數,a≠0),當a=1,b為偶數時通常使用配方法。先把常數項移到方程的右邊,然后加上一次項系數的一半的平方。將方程轉化為(x+h)2=k的形式,進而求解。當一元二次方程的一次項系數不是偶數時,配方容易出錯,同學們應引起注意。
三、公式法
例3 解方程:2x2+x-1=0。
【解析】觀察這個一元二次方程,我們發(fā)現(xiàn)二次項系數不為1,一次項系數為奇數,此時應選擇使用公式法。
解:∵a=2,b=1,c=-1,
b2-4ac=12-4×2×(-1)=9。
∴x=[-1±32×2]。
∴x1=[12],x2=-1。
【點評】關于x的一元二次方程ax2+bx+c=0(a、b、c是常數,a≠0),當b2-4ac≥0時,方程的實數根是x=[-b±b2-4ac2a]。同學們對一元二次方程的求根公式需要熟練掌握,把各項系數的值直接代入公式,進而求解。特別對于a≠1,b為奇數的情況,公式法通常較為簡便。
四、因式分解法
例4 解方程:x(2x-1)=3(1-2x)。
【解析】觀察這個一元二次方程,我們發(fā)現(xiàn)2x-1與1-2x互為相反數,移項后可提公因式,因此應選擇使用因式分解法。
解:x(2x-1)-3(1-2x)=0。
x(2x-1)+3(2x-1)=0。
(2x-1)(x+3)=0。
∴2x-1=0或x+3=0。
∴x1=[12],x2=-3。
【點評】開始動筆做題之前,同學們一定要養(yǎng)成認真讀題的好習慣。這道題可通過移項,將方程右邊化為0,方程左邊經提公因式之后可分解為兩個一次因式的乘積。把解這樣的一元二次方程轉化為解兩個一元一次方程,從而得出結果。
例5 解方程:(3x-1)2-4x2=0。
【解析】將4x2看作2x整體的平方,我們可以利用平方差公式將這個一元二次方程的左邊進行因式分解,轉化成兩個一次因式的乘積。
解:(3x-1)2-(2x)2=0。
(3x-1+2x)(3x-1-2x)=0。
(5x-1)(x-1)=0。
∴5x-1=0或x-1=0。
∴x1=[15],x2=1。
【點評】形如x2-ax=0和x2-a2=0的一元二次方程通常可以使用因式分解法快速地解決。
一般地,在一元二次方程ax2+bx+c=0(a、b、c是常數,a≠0)中,如果b2-4ac≥0時,那么它的兩個根為x1=[-b+b2-4ac2a]、x2=[-b-b2-4ac2a],這兩個根滿足x1+x2=[-ba],x1·x2=[ca]。這個結論也可以幫助我們更加便捷地解決一些問題。
例6 已知關于x的方程2x2+mx+50=0的一個根是10,求它的另一個根。
【解析】已知一元二次方程的一個根,可以將此根代入方程求出參數的值,再通過解這個方程得到它的另一個根?;蛘吒鶕}目條件,利用根與系數的關系,進行求解。
解法一:把x=10代入,得2×102+10m+50=0。
解得m=-25。
把m=-25代入,得2x2-25x+50=0。
∵a=2,b=-25,c=50,
b2-4ac=(-25)2-4×2×50=225。
∴x=[25±2252×2]=[25±154]。
∴x1=10,x2=[52]。
∴方程的另一個根是[52]。
解法二:∵a=2,c=50,
∴x1·x2=[ca]=[502]=25。
∵x1=10,
∴x2=[2510]=[52]。
∴方程的另一個根是[52]。
【點評】對比本題的這兩種解法,我們可以明顯看出方法2更為便捷。已知一元二次方程ax2+bx+c=0(a、b、c是常數,a≠0)中a和b的值,可以利用x1+x2=[-ba]進行求解;已知a和c的值,則可以利用x1·x2=[ca]進行求解。
例7 已知關于x的方程x2+bx+c=0的兩根分別是[2]+1、[2]-1,求b、c的值。
【解析】已知一元二次方程的兩個根,那么我們可以直接代入,聯(lián)立得到關于b和c的二元一次方程組,進而求解。經過計算,我們發(fā)現(xiàn)這種方法并不方便。我們可以逆向使用根與系數的關系,直接得到b和c的值。
解:∵x1+x2=-b,
∴([2]+1)+([2]-1)=-b,
∴b=[-22]。
∵x1·x2=c,
∴([2]+1)·([2]-1)=c,
∴c=1。
【點評】此處為根與系數的關系的直接應用,同學們要注意歸納總結。另外需要注意的是,x1+x2=[-ba]中,負號不要漏寫。
(作者單位:江蘇省南京市第一中學初中部)