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求解问题:矩形画面如何镶嵌彩纸

【摘要】:引例某校团委准备举办学生绘画展览,为美化画面,在长30cm、宽20cm的矩形画面四周镶上宽度相等的彩纸,并使彩纸的面积恰好与原面积相等.想一想彩纸的宽度是多少?

引例

某校团委准备举办学生绘画展览,为美化画面,在长30cm、宽20cm的矩形画面四周镶上宽度相等的彩纸,并使彩纸的面积恰好与原面积相等.

想一想

彩纸的宽度是多少?

1.一元二次方程的定义

只含有一个未知数,且未知数的最高次数是2的整式方程叫做一元二次方程,一元二次方程通常可化成如下的一般形式:

ax2+bx+c=0(a≠0).

其中,abc是已知数(a≠0),我们把abc分别叫做二次项系数、一次项系数和常数项.

2.一元二次方程的一般解法

(1)直接开平方法

直接开平方法就是用直接开平方求解一元二次方程的方法.用直接开平方法解形如(x-m)2=nn≥0)的方程.

1 用直接开平方法解下列一元二次方程:

(1)(3x+1)2=9; (2)(3x-2)2=(x+4)2;

(3)9x2-24x+16=121; (4)(3x+2)(3x-2)=4.

解:(1)由(3x+1)2=9得

3x+1=±3(注意不要丢解)

由3x+1=3得978-7-111-45466-3-Chapter01-143.jpg

由3x+1=-3得978-7-111-45466-3-Chapter01-144.jpg

所以原方程的解为978-7-111-45466-3-Chapter01-145.jpg978-7-111-45466-3-Chapter01-146.jpg

(2)由(3x-2)2=(x+4)2得

3x-2=x+4或3x-2=-(x+4)

由3x-2=x+4得x1=3,

由3x-2=-(x+4)得978-7-111-45466-3-Chapter01-147.jpg

所以原方程的解为x1=3,978-7-111-45466-3-Chapter01-148.jpg

(3)由9x2-24x+16=121得

(3x-4)2=121

由3x-4=±11,

x1=5,978-7-111-45466-3-Chapter01-149.jpg

所以原方程的解为x1=5,978-7-111-45466-3-Chapter01-150.jpg

(4)由(3x+2)(3x-2)=4得

9x2-4=4,即9x2=8

978-7-111-45466-3-Chapter01-151.jpg

978-7-111-45466-3-Chapter01-152.jpg978-7-111-45466-3-Chapter01-153.jpg

所以原方程的解为978-7-111-45466-3-Chapter01-154.jpg978-7-111-45466-3-Chapter01-155.jpg

(2)配方法

用配方法解方程ax2+bx+c=0(a≠0),应先将常数c移到方程右边,再将二次项系数化为1,变为978-7-111-45466-3-Chapter01-156.jpg的形式.

2 用配方法解下列一元二次方程:

(1)2x2-4x-2=0; (2)3x2-4x-2=0.

解:(1)2x2-4x-2=0

二次项系数化为1,移常数项得:x2-2x=1,

配方得:x2-2x+12=1+12,即(x-1)2=2,

直接开平方得:978-7-111-45466-3-Chapter01-157.jpg978-7-111-45466-3-Chapter01-158.jpg978-7-111-45466-3-Chapter01-159.jpg

所以原方程的解为978-7-111-45466-3-Chapter01-160.jpg978-7-111-45466-3-Chapter01-161.jpg

(2)3x2-4x-2=0

二次项系数化为1,移常数项得:978-7-111-45466-3-Chapter01-162.jpg

方程两边都加上一次项系数一半的平方得:978-7-111-45466-3-Chapter01-163.jpg

978-7-111-45466-3-Chapter01-164.jpg

直接开平方得:978-7-111-45466-3-Chapter01-165.jpg,即978-7-111-45466-3-Chapter01-166.jpg978-7-111-45466-3-Chapter01-167.jpg

所以原方程的解为978-7-111-45466-3-Chapter01-168.jpg978-7-111-45466-3-Chapter01-169.jpg

说明:配方法是一种基本的变形,解题中虽不常用,但作为一种基本方法要熟练掌握.

配方时应按下面的步骤进行:

先把二次项系数化为1,并把常数项移到等式的另一边;

再在方程两边同时加上一次项系数一半的平方;

最后变为完全平方式利用直接开平方法即可完成解题任务.

(3)公式法

用公式法就是指利用求根公式978-7-111-45466-3-Chapter01-170.jpg,使用时应先把一元二次方程化成一般形式ax2+bx+c=0(a≠0),然后计算判别式b2-4ac的值,当b2-4≥0时,把各项系数的值代入求根公式即可得到方程的根.但要注意当b2-4ac<0时,方程无实数解.

3 用公式法解下列方程.

(1)3x2+4=7x

(2)978-7-111-45466-3-Chapter01-171.jpg

解:(1)将3x2+4=7x化为一般式(www.chuimin.cn)

3x2-7x+4=0

求出判别式的值:Δ=b2-4ac=1>0.

代入求根公式:978-7-111-45466-3-Chapter01-172.jpg

所以978-7-111-45466-3-Chapter01-173.jpgx2=1.

(2)将978-7-111-45466-3-Chapter01-174.jpg

化为一般式

6x2+7x-3=0

求出判别式的值:Δ=b2-4ac=49+72=121>0.

代入求根公式978-7-111-45466-3-Chapter01-175.jpg

所以978-7-111-45466-3-Chapter01-176.jpg978-7-111-45466-3-Chapter01-177.jpg

说明:公式法可以用于解任何一元二次方程,在找不到简单方法时,即考虑化为一般形式后使用公式法.但在应用公式法时要先明确公式中的字母在题目中所表示的量,再求出判别式的值,解得的根还要进行化简.

(4)分解因式法

分解因式法是把方程一边变形为零,把另一边的二次三项式分解成两个一次因式的积的形式.

4 用分解因式法解下列方程:

(1)6x2+x-15=0; (2)(x+3)(x-6)=-8.

解:(1)将6x2+x-15=0左边分解成两个因式的积得:(2x-3)(3x+5)=0,

于是可得:2x-3=0,3x+5=0,

(2)将(x+3)(x-6)=-8化简为一般式得:

x2-3x-10=0

左边分解成两个因式的积得:(x+2)(x-5)=0,

于是可得:

所以x1=-2,x2=5.

练习

1.用直接开平方法解下列方程:

(1)x2=8;(2)3(x-3)2=0;

(3)x2-4x+3=0;(4)4(1-x)2-9=0.

2.用配方法解下列方程:

(1)x2-4x-1=0;

(2)978-7-111-45466-3-Chapter01-179.jpg

(3)3x2-4x-7=0;(4)2x2-18=3x.

3.用公式法解下列方程:

4.用因式分解法解下列方程:

(1)(x+1)2-2=0;(2)(x+2)2=2x+4;

(3)x2=6x;(4)2x2-9x-18=0.

5.选用适当的方法解下列方程:

(1)(x+1)(6x-5)=0;(2)978-7-111-45466-3-Chapter01-181.jpg

(3)2(x+5)2=xx+5);(4)x2-5x+2=0.

6.已知a-1=2,解关于x的方程(a-9)x2-4ax+1=5x-2ax2-2.

7.有一个两位数等于其数字之积的3倍,其十位数字比个位数字小2,求这两位数.

习题七

1.用直接开平方法解下列方程:

(1)x2-2=23;(2)4(x+5)2=28;

(3)x2-2x-3=0;(4)4(2+x)2-25=0.

2.用配方法解下列方程:

(1)x2-3x+1=0;(2)2x2+6=7x

(3)3x2-9x+2=0.

3.用公式法解下列方程:

(1)2x2-9x+8=0;(2)9x2+6x+1=0;

(3)16x2+8x=3.

4.用因式分解法解下列方程:

(1)(4x-1)(5x+7)=0;(2)3xx-1)=2-2x

(3)(2x+3)2=4(2x+3).

5.选用适当的方法解下列方程:

(1)(2x+1)2-3(2x+1)+2=0;(2)(2x-3)x-4(2x-3)=9;

(3)978-7-111-45466-3-Chapter01-182.jpg

(4)(2x+1)2=2(2x+1).

6.有一个两位数,它们的十位数字与个位数字之和为8,如果把十位数字与个位数字调换后,所得的两位数乘以原来的两位数就得1855,求原来的两位数.

7.要做一个高是8cm,底面的长比宽多5cm,体积是528cm3的长方体木箱,问底面的长和宽各是多少?