利用配方法求代数式最值
初中数学方法篇一:配方法
数学方法篇一:配方法把代数式通过凑配等手段,得到完全平方式,再运用完全平方式是非负数这一性质达到增加问题的条件的目的,这种解题方法叫配方法.【范例讲析】1.配方法在确定二次根式中字母的取值范围的应用在求二次根式中的字母的取值范围时,经常可以借助配方法,通过平方项是非负数的性质而求解。
例1、二次根式322+-a a 中字母a 的取值范围是_________________________. 点评:经过配方,观察被开方数,然后利用被开方数必须大于等于零求得所需要的解。
2.配方法在化简二次根式中的应用在二次根式的化简中,也经常使用配方法。
例2、化简526-的结果是___________________.点评:题型b a 2+一般可以转化为y x y x +=+2)((其中⎩⎨⎧==+b xy ay x )来化简。
3.配方法在证明代数式的值为正数、负数等方面的应用在证明代数式的值为正数或负数,配方法也是一种重要的方法。
例3、不管x 取什么实数,322-+-x x 的值一定是个负数,请说明理由。
点评:证明一个二次三项式恒小于0的方法是通过配方将二次三项式化成“2a -+负数”的形式来证明。
4.配方法在解某些二元二次方程中的应用解二元二次方程,在课程标准中不属于考试内容,但有些问题,还是可以利用我们所学的方法得以解决。
例4、解方程052422=+-++y x y x 。
点评:把方程052422=+-++y x y x 转化为方程组⎩⎨⎧=-=+0102y x 问题,把生疏问题转化为熟悉问题,体现了数学的转化思想,正是我们学习数学的真正目的。
5.配方法在求最大值、最小值中的应用在代数式求最值中,利用配方法求最值是一种重要的方法。
可以使我们求出所要求的最值。
例5、若x 为任意实数,则742++x x 的最小值为_______________________.点评:配方法是求一元二次方程根的一种方法,也是推导求根公式的工具,同时也是求二次三项式最值的一种常用方法。
2020年中考复习《最值问题》压轴综合(含答案)
2020年中考复习《最值问题》压轴综合[中考真题](2019·无锡)如图,在ABC ∆中,54,5,===∆BC AC ABABC ,D 为边AB 上一动点(B 点除外),以CD 为一边作正方形CDEF ,连接BE ,则BDE ∆面积的最大值为B[思路解析]过点C 作CG ⊥BA 于点G ,作EH ⊥AB 于点H ,作AM ⊥BC 于点M .由AB=AC=5,BC[考点提炼] 类型一:代数最值解数学题时,我们常常碰到求某个变量的最大值或最小值之类的问题,这就是我们要讨论的最值问题,求最值问题的方法归纳起来有如下几点: 1. 利用绝对值求最值; 2. 运用配方法求最值;3. 构造一元二次方程,在方程有解的条件下,利用判别式求最值;4. 建立函数模型求最值;5. 利用基本不等式求最值;6. 构造几何模型求最值. 类型二:几何最值几何中的最值问题是指在一定的条件下,求平面几何图形中某个确定的量(如线段长度、角度大小、图形面积)等的最大值或最小值,求几何最值问题的基本方法有: 1.特殊位置与极端位置法,比如中点处、临界点; 2.几何定理(公理)法,比如垂线段最短;3.数形结合法,比如图形面积问题.注:几何中的定值与最值近年广泛出现于中考中,由冷点变为热点.这是由于这类问题具有很强的探索性(目标不明确),解题时需要运用动态思维、数形结合、特殊与一般相结合、 逻辑推理与合情想象相结合等思想方法.[例题精讲]【例1】利用配方法求最值设a 、b 为实数,那么b a b ab a 222--++的最小值是 . 【答案】-1【例2】 利用判别式法求最值设1x 、2x 是方程02324222=-++-m m mx x 的两个实根,当m 为何值时,2221x x +有最小值,并求这个最小值.【答案】98 注:定义在某一范围的条件限制的二次函数最值问题,有下两种情形: (1)当抛物线的顶点在该取值范围内,顶点的纵坐标就是函数的最值;(2)当抛物线的顶点不在该取值范围内,二次函数的最值在该取值范围内两端点处取得.【例3】利用基本不等式求最值某单位花50万元买回一台高科技设备,根据对这种型号设备的跟踪调查显示,该设备投入使用后,若将养护和维修的费用均摊到每一天,则有结论:第x 天应付的养护与维修费为[500)1(41+-x ]元.(1)如果将该设备从开始投入使用到报废共付的养护与维修费及购买该设备费用的和均摊到每一天,叫做每天的平均损耗,请你将每天的平均损耗y (元)表示为使用天数x (天)的函数; (2)按照此行业的技术和安全管理要求,当此设备的平均损耗达到最小值时,就应当报废,问该设备投入使用多少天应当报废? 【答案】(1)y=874998500000++x x ; (2)2000天.注:不等式也是求最值的有效方法,常用的不等式有:(1)02≥a ; (2)ab b a 222≥+;(3)若0>a ,0>b ,则ab b a 2≥+; (4)若0>a ,0>b ,0>x ,则bab x x a 2≥+. 以上各式等号当且仅当b a = (或bxx a =)时成立. 【例4】利用函数模型求最值如图,有长为24m 的篱笆,一面利用墙(墙的最大可用长度a 为l0m),围成中间隔有一道篱笆的长方形花圃,设花圃的宽为xm ,面积为sm 2.(1)求s 与x 的函数关系式;(2)如果要围成面积为45m 2的花圃,AB 的长是多少米?(3)能围成面积比45m 2更大的花圃吗?如果能,请求出最大面积,并说明围法;如果不能,请说明理由.【答案】(1)S=-3x 2+24x (8x 314<≤);(2)AB=5m ; (3)3246max =S .能围成,围法:长10m ,宽324m.【例5】构造几何模型求最值求代数式4)3(122+-++x x 最小值.解:如图,建立平面直角坐标系,点P (x ,0)是x 轴上一点,则221)0(+-x 可以看成点P 与点A(0,1)的距离,222)3(+-x 可以看成点P 与点B (3,2)的距离,所以原代数式的值可以看成线段PA 与PB 长度之和,它的最小值就是PA +PB 的最小值.∴原代数式的最小值为32.【例6】利用特殊位置与极端位置法求最值如图,已知AB=10,P 是线段AB 上任意一点,在AB 的同侧分别以AP 和PB 为边作等边△APC 和等边△BPD ,则CD 长度的最小值为 .【答案】5注:从特殊位置与极端位置的研究中易得到启示,常能找到解题突破口,特殊位置与极端位置是指:(1)中点处、垂直位置关系等; (2)端点处、临界位置等. 【例7】利用定理或公理求最值(1)如图,∠AOB=45°,角内有一点P ,PO=10,在角的两边上有两点Q ,R(均不同于点O),则△PQR 的周长的最小值为 .【答案】102(2)如图,两点A 、B 在直线MN 外的同侧,A 到MN 的距离AC=8,B 到MN 的距离BD=5,CD=4,P 在直线MN 上运动,则PB PA -的最大值等于 .【答案】5(3)如图,A 点是半圆上一个三等分点,B 点是弧AN 的中点,P 点是直径MN 上一动点,⊙O 的半径为1,则AP+BP 的最小值为( )A .1B .22C .2D .13-【答案】C(4)如图,在边长为2的菱形ABCD 中,∠A=60°,M 是AD 边的中点,N 是AB 边上一动点,将△AMN 沿MN 所在的直线翻折得到△A′MN ,连接A′C. 则A′C 长度的最小值是 .【答案】71(5)如图,菱形ABCD中,∠A=60°,AB=3,⊙A、⊙B的半径分别为2和1,P、E、F分别是边CD、⊙A和⊙B上的动点,则PE+PF的最小值是.【答案】3【例8】数形结合求最值1、如图,等边△ABC中,AB=6,点D在BC上,BD=4,点E为边AC上一动点(不与点C重合),△CDE关于DE的轴对称图形为△FDE.(1)当点F在AC上时,求证:DF∥AB;(2)设△ACD的面积为S1,△ABF的面积为S2,记S=S1﹣S2,S是否存在最大值?若存在,求出S的最大值;若不存在,请说明理由;解:(1)∵△ABC是等边三角形∴∠A=∠B=∠C=60°由折叠可知:DF=DC,且点F在AC上∴∠DFC=∠C=60°∴∠DFC=∠A∴DF∥AB;(2)存在,过点D作DM⊥AB交AB于点M,∵AB=BC=6,BD=4,∴CD=2∴DF=2,∴点F在以D为圆心,DF为半径的圆上,∴当点F在DM上时,S△ABF最小,∵BD=4,DM⊥AB,∠ABC=60°∴MD=2∴S△ABF的最小值=×6×(2﹣2)=6﹣6∴S最大值=﹣(6﹣6)=3+62、综合与探究如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,OA=2,OC=6,连接AC和BC.(1)求抛物线的解析式;(2)点D在抛物线的对称轴上,当△ACD的周长最小时,点D的坐标为.(3)点E是第四象限内抛物线上的动点,连接CE和BE.求△BCE面积的最大值及此时点E的坐标;解:(1)∵OA=2,OC=6∴A(﹣2,0),C(0,﹣6)∵抛物线y=x2+bx+c过点A、C∴解得:∴抛物线解析式为y=x2﹣x﹣6(2)∵当y=0时,x2﹣x﹣6=0,解得:x1=﹣2,x2=3∴B(3,0),抛物线对称轴为直线x=∵点D在直线x=上,点A、B关于直线x=对称∴x D=,AD=BD∴当点B、D、C在同一直线上时,C△ACD=AC+AD+CD=AC+BD+CD=AC+BC最小设直线BC 解析式为y =kx ﹣6 ∴3k ﹣6=0,解得:k =2 ∴直线BC :y =2x ﹣6 ∴y D =2×﹣6=﹣5∴D (,﹣5)故答案为:(,﹣5)(3)过点E 作EG ⊥x 轴于点G ,交直线BC 与点F 设E (t ,t 2﹣t ﹣6)(0<t <3),则F (t ,2t ﹣6) ∴EF =2t ﹣6﹣(t 2﹣t ﹣6)=﹣t 2+3t∴S △BCE =S △BEF +S △CEF =EF •BG +EF •OG =EF (BG +OG )=EF •OB =×3(﹣t 2+3t )=﹣(t ﹣)2+∴当t =时,△BCE 面积最大∴y E =()2﹣﹣6=﹣∴点E 坐标为(,﹣)时,△BCE 面积最大,最大值为.[举一反三] 1、若32211-=+=-z y x ,则222z y x ++可取得的最小值为( ) A .3 B .1459 C .29D .6【答案】B2、正实数x 、y 满足1=xy ,那么44411yx+的最小值为( )A .21 B .85C .1D .45E .2 【答案】C3、如图,已知;边长为4的正方形截去一角成为五边形ABCDE ,其中AF=2,BF=l ,在AB 上的一点P ,使矩形PNDM 有最大面积,则矩形PNDM 的面积最大值是( )A .8B .12C .225D .14 【答案】B4、如图,AB 是半圆的直径,线段CA 上AB 于点A ,线段DB 上AB 于点B ,AB=2;AC=1,BD=3,P 是半圆上的一个动点,则封闭图形ACPDB 的最大面积是( )A .22+B .21+C .23+D .23+ 【答案】A5、当-2≤x≤l 时,二次函数()22y x m m 1=--++有最大值4,则实数m 的值为( ) A. 74- B. 3或3- C. 2或3- D. 2或3或74-【答案】C6、如图,点P (-1,1)在双曲线上,过点P 的直线l 1与坐标轴分别交于A 、B 两点,且tan ∠BAO=1.点M 是该双曲线在第四象限上的一点,过点M 的直线l 2与双曲线只有一个公共点,并与坐标轴分别交于点C 、点D .则四边形ABCD 的面积最小值为( ) A 10 B 8 C 6 D 不能确定【答案】B7、设1x 、2x 是关于x 的一元二次方程22=++a ax x 的两个实数根,则)2)(2(1221x x x x --的最大值为 . 【答案】863- 8、若抛物线1)1(2----=k x k x y 与x 轴的交点为A 、B ,顶点为C ,则△ABC 的面积最小值为【答案】19、甲、乙两种商品,经营销售这两种商品所能获得的利润依次是p (万元)和q (万元),它们与投入资金x (万元)的关系有经验公式x p 51=,x q 53=. 今有3万元资金投入经营甲、乙两种商品,为获得最大利润,对甲、乙两种商品的资金投入分别应为多少?能获得多大的利润?【答案】甲:0.75万元,乙:2.25万元,最大利润1.05万元.10、已知:△ABC 是等腰直角三角形,∠BAC =90°,将△ABC 绕点C 顺时针方向旋转得到△A ′B ′C ,记旋转角为α,当90°<α<180°时,作A ′D ⊥AC ,垂足为D ,A ′D 与B ′C 交于点E .(1)如图1,当∠CA′D=15°时,作∠A′EC的平分线EF交BC于点F.①写出旋转角α的度数;②求证:EA′+EC=EF;(2)如图2,在(1)的条件下,设P是直线A′D上的一个动点,连接P A,PF,若AB =,求线段P A+PF的最小值.(结果保留根号)【答案】(1)①解:旋转角为105°.理由:如图1中,∵A′D⊥AC,∴∠A′DC=90°,∵∠CA′D=15°,∴∠A′CD=75°,∴∠ACA′=105°,∴旋转角为105°.②证明:连接A′F,设EF交CA′于点O.在EF时截取EM=EC,连接CM.∵∠CED=∠A′CE+∠CA′E=45°+15°=60°,∴∠CEA′=120°,∵FE平分∠CEA′,∴∠CEF=∠FEA′=60°,∵∠FCO=180°﹣45°﹣75°=60°,∴∠FCO=∠A′EO,∵∠FOC=∠A′OE,∴△FOC∽△A′OE,∴=,∴=,∵∠COE=∠FOA′,∴△COE∽△FOA′,∴∠F A′O=∠OEC=60°,∴△A′OF是等边三角形,∴CF=CA′=A′F,∵EM=EC,∠CEM=60°,∴△CEM是等边三角形,∠ECM=60°,CM=CE,∵∠FCA′=∠MCE=60°,∴∠FCM=∠A′CE,∴△FCM≌△A′CE(SAS),∴FM=A′E,∴CE+A′E=EM+FM=EF.(2)解:如图2中,连接A′F,PB′,AB′,作B′M⊥AC交AC的延长线于M.由②可知,∠EA′F=′EA′B′=75°,A′E=A′E,A′F=A′B′,∴△A′EF≌△A′EB′,∴EF=EB′,∴B′,F关于A′E对称,∴PF=PB′,∴P A+PF=P A+PB′≥AB′,在Rt△CB′M中,CB′=BC=AB=2,∠MCB′=30°,∴B′M=CB′=1,CM=,∴AB′===.∴P A+PF的最小值为.11、如图,抛物线()21y x 312=--与x 轴交于A ,B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C ,顶点为D. (1)求点A ,B ,D 的坐标;(2)连接CD ,过原点O 作OE ⊥CD ,垂足为H ,OE 与抛物线的对称轴交于点E ,连接AE ,AD.求证:∠AEO=∠ADC ;(3)以(2)中的点E 为圆心,1为半径画圆,在对称轴右侧的抛物线上有一动点P ,过点P 作⊙O 的切线,切点为Q ,当PQ 的长最小时,求点P 的坐标,并直接写出点Q 的坐标.【答案】(1)()32,0-,()32,0 ,()3,1- ;(2)证明略;(3)(5,1);(3,1)或1913,55⎛⎫ ⎪⎝⎭.。
北师大版九年级上册第二章知识点
九年级第二章一元二次方程一、认识一元二次方程知识点1 :一元二次方程的意义1.一元二次方程:只含有一个未知数x的整式方程,并且都可以化成ax²+bx+c=0(a、b、c为常数,a不等于0)的形式,这样的方程叫一元一次方程。
2.一元二次方程必须同时满足三个条件:(1)是整式方程;(2)只含有一个未知数;(3)未知数的最高次数是2。
知识点2 :一元二次方程的一般形式1.一元二次方程的一般形式:ax²+bx+c=0(a、b、c为常数,a不等于0)其中,ax²、bx、c分别称为二次项,一次项,常数项,a、b分别乘为二次项系数,一次项系数。
2.一元二次方程的特殊形式:特殊形式二次项系数一次项系数常数项ax²+bx=0(a≠0,b≠0)a b0ax²+c=0(a≠0,b≠0)a0c ax²=o(a≠0)a003 确定一元二次方程各项系数的一般步骤:原方程化简成一般形式ax²+bx+c=0确定a、b、c(勿漏符号)知识点3:根据实际问题列一元二次方程从实际问题中抽象出一元二次方程的一般步骤:(1)审清题意,设出合适的未知数;(2) 找出已知量与未知量之间的等量关系; (3) 列出一元二次方程,并化为一般形式。
知识点4:一元二次方程的解1 一元二次方程的解:使一元二次方程左右两边的值相等的未知数的值,叫做一元二次方程的解。
2 判断一元二次方程的解得办法知识点5:用估算法求一元二次方程的近似解1 当x 取某一个值时,代数式ax ²+bx +c (a 、b 、c 为常数,a ≠0)的值无限接近于0,此时即可近似地将x 看成该方程的解。
2 用估算法求二元一次方程的近似解的步骤:(1) 先列表,再列出几组x 的值,并分别计算ax ²+bx +c=0(a 、b 、c 为常数,a 不等于0)中ax ²+bx +c=0的值;(2) 在列表中找出可能使ax ²+bx +c 的值等于0的未知数的取值范围;(3) 在(2)中确定的取值范围内进一步列表,计算,估计取值范围,直到近似解符合题中的经确定的要求为止。
初中数学中求极值的几种常见的方法
初中数学中求最值的几种常见方法仪陇县实验学校李洪泉在生活实践中,人们经常面对求最值的问题:如在一定方案中,往往会讨论什么情况下花费最低、消耗最少、产值最高、获利最大等;在解数学题时也常常求某个变量的最大值或最小值。
同时,探求最值也是中考或一些高中学校自主招生考试中的一个热点内容,是初高中知识衔接的重要内容。
这类问题涉及变量多,综合性强,技巧性强,要求学生要有较强的数学转化思想和创新意识。
下面从不同的角度讨论如何求一些问题的最值。
一、根据绝对值的几何意义求最值实数的绝对值具有非负性,0a,即a 的最小值为0,但根据绝对值的代数意义求一些复杂问题的最值就要采用分类讨论法,比较麻烦。
若根据绝对值的几何意义求最值就能够把一些复杂的问题简单化。
例1:已知13Mxx,则M 的最小值是。
【思路点拨】用分类讨论法求出13xx的最小值是4,此时31x。
如果我们从绝对值的几何意义来看此题,就是在数轴上求一点,使它到点1和点3的距离之和为最短。
显然,若3x ,距离之和为[1(3)]2(3)4x ;若31x,距离之和为1(3)4;若1x,距离之和为[1(3)]2(1)4x 。
所以,当31x 时,距离之和最短,最小值为4。
故M 的最小值为4。
二、利用配方法求最值完全平方式具有非负性,即2()0ab 。
一个代数式若能配方成2()m a b k 的形式,则这个代数式的最小值就为k 。
例2:设,a b 为实数,求222aab ba b 的最小值。
【思路点拨】一是将原式直接配方成与,a b 的完全平方式有关的式子可以求出最小值。
二是引入参数设222a ab b a bt ,将等式整理成关于a 的二次方程,运用配方法利用判别式求最值。
解:(方法一) 配方得:当10,10,2b ab 即0,1a b时,上式中不等号的等式成立,故所求的最小值222222222(1)21331()242413()(1)1124aabba ba b a b bb a bbb ab为1。
中考数学解题方法及提分突破训练:配方法专题(含解析)
解题方法及提分突破训练:配方法专题把代数式通过凑配等手段,得到完全平方式,再运用完全平方式是非负数这一性质达到增加问题的条件的目的,这种解题方法叫配方法. 配方法的作用在于改变代数式的原有结构,是求解变形的一种手段;配方法的实质在于改变式子的非负性,是挖掘隐含条件的有力工具,配方法在代数式的化简求值、解方程、解最值问题、讨论不等关系等方面有广泛的应用. 运用配方法解题的关键是恰当的“凑配”,应具有整体把握题设条件的能力,即善于将某项拆开又重新分配组合,得到完全平方式.一 真题链接1. (2011湖北荆州,3,3分)将代数式x 2+4x-1化成(x+p )2+q 的形式( )A 、(x-2)2+3B 、(x+2)2-4C 、(x+2)2-5D 、(x+2)2+42.(2011辽宁本溪,4,3分)一元二次方程2104x x -+=的根( ) A .1211,22x x ==- B .122,2x x ==-C .1212x x ==-D .1212x x ==3. (2011甘肃兰州,10,4分)用配方法解方程2250x x --=时,原方程应变形为( ) A .2(1)6x +=B .2(2)9x +=C .2(1)6x -=D .2(2)9x -=4. (2011江苏南京,19,6分)解方程x 2﹣4x +1=0. 二名词释义把一个式子或一个式子的某一部分化成完全平方式或几个完全平方式的和、差形式,这种方法叫“配方法”.“直接开平方法”告诉我们根据完全平方公式2222()a ab b a b ±+=±可以将一元二次方程化为形如2()(0)ax b c c +=≥的形式后求解,这就自然而然地导出了另一种解一元二次方程的解法——“配方法”.它的理论依据是完全平方公式2222()a ab b a b ±+=±.例 解方程2210x x +-=. 解:方程两边都除以2,得21022x x +-=,移项,得2122x x +=, 配方,得2111216216x x ++=+,即219416x ⎛⎫+= ⎪⎝⎭.开方,得12112x x ==-,.通过本例可以归纳出用“配方法”解一元二次方程的一般步骤:1.方程两边同除以二次项系数,化二次项系数为1;2.移项,使方程左边为二次项和一次项,右边为常数项;3.配方,方程两边都加上一次项系数一半的平方,把原方程化为2()ax b c +=的形式; 4.若0c ≥,用“直接开平方法”解出;若0c <,则原方程无实数根即原方程无解. “配方法”是一种重要的数学方法,它不仅可应用于解一元二次方程,而且在数学的其它领域中也有着广泛的应用.三 典题示例1.配方法在确定二次根式中字母的取值范围的应用 在求二次根式中的字母的取值范围时,经常可以借助配方法,通过平方项是非负数的性质而求解。
专题训练(一) 配方法的四种应用
专题训练(一) 配方法的四种应用► 应用一 利用配方法解一元二次方程1.用配方法解下列方程时,配方有错误的是( )A .x 2-2x -99=0化为(x -1)2=100B .x 2+8x +9=0化为(x +4)2=25C .2t 2-7t -4=0化为⎝⎛⎭⎫t -742=8116 D .3x 2-4x -2=0化为⎝⎛⎭⎫x -232=109 2.用配方法解一元二次方程x 2-22x +1=0,所得结果是x 1=________,x 2=________.(x 1<x 2)► 应用二 利用配方法求最值3.代数式x 2-4x +5的最小值是( ) A .-1 B .1 C .2 D .54.下列关于多项式-2x 2+8x +5的说法正确的是( )A .有最大值13B .有最小值-3C .有最大值37D .有最小值15.已知M =29a -1,N =a 2-79a(a 为任意实数),则M ,N 的大小关系为( ) A .M <N B .M =NC .M >ND .不能确定6.证明:(1)无论x 取何实数,代数式-x 2+2x -3的值一定是负数;(2)无论x 取何实数,代数式x 2+2x +5的值一定是正数.► 应用三 利用配方法和非负数的性质求值7.已知x 2+y 2+4x -6y +13=0,则代数式x +y 的值为( )A .1B .-1C .25D .368.若a 2-6ab +10b 2+b +14=0,则a =________,b =________. 9.已知a ,b ,c 是△ABC 的三边长,且满足a 2+b 2+c 2-ab -bc -ac =0,请你根据此条件判断这个三角形的形状,并说明理由.► 应用四 利用配方法求代数式的值10.已知x +y =3,xy =-7,求下列各式的值:(1)x 2+y 2;(2)x 2-xy +y 2;(3)(x -y)2.11.已知x 2-3x +1=0,求下列各式的值:(1)x 2+1x 2; (2)(x -1x)2.详解详析1.B [解析] B 项,x 2+8x +9=0化为(x +4)2=7,故本选项错误,其他选项均正确.2.[答案] 2-12+13.B4.A5.A [解析] ∵M =29a -1,N =a 2-79a (a 为任意实数),∴N -M =a 2-a +1=(a -12)2+34>0,∴N >M ,即M <N .故选A.6.证明:(1)-x 2+2x -3=-(x 2-2x )-3=-(x 2-2x +1)+1-3=-(x -1)2-2. ∵-(x -1)2≤0,∴-(x -1)2-2<0.因此,无论x 取何实数,代数式-x 2+2x -3的值一定是负数.(2)x 2+2x +5=(x 2+2x +1)+4=(x +1)2+4.∵(x +1)2≥0,∴(x +1)2+4>0.因此,无论x 取何实数,代数式x 2+2x +5的值一定是正数.7.A [解析] ∵x 2+y 2+4x -6y +13=0,∴x 2+4x +4+y 2-6y +9=0,∴(x +2)2+(y -3)2=0,∴x +2=0,y -3=0,∴x =-2,y =3,∴x +y =1.故选A .8.[答案] -32 -12[解析] 将已知等式变形,得(a -3b)2+(b +12)2=0.由非负数的性质,得a -3b =0,b +12=0.所以a =-32,b =-12. 9.解:△ABC 为等边三角形.理由如下:∵a 2+b 2+c 2-ab -bc -ac =0,∴2a 2+2b 2+2c 2-2ab -2bc -2ac =0.∴a 2+b 2-2ab +b 2+c 2-2bc +a 2+c 2-2ac =0,即(a -b)2+(b -c)2+(c -a)2=0. ∴a -b =0,b -c =0,c -a =0.∴a =b =c.∴△ABC 为等边三角形.10.解:(1)x 2+y 2=x 2+2xy +y 2-2xy =(x +y)2-2xy =32-2×(-7)=23.(2)x 2-xy +y 2=x 2+2xy +y 2-3xy =(x +y)2-3xy =32-3×(-7)=30.(3)(x -y)2=x 2-2xy +y 2=x 2+2xy +y 2-4xy =(x +y)2-4xy =32-4×(-7)=37.11.解:(1)方程x 2-3x +1=0的两边同除以x 并移项,得x +1x=3, ∴x 2+1x 2=(x +1x )2-2x·1x=9-2=7. (2)(x -1x )2=(x +1x )2-4x·1x=9-4=5.。
把代数式通凑配等手段,得到完全平方式,再运用完全平方
把代数式通过凑配等手段,得到完全平方式,再运用完全平方式是非负数这一性质达到增加问题的条件的目的,这种解题方法叫配方法.运用配方法解题的关键是恰当的“凑配”,应具有整体把握题设条件的能力,即善于将某项拆开又重新分配组合,得到完全平方式.1、配方法在确定二次根式中字母的取值范围的应用在求二次根式中的字母的取值范围时,经常可以借助配方法,通过平方项是非负数的性质而求解。
例1、求二次根式322+-a a 中字母a 的取值范围分析:根据二次根式的定义,必须被开方数大于等于零,再观察被开方数可以发现可以利用配方法求得。
解:2)1(2)12(32222+-=++-=+-a a a a a因为无论a 取何值,都有0)1(2≥-a 。
所以a 的取值范围是全体实数。
点评:经过配方,观察被开方数,然后利用被开方数必须大于等于零求得所需要的解。
2、配方法在证明代数式的值为正数、负数等方面的应用在证明代数式的值为正数或负数,配方法也是一种重要的方法。
例2、不管x 取什么实数,322-+-x x 的值一定是个负数,请说明理由。
分析:本题主要考查利用配方法说明代数式的值恒小于0,说明一个二次三项式恒小于0的方法是通过配方将二次三项式化成“2a -+负数”的形式。
解:2)1(31)12(3)2(322222---=-++--=---=-+-x x x x x x x ∵0)1(2≤--x∴02)1(2<---x因此,无论x 取什么实数,322-+-x x 的值是个负数。
点评:证明一个二次三项式恒小于0的方法是通过配方将二次三项式化成“2a -+负数”的形式来证明。
3、配方法在求最大值、最小值中的应用在代数式求最值中,利用配方法求最值是一种重要的方法。
可以使我们很跨求出所要求的最值。
例3、若x 为任意实数,求742++x x 的最小值。
分析:求742++x x 的最小值,可以先将它化成3)2(2++x ,根据0)2(2≥+x ,求得它的最小值为3。
初中最值问题的常用解法
初中最值问题的常用解法(重庆北碚西南师范大学附属中学 400700) 张珍俊 最值问题是一个古老而又崭新的课题,它渗透到代数、几何、三角、不等式等各个学科领域,随着数学内容的不断深化,解最值问题的方法也愈加丰富.这类题不仅涉及面广,而且蕴涵着丰富的数学思想和方法.本文介绍一些常见的方法.1 配方法将代数式配成平方和的形式,利用平方是非负数这一特点而求其最值,但应注意能否同时取得最值.例1 求实数x,y的值,使得(y-1)2+(x+y-3)2+(2x+y-6)2达到最小值.分析:对于多元函数,可选定其中一个作为主元来进行配方.解:原式=5x2+6x y+3y2-30x-20y+46=5x2+(6y-30)x+3y2-20y+46=5[x2+6y-305x+(3y-155)2]-(3y-155)2+3y2-20y+46=5(x+35y-3)2+65(y-56)2+16当x+35y-3=0y-56=0即x=52,y=56时原式有最小值1 6 .例2 设x∈R+,求函数y=x2-x+1 x的最小值.解:原式=(x-1)2+(x-1x)2+ 1当x=1x=1x即x=1时有最小值1. 2 消元法对于多元函数,可选择其中一个作为主元,设法消去另外的变量,从而转化为一元函数.消元法是解决多元函数的一个重要方法,但应注意自变量取值范围.例3 已知x、y、z为实数,且x+2y-z =6,x-y+2z=3,求S=x2+y2+z2的最小值.分析:在S中有三个变量,可通过消元法消去两个变量.解:由已知可得y=5一x,z=4-x,则S=x2+(5-x)2+(4-x)2=3(x-3)2+14.故当x=3时S有最小值14.例4 若a、c、d是整数,b是正整数,且满足a+b=c,b+c=d,c+d=a,求a+b+ c+d的最大值.分析:由于b是正整数,可考虑以b为主元,设法消去a、c、d.解:由已知得c-a=b,d-c=b,c+ d-a=0解得a=-3b,c=-2b,d=-b故a+b+c+d=-5b≤-5,故b=1时,a+b+c+d有最大值- 5.3 构造法有些最值题目的已知条件与未知条件之间的关系比较隐蔽,需要通过构造搭建桥梁,使问题解决的途径明朗化,具体说来,构造的方法有数数联想构造,有形形联想构造,还有数形联想构造等.例5 设x、y是实数,且x2+x y+y2= 3,求x2-x y+y2的最值.解:设x2-x y+y2=m,又x2+x y+y2=3解得x+y=±9-m2,x y=3-m2则x,y是方程t2±9-m2t+3-m2=0的两个实根.从而有Δ=(±9-m2)2-43-m2≥解得m≥1,又9-m2≥0,即m≤9,则1≤m≤9.故m的最小值为1,最大值为9.例6 设a、b、c、d、e是实数,且a+b+ c+d+e=8,a2+b2+c2+d2+e2=16,求e的最大值.解:由已知得a+b+c+d-8-e,得a2+b2+c2+d2=16-e2令f(x)=4x2-2(a+b+c+d)x+ (a2+b2+c2+d2)==(x-a)2+(x-b)2+(x-c)2+ (x-d)2≥0另一方面,二次项系数为4,有Δ≤0解得0≤e≤165,所以e的最大值为165.例7 求函数y=x2-4x+8+ x2+2x+2的最小值.解:原式=(x-2)2+22+ (x+1)2+ 1.它表示点A(x,0)到点B(2,2),C(-1,1)的距离之和,原题转化为在x轴上找一点A到点B、C距离之和最小,由几何知识可得,应先求出点B关于x轴的对称点B′,,则最小值为B′C,又B′(2,—2),所以B′C= (2+1)2+(-2-1)2=32,故所求最小值为3 2.4 数形结合法所谓数形结合就是根据问题的条件和结论之间的内在联系,既分析其代数含义,又揭示其几何意义,使数量关系和空间形式巧妙和谐地结合起来,并充分利用这种“结合”,寻找解题思路,使问题得到解决.图1例8 当a取遍0到5的所有实数值时,求满足3b=a(3a-8)的整数b的个数.分析:由3b=a(3a-8),有b=a2-83a.这是一个二次函数,其图象是一条抛物线,当a取遍0到5的所有实数时,求整数b的个数就是求b的最大值与最小值之间的整数的个数.解:先作出b=a2-83a的图象(注意0≤a≤5).由图象知,在0≤a≤5时,b的最小值为-(-83)24=-169,b的最大值为f(5)= 353.在-169与353之间共有13个整数.故整数b 的个数为13.例9 在满足x+2y≤3,x≥0,y≥0的条件下,求2x+y能达到的最大值.图2解:如图2,作出直线x+2y=3,满足不等式x≥0,y≥0,x+2y≤3约束的点集是图中直线与x,y轴所围成的区域△ABO(包括边界).要求s=2x+y的最大值,把s=2x+y变形为y=-2x+s,其相应的图象是斜率为-2的平行直线束.欲求s 的最大值,转化为求平行线通过△ABO时截距的最大值,显然,当直线y=-2x+s通过A(3,0)时,截距s最大,此时s= 6.5 局部调整法(变量取整数)有些最值问题它的自变量取整数,变量呈现一定的离散状况,且不少题目中变量也不止一个,解决这类问题,普通方法不一定适合,这时可考虑局部调整法,让我们从熟悉的例题谈起.例10 已知若干个正整数之和为1976,求其乘积的最大值.解:设n个正整数x1,x2,…,x n之和为1976,即x1+x2++…+x n=1976这里的n是一个变量,这是因为题目中要求的和为1976的正整数的个数是不确定的,我们的目标是追求乘积的最大值,而不拘泥于正整数的个数n.首先,关注一个大于4的正整数,如果x1,x2,…,x n中有一个大于4,比如x j >4,把x j拆成一个2与一个x j-2的和,x j= 2+(x j+2)两个加数的乘积2(x j-2)=2x j-4=x j+*x j-4)> x j所以,第一步调整是把x1,x2,…,x n中所有大于4的数x j,通过分拆成2与x j-2,全部换成不大于4的正整数.当然,不能让拆出的数中出现1,因为这时乘积不会变大,还要注意到,如果拆出的数恰巧出现4,由于4=2+2=2×2,所以把4换成2+2时,不会使乘积变小.因此,第二步调整是把x i中所有的4全部换成2×2.经过两步调整,乘积将会变大,而且是把1976拆成若干个2与3的和.下面的注意力就放在2和3的调整上由于2+2+2=3×2,但2×2×2< 3×3这说明,在对1976的分拆中多出现3比多出现2好于是,第三步调整是把1976的分拆中,每3个2换成两个3,即让分拆中多出现 3.因为1976=658×3+2,所以经过这三步调整把1976分成658个3与1个2之和.这时乘积最大,最大值为2×3658.这道题的解题过程是一组正整数的和等于1976第一次调整大于4的数拆成2,3,4若干个2,3,4的和等于1976第二次调整4拆成2+2若干个2,3的和等于1976第三次调整3个2拆成2个3658个3与1个2的和等于1976乘积最大值2×3658.例11 已知x1,x2,…,x67是正整数,并且它们的和等于110,求x21+x22+…+x267的最大值和最小值.解:(1)设x1≤x2≤…≤x66≤x67首先,把x2,x3,…,x66冻结,只研究x1和x67,由于(x1-1)2+(x67+1)2=x21+x267+2+ 2(x67-x1)>x21+x267.这表明,如果把最小数x1减少1,而把最大数x67增加1,(这时67个正整数的和不变),它们的平方和就增大,为此我们进行这样的调整.每次把x1减少1,把减少的1加到x67上,直到x1=1为止,从而对x1调整结束.这样调整的结果是,67个正整数的和为110不变,而平方和在调整后比调整前大.再把x2解冻,对x2调整,仍然是每次把x2减少1,把x67加上1,直到x2=1为止,结束对x2的调整.如此对x3,x4,…,x66一步一步地调整下去,直到把(x1,x2,…,x66,x67)调整到(1,1,…,1,44)这时,由于1+1+…+1+44=66×1+44=110并且每调整一次,平方和就增大一次,所以,所求x 21+x 22+…+x 267的最大值为12+…+1266个+442=2002(2)求最小值若|x j -x i |≥2时,不妨设x j >x i ,则由(x j -1)2+(x i +1)2-x 2j -x 2i =2(x i -x j )+2≤-2<0知,当|x j -x i |≥2时,将大数减1,小数加1,它们的平方和减少了,因此,要使x 21+x22+…+x 267最小,这67个数中任意两个数的差的绝对值不超过1,又由于这67个数的和为110,所以只有取43个2和24个1,使x 21+x 22+…+x 267最小,最小值为43×22+24×12=196.6 排序法对于某些轮换对称式可考虑此法.例12 设x 1,x 2,x 3,x 4,x 5均为自然数,且x 1+x 2+x 3+x 4+x 5=x 1x 2x 3x 4x 5,试求x 5的最大值.解:不妨设x 1≤x 2≤x 3≤x 4≤x 5.因为x 1+x 2+x 4+x 4+x 5=x 1x 2x 3 x 4x 5所以1=1x 2x 3x 4x 5+1x 1x 3x 4x 5+1x 1x 2x 4x 5+1x 1x 2x 3x 5+1x 1x 2x 3x 4≤1x 4x 5+1x 4x 5+1x 4x 5+1x 5+1x 4=3+x 4+x 5x 4x 5于是,x 4x 5≤3+x 4+x 5从而,(x 4-1)(x 5-1)≤4若x 4=1,则x 1=x 2=x 3=x 4=1,由已知得4+x 5=x 5,矛盾.所以x 4≥2,则x 5-1≤(x 4-1)(x 5-1)≤4,x 5≤5当x 5=5时,存在x 1=x 2=x 3=1,x 4=2使等式成立.因而,x 5的最大值为 5.例13 设a ,b ,c ,a +b -c ,a +c -b ,b +c -a ,a +b +c 是7个两两不同的质数,且a ,b ,c 中有两数之和是800,设d 是这7个质数中最大数与最小数的差,求d 的最大可能值.(2001年中国数学奥林匹克竞赛题)解:不妨设a <b <c ,于是,这7个数中a 十b -c 最小,而a +b +c 最大,从而有d =(a +b +c )-(a +b -c )=2c ,问题转化为求c 的最大可能值.因为a +b -c >0,所以c <a +b <a +c <b +c 又因为a +b ,a +c ,b +c 中有一个数为800,所以c <800由于799=17×47和798都不是质数,而797为质数,故有c ≤797,d ≤1594另一方面,当a +b =800时,注意到a =5,b =795,a =7,b =793=13×61,a =11,b =789=3×263都不全是质数,从而不能满足题中要求.而a =13,b =787都是质数,这时a +b -c =3,a +c -b =23也都是质数,容易验:b +c -a =1571和a +b +c =1597也都是质数,综上可知,d 的最大可能值为1594.7 几何意义例14 设x 是实数,且f (x )=|x +1|+|x +2|+…+|x +5|,求f (x )的最小值.解:由绝对值几何意义,在数轴上画出-1、-2、-3、-4、-5对应的点分列为A 、B 、C 、D 、E ,设x 对应的点为P (如图3),则f (x )=|P A |+|PB |+|PC |+|P D |+|P E |.由几何意义,当P 在线段AE 上时|P A |+|P E |最小.图3同理,当P 在线段B D 上时|P B |+|P D |最小.向量方法在平面几何中的应用(重庆市第八中学 400030) 桂本祥 平面向量具有较强的工具性作用,向量方法不仅可以用来解决不等式、三角、复数、物理、测量等某些问题,还可以简洁明快地解决平面几何许多常见证明(平行、垂直、共线、相切、角相等)与求值(距离、角、比值等)问题.用向量法解决平面几何问题的一般途径是:问题条件翻译向量关系式向量运算其它向量关系式翻译问题结论向量法应用于平面几何中时,它是数学中的数与形完美结合,能使平面几何许多问题代数化,程序化,从而得到更有效的解决.1 利用两个非零向量a、b共线的充要条件a =λb(其中λ是实数),解决与“平行或共线”有关的问题. 例1 如图1,一直线割△O AB的三边O A、AB、BO所在直线分别交于点R、S、T,求证:ORR AASSBB TTO=- 1.分析:点A、S、T分OR,AB,TR,BO的比为λ,m,n,u设OR=a,OB=b为基底向量,此定理是著名的梅涅劳斯定理,其逆定理也成立.证明:设OR=a,OB=b,O A=λa,O T= u b,A S=m AB,TS=n TR由O A+A S=OS=OB+B S=O T+ T S,所以λa+m(b-λa)=u b+n(a-u b)即λ(1-m)a+m b=u(1-n)b+n a,因为a,b不共线,所以λ(1-m)=nu(1-n)=m解得m=u(1-λ)1-λu 故ORR AASSBB TTO=-11-λm1-m1-uu=- 1. 当P与C点重合时,|PC|最小.故当P与C重合时,f(x)最小,易得最小值为6.推广到一般:设a1<a2<a3<…<a n,求f(x)=|x-a1|+|x-a2|+…+|x-a n|的最小值.答案:当n为偶数且a n2≤x≤a n2+1时f(x)有最小值a n+12+1+…+a n-(a1+a2+…+a n-12).8 归纳法指由特殊情形结论的形式,归纳出一般情况的结论形式,这种方法有助于培养对新问题的探索能力的提高.例15 已知正数a1,a2,…,a n;b1,b2,…,b n 满足a21+a22+…+a2n=b21+b22+…+b2n= 1,求F=min{a1b1,a2b2,a nb n}的最大值.解:易知,当所有的字母都相等时,F的值为1.下面证明:对于任意正数a1,a2,…,a n;b1, b2,…,b n均有F≤1若不然,则F>1,故a1b1>1a2b2>1,…,a nb n>1即有a21>b21,a22>b22,a2n>b2n于是a21+a22+…+a2n>b21+b22+…+ b2n,与题设矛盾,故F的最大值为 1.。
巧求最值问题八种方法
巧求最值问题八种方法如何求“最值"问题求最大值与最小值是中学数学常见的一种题型,在数学竞赛中作为一个靓点大量存在,解这类题有一定的难度和技巧,所以不少同学为之感叹,这里向大家介绍一些求最值问题的方法与技巧。
一、利用配方求最值例1 :若X,y是实数,则x2 xy y2 3x 3y 1999的最小值是____________ 。
分析:由于是二次多项式,难以直接用完全平方公式,所以用配方法来解更为简捷。
原^式=1(x22xy y2) 1(x26x 9) 1 (y26y 9) 1990=2(x y)21(x 3)21(y 3)21990显然有(x-y) 2> 0, (x-3) 2> 0, (y-3) 2> 0,所以当x-y=0,x-3=0,y-3=0 时,得x=y=3 时, 代数式的值最小,最小是1990;例2,设x为实数,求y=x2x丄3的最小值。
x分析:由于此函数只有一个未知数,容易想到配方法,但要注意只有一个完全平方式完不成,因此要考虑用两个平方完全平方式,并使两个完个平方式中的 x 取值相同。
由于y=x 22x i x - 2 i=(x i )2(依斗)2i ,要求 y 的最小x J x '值,必须有X-仁0,且眉士 0,解得x=1,Vx于是当x=1时,y=x 2x - 3的最小值是-1。
x二、利用重要不等式求最值例3 :若xy=1,那么代数式 丄 二的最小值 x 4y分析:已知两数积为定值,求两数平方和的最 小值,可考虑用不等式的性质来解此题,所以:4角的最小值是1x 4y三、构造方程求最值例 4:已知实数 a 、b 、c 满足:a+b+c=2, abc=4. 求a 、b 、c 中的最大者的最小值.分析:此例字母较多,由已知可联想到用根与 系数的关系,构造方程来解。
解:设c 为最大者,由已知可知,c>0,得:a+b=2-c, ab=4,则 a 、b 可以看作 x 2(2 c )x 40 的两c c1 (xy )2=11 ~4 x1 4y 4(27)2根,因为 a 、b 是实数,所以(2 c )24^ 0,即 c 7c 3 4c 2 4c 16 0, (c 2)( c 2)(c 4) 0,得 c 2 或 c 4,因为 C 是 最大者,所以c的最小值是4.四、构造图形求最值例5:使x 24 (8—x )2—16取最小值的实数X 的值 为______ 」分析:用一般方法很难求出代数式的最值 ,由于 X 24(8一XL16=心―0厂(0一2)28厂(0一4)2,于是可构造图形,转化 为:在x 轴上求一点c (x,0),使它到 『 两点A (0,2)和B (8, 4)的距离 * 和CA+CB 最小,利用对称可求出 C 点坐标,这样,通过构造图形使问 题迎刃而解。
一元二次方程解法专项训练以及题型分类
一元二次方程题型分类讲解一元二次方程解法《基础训练篇》(1)直接开平方1.方程 (3x -1)2=-5的解是 。
2.用直接开平方解下列方程:(1)4x 2-1=0 ; (2)(x+4)2= 9; (3)81(x-2)2=16 ; (4)4(2x+1)2-36=0 ; (5)22)32()2(+=-x x(4)因式分解法1、填写解方程2-2-3=0x x 的过程解: x -3 x 1-3x+x=-2x所以2-2-3=x x (x- )(x+ )即(x- )(x+ )=0 即x- =0或x+ =0 ∴x 1=__________,x 2=__________2、用十字相乘法解方程6x 2-x -1=0解: 2x 12x- x=-x所以6x 2-x -1=(2x )( ) 即(2x )( )=0 即2x =0或 =0 ∴x 1=__________,x 2=__________例题1、26=x x 2、4(3+)7(3+)x x x 3、244-y+=039y4、22-1=9x x (2) 5、20322--x x =0;练习:解方程1、22-3=0x x 2、(3)3(3)x x x 3、24-12x-9=0x 4、22-3=25+4x x ()()5、22-3=-9x x () 6.3x 2+7x -6=0 ; 7.2216-3(4)x x 8.22(-3)+436x x9.(-3)2(2)x x (x+2) 10.2(4-3)+44-3+4=0x x ()11. 2x 2+5x +2=0; 12.27196=0x x(2)配方法1、填空:(1)x 2+6x+ =(x+ )2;(2)x 2-2x+ =(x- )2;(3)x 2-5x+ =(x- )2;(4)x 2+x+ =(x+ )2;(5)x 2+px+ =(x+ )2; 2、用配方法解下列方程:(1)x 2-6x-16=0; (2)x 2+3x-2=0; (3)x 2+23x-4=0; (4)x 2-32x-32=0.(3)公式法1.用公式法解下列方程:(1) 3 y 2-y-2 = 0 (2) 2 x 2+1 =3x (3)4x 2-3x-1=x-2 (4)3x(x-3)=2(x-1)(x+1)一元二次方程考点以及典型例题《提高篇》(考点一:一元二次方程的定义)题型(一)判断一元二次方程1、下列方程中,关于x 的一元二次方程是( ) A.()()12132+=+x x B.02112=-+x xC.02=++c bx ax D. 1222-=+x x x 2、关于x 的方程2320ax x -+=是一元二次方程,则( )A 、0a >;B 、0a ≠;C 、1a =; D 、a ≥0. 题型(二)考查一般形式3、方程20x x -=的一次项系数是 ,常数项是 . 4、方程2x x 232=-化成一般形式是 ,其中二次项系数式是 ,一次项系数是 ,常数项是 。
21-2-3 配方法的典型应用(课件)-2022-2023学年九年级数学上册同步精品课堂(人教版)
2
=-3(x- ) +
3
类型二:求二次多项式的最值
例2.不论x,y为什么数,代数式4x2+3y2+8x-12y+7的值(
A.总大于7
B.总不小于9
C.总不小于-9
C
)
D.为任意有理数
解:4x2+3y2+8x-12y+7
=4x2+8x+4+3y2-12y+3
=4(x2+2x+1)+3(y2−4y+1)
例3.试用配方的方法说明:代数式 x 2 6 x 10 的值恒为正数.
解:x 2 6 x 10 x 2 6 x 9 9 10= x 32 1
∵无论x取何值,总有 x 32 0 ,
∴ x 3 1>0 .
2
即代数式 x 2 6 x 10 的值恒为正数.
元一次方程求解.
3.方程配方的方法?
在方程两边都加上一次项系数一半的平方.注意是在二次项系数为1的前提
下进行的.
4.用配方法解一元二次方程的一般步骤?
(1)将一元二次方程化为一般形式;
(2)把常数项移到方程的右边;
(3)在方程两边同除以二次项系数,将二次项系数化为1;
(4)在方程两边都加上一次项系数一半的平方,然后将方程左边化
1.理解并掌握把一个二次三项式通过配方化成a(x+h)2+k的形式.
(重、难点)
2.灵活运用配方法求代数式的最值. (重点)
1.配方法的定义是什么?
像这样,通过配成完全平方形式来解一元二次方程的方法,叫做配方法.
2.配方法解方程的基本思路?
把方程通过配方化为(x+n)2=p的形式,将一元二次方程降次,转化为一
初中数学中求极值的几种常见的方法
初中数学中求最值的几种常见方法仪陇县实验学校李洪泉在生活实践中,人们经常面对求最值的问题:如在一定方案中,往往会讨论什么情况下花费最低、消耗最少、产值最高、获利最大等;在解数学题时也常常求某个变量的最大值或最小值。
同时,探求最值也是中考或一些高中学校自主招生考试中的一个热点内容,是初高中知识衔接的重要内容。
这类问题涉及变量多,综合性强,技巧性强,要求学生要有较强的数学转化思想和创新意识。
下面从不同的角度讨论如何求一些问题的最值。
一、根据绝对值的几何意义求最值实数的绝对值具有非负性,a0 ,即 a 的最小值为0,但根据绝对值的代数意义求一些复杂问题的最值就要采用分类讨论法,比较麻烦。
若根据绝对值的几何意义求最值就能够把一些复杂的问题简单化。
例 1:已知 M x 1x 3 ,则M的最小值是。
【思路点拨】用分类讨论法求出x 1x 3 的最小值是4, 此时 3 x 1 。
如果我们从绝对值的几何意义来看此题,就是在数轴上求一点,使它到点 1 和点 3 的距离之和为最短。
显然 ,若x 3 ,距离之和为[1 ( 3)]2( 3 x ) 4 ;若 3 x 1 ,距离之和为 1 ( 3) 4 ;若 x 1 ,距离之和为[1 ( 3)] 2( x 1) 4 。
所以,当 3 x 1 时,距离之和最短,最小值为4。
故M的最小值为 4。
二、利用配方法求最值完全平方式具有非负性,2 2即 ( a b ) 0 。
一个代数式若能配方成 m ( a b )k 的形式,则这个代数式的最小值就为k 。
例 2:设a , b为实数,求a2 ab b2 a 2 b 的最小值。
【思路点拨】一是将原式直接配方成与 a , b 的完全平方式有关的式子可以求出最小值。
二是引入参数设 a 2 ab b 2 a 2b t ,将等式整理成关于 a 的二次方程,运用配方法利用判别式求最值。
解: (方法一 ) 配方得:2ab2a 2 ba b2(b 1) a22 ba b( a b 1 )2 3 b2 3 b 12 4 2 4 ( ab 1 2 3 21 12) ( b 1)4b 10, b 1 0, 即 a 0, b 1 时,上式中不等号的等式成立,故所求的最小值当 a2为 1 。
配方法的四种常见应用(沪科版)(原卷版)
配方法的四种常见应用考卷信息:本套训练卷共40题,题型针对性较高,覆盖面广,选题有深度,可加强学生对配方法的四种常见应用的理解!【类型1 利用配方法确定未知数的取值】1.(2023春·安徽安庆·八年级安庆市第四中学校考期末)对于多项式x2+2x+4,由于x2+2x+4=(x+1)2+3≥3,所以x2+2x+4有最小值3.已知关于x的多项式−x2+6x−m的最大值为10,则m的值为()A.1B.−1C.−10D.−192.(2023春·湖北省直辖县级单位·八年级统考期末)若关于x的一元二次方程x2+6x+c=0配方后得到方程(x+3)2=2c,则c的值为()A.−3B.0C.1D.33.(2023春·浙江杭州·八年级期末)若−2x2+4x−7=−2(x+m)2+n,则m,n的值为()A.m=1,n=−5B.m=−1,n=−5C.m=1,n=9D.m=−1,n=−94.(2023春·辽宁大连·八年级统考期末)已知关于x的多项式−x2+mx+4的最大值为5,则m的值可能为()A.1B.2C.4D.55.(2023春·山东青岛·八年级统考期中)若关于x的一元二次方程kx2﹣6x+3=0通过配方可以化成(x+a)2=b(b>0)的形式,则k的值可能是()A.0B.2C.3D.926.(2023春·天津和平·八年级校考期中)若方程4x2−(m−2)x+1=0的左边可以写成一个完全平方式,则m的值为()A.−2B.−2或6C.−2或−6D.2或−67.(2023春·河北保定·八年级统考期末)将一元二次方程x2−8x+5=0配方成(x+a)2=b的形式,则a+b 的值为.8.(2023春·山东威海·八年级统考期中)对于二次三项式x2+6x+3,若x取值为m,则二次三项式的最小值为n,那么m+n的值为.9.(2023春·江苏苏州·八年级统考期末)关于x的二次三项式x2+4x+9进行配方得x2+4x+9=(x+m)2+n(1)则m= ,n= ;(2)求x为何值时,此二次三项式的值为7 ?10.(2023春·广西贺州·八年级统考期中)请阅读下列材料:我们可以通过以下方法求代数式的x2+2x−3最小值.x2+2x−3=x2+2x⋅1+12−12−3=(x+1)2−4∵(x+1)2≥0∴当x=-1时,x2+2x−3有最小值-4请根据上述方法,解答下列问题:(1)x2+2√3x+5=x2+2×√3x+(√3)2+2=(x+a)2+b,则a=__________,b=__________;(2)若代数式x2−2kx+7的最小值为3,求k的值.【类型2 利用配方法构造“非负数之和”解决问题】1.(2023春·八年级课时练习)已知a,b,c满足a2+6b=7,b2−2c=−1,c2−2a=−17,则a−b+c的值为()A.−1B.5C.6D.−72.(2023·全国·八年级专题练习)已知a-b=2,ab+2b-c2+2c=0,当b≥0,-2≤c<1时,整数a的值是.3.(2023春·江苏·八年级期末)若a,b满足2a2+b2+2ab−4a+4=0,则a+3b的值为.4.(2023春·八年级课时练习)根据你的观察,探究下面的问题:(1)已知x2﹣2xy+2y2+6y+9=0,求xy的值;(2)已知△ABC的三边长a、b、c都是正整数,且满足a2+b2﹣10a﹣12b+61=0,求△ABC的最大边c的值;(3)已知a﹣b=8,ab+c2﹣16c+80=0,求a+b+c的值.5.(2023春·浙江·八年级专题练习)已知a+b−2√a−1−4√b−2=3√c−3−1c−5,求a+b+c的2值.6.(2023春·广东佛山·八年级校考期中)(1)若m2−2mn+2n2−8n+16=0,求m、n的值.解:因为m2−2mn+2n2−8n+16=0,所以(m2−2mn+n2)+(n2−8n+16)=0由此,可求出m=______;n=______;根据上面的观察,探究下面问题:(2)x2+4xy+5y2+2−2√2y=0,求2x+y的值;7.(2023春·全国·八年级专题练习)已知a、b是等腰△ABC的两边长,且满足a2+b2-8a-4b+20=0,求a、b 的值.8.(2023春·湖南益阳·八年级统考期末)阅读材料:我们知道:若几个非负数相加得零,则这些数都必同时为零.例如:①(a﹣1)2+(b+5)2=0,我们可以得:(a﹣1)2=0,(b+5)2=0,∴a=1,b=-5.②若m2-4m+n2+6n+13=0,求m、n的值.解:∵m2-4m+n2+6n+13=0,∴(m2﹣4m+4)+(n2+6n+9)=0(我们将13拆成4和9,等式左边就出现了两个完全平方式)∴(m﹣2)2+(n+3)2=0,∴(m﹣2)2=0,(n+3)2=0,∴n=2,m=-3.根据你的观察,探究下面的问题:(1)a2﹣4a+4+b2=0,则a=.b=.(2)已知x2+2xy+2y2-6y+9=0,求x y的值.(3)已知a、b(a≠b)是等腰三角形的边长,且满足2a2+b2﹣8a﹣6b+17=0,求三角形的周长.9.(2023春·江苏·八年级专题练习)阅读与思考的运用“配方法”能对一些多项式进行因式分解.例如:x2+4x−5=x2+4x+22−22−5=(x+2)2−9=(x+2+3)(x+2−3)=(x+5)(x−1)(1)解决问题:运用配方法将下列多项式进行因式分解①x2+3x−4;②x2−8x−9(2)深入研究:说明多项式x2−6x+12的值总是一个正数?(3)拓展运用:已知a、b、c分别是△ABC的三边,且a2−2ab+2b2−2bc+c2=0,试判断△ABC的形状,并说明理由.10.(2023春·内蒙古赤峰·八年级统考期末)阅读材料:若x2−2xy+2y2−8y+16=0,求x,y的值.解:∵x2−2xy+2y2−8y+16=0∴(x2−2xy+y2)+(y2−8y+16)=0∴(x−y)2+(y−4)2=0∴(x−y)2=0,(y−4)2=0∴y=4,x=4根据上述材料,解答下列问题:(1)m2−2mn+2n2−2n+1=0,求2m+n的值;(2)a−b=6,ab+c2−4c+13=0,求a+b+c的值.11.(2023春·湖南岳阳·八年级统考期末)设b为正整数,a为实数,记M=a2−4ab+5b2+2a−2b+11,4在a,b变动的情况下,求M可能取得的最小整数值,并求出M取得最小整数值时a,b的值.12.(2013·四川达州·中考真题)选取二次三项式ax2+bx+c(a≠0)中的两项,配成完全平方式的过程叫配方.例如①选取二次项和一次项配方:x2−4x+2=(x−2)2−2;②选取二次项和常数项配方:x2−4x+2=(x−√2)2+(2√2−4)x,或x2−4x+2=(x+√2)2−(4+2√2)x③选取一次项和常数项配方:x2−4x+2=(√2x−√2)2−x2根据上述材料,解决下面问题:(1)写出x2−8x+4的两种不同形式的配方;(2)已知x2+y2+xy−3y+3=0,求x y的值.13.(2023春·广东揭阳·八年级统考期末)把代数式通过配凑等手段,得到局部完全平方式.再进行有关运算和解题,这种解题方法叫做配方法.如:①用配方法分解因式:a2+6a+8,解:原式=a2+6a+8+1−1=a2+6a+9−1=(a+2)(a+4)②M=a2−2ab+2b2−2b+2,利用配方法求M的最小值,解:a2−2ab+2b2−2b+2=a2−2ab+b2+b2−2b+1+1=(a−b)2+(b−1)2+1∵(a−b)2≥0,(b−1)2≥0∴当a=b=1时,M有最小值1.请根据上述材料解决下列问题:(1)在横线上添加一个常数,使之成为完全平方式:x2−2x+______.3(2)用配方法因式分解:x2−4xy+3y2.(3)若M=x2+8x−4,求M的最小值.(4)已知x2+2y2+z2−2xy−2y−4z+5=0,则x+y+z的值为______.【类型3 利用配方法求最值】1.(2023春·湖南长沙·八年级校联考期末)代数式x2−4x+5的最小值为()A.−1B.0C.1D.22.(2023春·山东威海·八年级统考期中)已知A=x2+6x+n2,B=2x2+4x+n2,下列结论正确的是()A.B−A的最大值是0B.B−A的最小值是−1C.当B=2A时,x为正数D.当B=2A时,x为负数3.(2023春·江苏南通·八年级统考期末)平面直角坐标系xOy中,P点坐标为(m,2n2−10),且实数m,n 满足2m−3n2+9=0,则点P到原点O的距离的最小值为()A.35√10B.125C.65√3D.45√54.(2023春·浙江·八年级期末)新定义,若关于x的一元二次方程:a1(x−m)2+n=0与a2(x−m)2+n=0,称为“同族二次方程”.如2(x−3)2+4=0与3(x−3)2+4=0是“同族二次方程”.现有关于x的一元二次方程:2(x−1)2+1=0与(a+2)x2+(b−4)x+8=0是“同族二次方程”.那么代数式ax2+bx+2018能取的最小值是()A.2011B.2013C.2018D.20235.(2023春·福建福州·八年级福建省罗源第一中学校考期中)已知实数m、n满足m−n2=8,则代数式m2−3n2+m−14的最小值是.6.(2023春·广东韶关·八年级校考期末)阅读下面的解答过程:求y2+4y+8的最小值解:y2+4y+8=y2+4y+4+4=(y+2)2+4=(y+2)2≥0,即(y+2)2的最小值为0,∴(y+2)2+4的最小值为4.即y2+4y+8的最小值是4.根据上面的解答过程,回答下列问题:(1)式子x2+2x+2有最______值(填“大”或“小”),此最值为______(填具体数值).(2)求12x2+x的最小值.(3)求−x2+2x+4的最大值.7.(2023春·四川达州·八年级统考期末)根据学过的数学知识我们知道:任何数的平方都是一个非负数,即:对于任何数a,a2≥0都成立,据此请回答下列问题.应用:代数式m2−1有值(填“最大”或“最小”)这个值是.探究:求代数式n2+4n+5的最小值,小明是这样做的:请你按照小明的方法,求代数式4x2+12x−1的最小值,并求此时x的值,拓展:求多项式x2−4xy+5y2−12y+15的最小值及此时x,y的值8.(2023春·广东惠州·八年级期末)阅读理解:求代数式x2+6x+10的最小值.解:因为x2+6x+10=(x2+6x+9)+1=(x+3)2+1,所以当x=−3时,代数式x2+6x+10有最小值,最小值是1.仿照应用求值:(1)求代数式x2+2x+10的最小值;(2)求代数式−m2+8m+3的最大值.9.(2023春·江苏扬州·八年级统考期末)【提出问题】某数学活动小组在学习完反比例函数后,类比学到的方法尝试研究函数y=x+1x时,提出了如下问题:(1)初步思考:自变量x的取值范围是_______________(2)探索发现:当x>0时,y>0;当x<0时,y<0.由此我们可猜想,该函数图像在第_________象限;(3)深入思考:当x>0时,y=x+1x =(√x)2+(1√x)2=(√x−1√x)2+2≥2,于是,当√x−1√x=0时,即x=1时,y的最小值是2.请仿照上述过程,求当x<0时,y的最大值;【实际应用】(4)如图,四边形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,△AOB、△COD的面积分别为4和9,求四边形ABCD面积的最小值.【类型4 利用配方法比较大小】1.(2023·全国·八年级假期作业)若代数式M=10a2+b2−7a+8,N=a2+b2+5a+1,请比较M、N的大小.2.(2023春·浙江杭州·八年级期末)已知M=x2﹣3,N=4(x﹣3).2(1)当x=﹣1时,求M﹣N的值;(2)当1<x<2时,试比较M,N的大小.3.(2023·江苏·八年级假期作业)【项目学习】“我们把多项式a2+2ab+b2及a2−2ab+b2叫做完全平方式”.如果一个多项式不是完全平方式,我们常做如下变形:先添加一个适当的项,使式中出现完全平方式,再减去这个项,使整个式的值不变,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.例如:求当a取何值,代数式a2+6a+8有最小值?最小值是多少?解:a2+6a+8=a2+6a+32−32+8=(a+3)2−1因为(a+3)2≥0,所以a2+6a+≥−1,因此,当a=−3时,代数式a2+6a+8有最小值,最小值是−1.【问题解决】利用配方法解决下列问题:(1)当x=___________时,代数式x2−2x−1有最小值,最小值为___________.(2)当x取何值时,代数式2x2+8x+12有最小值?最小值是多少?【拓展提高】(3)当x,y何值时,代数式5x2−4xy+y2+6x+25取得最小值,最小值为多少?(4)如图所示的第一个长方形边长分别是2a+5、3a+2,面积为S1;如图所示的第二个长方形边长分别是5a、a+5,面积为S2,试比较S1与S2的大小,并说明理由.4.(2023春·江苏宿迁·八年级校考期中)问题:对于形如x2+2xa+a2这样的二次三项式,可以用公式法将它分解成(x+a)2的形式.但对于二次三项式x2+2xa−3a2,就不能直接运用公式了.此时,我们可以在二次三项式x2+2xa−3a2中先加上一项a2,使它与x2+2xa的和成为一个完全平方式,再减去a2,整个式子的值不变,于是有:x2+2xa−3a2=(a2+2ax+a2)−a2−3a2=(x+a)2−4a2=(x+a)2−(2a)2=(x+3a)(x−a)像这样,先添一适当项,使式中出现完全平方式,再减去这个项,使整个式子的值不变的方法称为“配方法”,利用“配方法",解决下列问题:(1)分解因式:a2−6a+8.(2)比较代数式x2−1与2x−3的大小.5.(2023春·江苏淮安·八年级统考期中)“a2≥0”这个结论在数学中非常有用,有时我们需要将代数式配成完全平方式.例如:x2+4x+5=x2+4x+4+1=(x+2)2+1,∵(x+2)2≥0,∴(x+2)2+1≥1,∴x2+4x+5≥1.试利用“配方法”解决下列问题:(1)填空:x2﹣4x+5=(x)2+;(2)已知x2﹣4x+y2+2y+5=0,求y的值;(3)比较代数式:x2﹣1与2x﹣3的大小.6.(2023春·江苏苏州·八年级校联考期中)先阅读后解题:若m2+2m+n2−6n+10=0,求m和n的值.解:等式可变形为:m2+2m+1+n2−6n+9=0即(m+1)2+(n−3)2=0因为(m+1)2≥0,(n−3)2≥0,所以m+1=0,n−3=0即m=−1,n=3.像这样将代数式进行恒等变形,使代数式中出现完全平方式的方法叫做“配方法”.请利用配方法,解决下列问题:(1)已知x2+y2+4x−10y+29=0,求y x的值;(2)已知△ABC的三边长a、b、c都是正整数,且满足2a2+b2−4a−6b+11=0,则△ABC的周长是________;(3)在实数范围内,请比较多项式2x2+2x−3与x2+3x−4的大小,并说明理由.7.(2023春·河南驻马店·八年级统考期末)阅读下列材料利用完全平方公式,将多项式x2+bx+c变形为(x+m)2+n的形式.例如:x2﹣8x+17=x2﹣2•x•4+42﹣42+17=(x﹣4)2+1(1)填空:将多项式x2﹣2x+3变形为(x+m)2+n的形式,并判断x2﹣2x+3与0的大小关系.∵x2﹣2x+3=(x﹣)2+.∴x2﹣2x+30(填“>”、“<”、“=”)(2)如图①所示的长方形边长分别是2a+5、3a+2,求长方形的面积S1(用含a的式子表示);如图②所示的长方形边长分别是5a、a+5,求长方形的面积S2(用含a的式子表示)(3)比较(2)中S1与S2的大小,并说明理由.8.(2023春·广东肇庆·八年级德庆县德城中学校考期中)材料阅读结论:①形如(a±b)2+c的式子,当a±b=0有最小值,最小值是c;②形如−(a±b)2+c的式子,当a±b=0有最大值,最大值是c;③а2+b2≥2ab.这三个结论有着广泛的运用.比如:求x取何值时,代数式x2−4x+3有最小值,最小值是多少?小明同学用结论①求出了答案,他是这样解答的:∵x2−4x+3=x2−4x+(4−4)+3=(x2−4x+4)−4+3=(x−2)2−1∴当x−2=0,即x=2时x2−4x+3的值最小,最小值为−1.理解运用请恰当地选用上面的结论解答下面的问题(1)求x取何值时,代数式−x2−6x+5有最大值,最大值是多少?(2)某种产品的原料提价,因而厂家决定对产品进行提价,现有两种方案:方案一:第一次提价p%,第二次提价q%:%.方案二:第一次,第二次提价均为p+q2其中p,q是不相等的正数,请比较两种方案,哪种方案提价较多?。
解“最值问题”的几种方法
综合理论课程教育研究286 学法教法研究最值问题是我们所熟悉的问题,如今,经历了中学乃至大学的知识学习,我们接触到了各种各类的最值问题,同时我们也相应学习了求解各类最值问题的方法,而这些方法也有助于我们解决生活中各式各样的最值问题,下面我就为大家归纳下求解最值问题的几种方法.一、配方法对于可以转换成“一元二次函数型”的函数,我们都可以利用配方法对其最值进行求解.例1 求在区间内的最值.分析 本题看上去较为复杂,包括不同类型指数的运算,但稍加观察的话,你就会发现,此中的函数是可以转化为“一元二次型的函数”又,有取得最大值为;当时,.二、判别式法对于一元二次方程,我们可以利用来判断其是否存在实根,那么对于一个一元二次函数,若其值域不为空集的话,那么我们就可以认为方程的判别式,由此求得原一元二次函数的值域,进而就可以求得该一元二次函数在某定义域内的最值情况.例2 求函数的最值.分析 本题可以利用配方法进行求解,但过程较为繁琐.观察原题,可以发现函数的值域不会为空集,因此可以考虑到利用判别式法进行求解.解法如下:原等式可化为:()可以得到若,则有若,则有于是,则;若,则.会成立,还需要进行一项后续工作,将等号的值代入原方程,观察原方程是否有实数解,即是否有相应的值与对应.若存在,我们就可以直接确定最值了.三、换元法对于一些特殊的函数,我们可以利用换元法对其进行最值求解,基本思想是将某一部分当做一个整体或者用一个新的变量来代替某一整体,达到化繁为简,化陌生为熟悉,从而帮助我们更加便利的解决问题.换元法通常有三角代换和三角代换两种.例3 求函数.分析 对于这类含根号的函数,为了化繁为简,换元法是比较大众的方法.求解如下:,则所隐含的定义域为,于是,我则即时,取得最小值为不等式法求解最值问题主要是利用以下几个重要的不等式及其变形来处理最值问题的.不等式(),其中注意:当且仅当时等号成立.在用不等式求函数的最值时,经常需要配合某些变形技巧,结合已知条件进而进行求解.例4 设,,记中最大数为,则的最小值为多少?分析 本题的计算涉及到对数,准确应用对数的运算性质,认真观察,发现其中的技巧.由已知条件可得所求为中最大的数,不妨设中最大的数为A,则.由于,所以,当且仅当时等号成立,此时为最小,那么A 能否取到最小值2呢?容易知道,当时,,即A 可以取得最小值2,从而的最小值为.五、单调性法求解函数在指定区间的最值的时候,我们应该考查该函数在该指定区间内的单调性情况.如果函数在该区间内是单调的,则该函数的最值在区间的端点上取得.若函数在该区间上并不是单调的,则我们就可以考虑把该区间分割成若干个小的区间,目的是使得该函数在分割的每一个小区间上是单调的,再求出各个小区间上的最值情况,通过比较,得到整个区间上的最值.例5 设函数是奇函数,对于任意均有关系,若时,且.求在上的最大值和最小值.解“最值问题”的几种方法陈 龙(福建省晋江市内坑中学 福建 晋江 362200)【中图分类号】G634.6【文献标识码】A【文章编号】2095-3089(2018) 11-0286-02综合理论课程教育研究学法教法研究 287分析 本题若能确定在上的单调性,其最值也就可以相继求得.下面来考察在上的单调性:设任意且,则.由题设可知,为奇函数,且,,则,则在上单调递减,即在两端点处取得最值.因为,则,进而.又故在上的最大值为,最小值为六、导数法对于基本初等函数以及某些复合函数,我们可以利用导数这一工具有效的对其进行最值求解.设在上是连续,在上是可导,则在上的最大值和最小值就是在内的每个极值与中的最大值与最小值.利用导数的方法进行最值的求解适用性广,在解题例.分析 令由于方差恒大于或者等于0的特征,我们也可以利用方差解决某些的最值问题.例7 确定最大的实数Z,使得实数满足: ,.分析 按照常规的思路,本题不容易攻克,可以巧妙的,构造的方差得,Z .八、三角函数最值的常见求法1.巧用定义域求解三角函数的最值问题,在大多数的题目中,我们必.例8,求值和最小值.分析 此类三角函数可以视作为或的形式,求解其最值值为.2.大多数的数学题型中,题干中所给出的条件都有其特殊的作用和功能,所以,在解题的过程中,我们不能忽视任意一个条件.例求的最小值.分析 个,我们要做的是如何正确的去用好这个已知条件.当然,我们也不能盲目地瞎猜,根据题目要我们求的东西去巧妙地利用好这个已知条件.现最小值.又,即对于一些较为复杂的三角函数,为了求解的方便,我们可以去寻找题干的特点,化繁为简,换元法一般是首选.例10 已知,求的最大值和最小值.分析 对于三角函数,我们应该清楚,其存在着这么一种转化关系:此中就启发我们可以运用换元法快捷简便地解决相应三角函数的最值问题.4.巧引辅助角三角函数是一个特殊的函数,自然也有其独门的“法宝”——辅助角公式,能否巧妙地运用辅助角公式也是能否成功解题的关键.例11 求函数的最值.分析 直观地来看,这是一个分式代数式,分子、分母中均含有三角函数,这无疑给解题增添不少难度,但如果我们对其做一个稍微的变形,情况可能就不一样了:原函数可变为:,观察这个等式的。
例谈初中数学中的最值问题
例谈初中数学中的最值问题作者:李相伟来源:《师道·教研》2013年第05期近几年来,各地初三毕业、升学考数学试题中屡屡出现求最值问题,我们在数学教学中也经常碰到求最大(小)值的问题,这类问题往往与生活实际联系紧密,不但体现数学的思想和方法,更体现数学在实际中的应用。
在一定范围内求最大值或最小值的问题,我们称之为最值问题。
在初中阶段,如何运用数学思想和方法来解决数学最值问题是值得探讨的问题,本文结合初中数学常见的最值问题进行分析,寻求解决最值问题的一些方法。
一、利用函数自变量取值范围的限制求最值问题由于函数自变量取值范围的限制,函数图像局限于某一线段或某一部分。
这样,函数的值往往也确定在某个范围内,从而存在最值,利用函数自变量取值范围的限制求最值问题是初中数学中常见的方法之一。
二、利用配方法求最值问题配方法,主要是利用完全平方公式:a2±2ab+b2=(a±b)2的结构特征。
把待解决问题中的代数式,通过一定变形手段,构造出完全平方式:a2±2ab+b2,然后使式子表示成(a+b)2+k或几个平方的和的形式,利用平方的非负性从而得到最值。
例1.设x,y为实数,代数式5x2+4y2-8xy+2x+4的最小值为 .另外,我们经常利用二次函数的顶点性质求最值问题。
如:求面积最大值,求利润最大等。
三、利用根的判别式求最值问题通常根的判别式可以判别一元二次方程根的状况,可以用来研究二次函数图像和x轴交点个数。
在这里,我们还可以利用根的判别式求函数的最值。
例2.设x1、x2是方程2x2-4mx+2m2+3m-2=0的两个实数根,当m为何值时,x12+x22有最小值,并求这个最小值。
分析:先由韦达定理知x12+x22是关于m的二次函数,思考是否存在抛物线的顶点处取得最小值,就要看自变量m的取值范围,下面从判别式入手。
当问题分析得到二次函数的顶点式时,我们还要考虑到函数的顶点是否存在,如果顶点不可取得,那么问题变成为在a≤x≤b范围内求最值。
人教版九年级数学上册《配方法的应用》专项练习题-附带答案
人教版九年级数学上册《配方法的应用》专项练习题-附带答案类型一 配方法求字母的值1.如果221016890x y x y +--+= 求x y的值. 【答案】58 【解析】【分析】先将89拆成64+25 然后配成两个完全平方式相加 再根据非负数的性质“两个非负数相加和为0 这两个非负数的值都为0” 解出x 、y 的值即可求解.【详解】解:由已知221016890x y x y +--+=得()()22580x y -+-=()()225=080x y ∴--=, 5,8x y ∴==58x y ∴=. 【点睛】本题考查了配方法的应用和非负数的性质 解题关键是掌握两个非负数相加和为0 这两个非负数的值都为0.2.阅读下列材料:对于某些二次三项式可以采用“配方法”来分解因式 例如:把x 2 + 6x ﹣16分解因式 我们可以这样进行:x 2 + 6x ﹣16=x 2 +2·x ·3+32-32﹣16(加上32 再减去32)=(x +3)2-52(运用完全平方公式)=(x +3+5)(x +3﹣5) (运用平方差公式)=(x +8)(x ﹣2)(化简)运用此方法解决下列问题:(1)把x 2﹣8x ﹣9分解因式.(2)已知:a 2+b 2﹣6a +10b +34=0 求多项式4a 2 +12ab +9b 2的值.【答案】(1)()()19x x +-;(2)81【解析】【分析】(1)按照阅读材料的方法进行因式分解即可;(2)利用配方法把原式变形得()()22350a b -++= 从而可得3a =5b =- 再由()222412923a ab b a b ++=+ 进行求解即可. 【详解】解:(1)289x x --22224449x x =-⋅⋅+--()2245x =--()()4545x x =-+--()()19x x =+-;(2)∵22610340a b a b +-++=∵226910250a a b b -++++=∵()()22350a b -++=∵3a = 5b =-∵()()222241292361581a ab b a b ++=+=-=.【点睛】本题考查的是配方法的应用 掌握完全平方公式和平方差公式、偶次方的非负性是解题的关键.3.已知a -b =2 ab +2b -c 2+2c =0 当b ≥0 -2≤c <1时 整数a 的值是_____.【答案】2或3【解析】【分析】由a −b =2 得出a =b +2 进一步代入2220ab b c c +-+= 利用完全平方公式得到()()222130b c +---= 再根据已知条件求出b 的值 进一步求得a 的值即可. 【详解】解:∵a −b =2∵a =b +2∵222ab b c c +-+()2222b b b c c =++-+()2242b b c c =+--()()22213b c =+---=0∵()()22213b c +=-+∵b ≥0 −2≤c <1∵310c -≤-<∵()2019c <-≤∵()231312c <-+≤∵3<()22b +≤12∵a 是整数∵b 是整数∵b =0或1∵a =2或3故答案为:2或3.【点睛】此题考查配方法的运用 掌握完全平方公式是解决问题的关键.4.若a =x +19 b =x +20 c =x +21 则a 2+b 2+c 2-ab -bc -ac =___________.【答案】3【解析】【分析】先利用已知条件求解,,,a b b c a c 再把原式化为()()()22212a b b c a c ⎡⎤-+-+-⎣⎦ 再整体代入求值即可. 【详解】 解: a =x +19 b =x +20 c =x +211,1,2,a b b c a c∴ a 2+b 2+c 2-ab -bc -ac =()22222221222a b c ab bc ac ++--- 22222212222a ab b b bc c a ac c 22212a b b c a c 222111126322故答案为:3【点睛】本题考查的是利用完全平方式的特点求解代数式的值 因式分解的应用 掌握“完全平方式的特点”是解题的关键.5.阅读材料:若m 2+2mn +2n 2﹣6n +9=0 求m 和n 的值.解:∵m 2+2mn +2n 2﹣6n +9=0∵m 2+2mn +n 2+n 2﹣6n +9=0∵(m +n )2+(n ﹣3)2=0∵m +n =0且n ﹣3=0∵m =﹣3 n =3根据你的观察 探究下面的问题:(1)若x 2+2xy +2y 2﹣2y +1=0 求x 、y 的值;(2)已知a b c 是∵ABC 的三边长 满足a 2+b 2=10a +12b ﹣61 且∵ABC 是等腰三角形 求c 的值.【答案】(1)x =-1 y =1;(2)5或6【解析】【分析】(1)仿照材料的过程进行凑成两个非负数的和为0 即可求得结果;(2)仿照材料的过程进行凑成两个非负数的和为0 即可分别求得a和b的值再根据等腰三角形的性质可求得c的值.【详解】(1)∵x2+2xy+2y2﹣2y+1=0∵x2+2xy+y2+y2﹣2y+1=0∵(x+y)2+(y﹣1)2=0∵x+y=0且y﹣1=0∵x=﹣1 y=1(2)∵a2+b2=10a+12b﹣61∵a2+b2-10a-12b+61=0∵(a-5)2+(b﹣6)2=0∵a-5=0且b﹣6=0∵a=5 b=6∵∵ABC是等腰三角形∵c=a=5或c=b=6即c的值为5或6.【点睛】本题是材料问题考查了配方法的应用平方非负性的性质等腰三角形的性质等知识关键是读懂材料中提供的解题过程和方法.6.在平面直角坐标系xOy中满足不等式x2+y2≤2x+2y的整数点坐标(x y)的个数为_____.【答案】9【解析】【分析】由已知不等式变形后利用完全平方公式化简根据x与y均为整数确定出x与y的值即可得到结果.【详解】解:由题设x2+y2≤2x+2y得0≤(x﹣1)2+(y﹣1)2≤2因为x y 均为整数 所以有或22(1)0(1)1x y ⎧-=⎨-=⎩或22(1)1(1)1x y ⎧-=⎨-=⎩或22(1)1(1)0x y ⎧-=⎨-=⎩ 解得:11x y =⎧⎨=⎩ 或12x y =⎧⎨=⎩或10x y =⎧⎨=⎩或01x y =⎧⎨=⎩或00x y =⎧⎨=⎩或02x y =⎧⎨=⎩或21x y =⎧⎨=⎩或20x y =⎧⎨=⎩或22x y =⎧⎨=⎩ 以上共计9对(x y ).故答案为:9.【点睛】本题考查坐标与图形的性质、配方法的应用、非负数的性质等知识 是重要考点 掌握相关知识是解题关键.7.阅读下面的材料:若22228160m mn n n -+-+= 求m n 的值.解:22228160m mn n n -+-+=.()()22228160m mn n n n ∴-++-+=.22()(4)0m n n ∴-+-=. 2()0m n ∴-= 2(4)0n -=.4n ∴= 4m =.根据你的观察 探究下列问题:(1)已知等腰三角形ABC 的两边长a b 都是正整数 且满足221012610a b a b +--+= 求ABC 的周长;(2)已知6a b -= 216730ab c c +-+= 求a b c ++的值.【答案】(1)ABC 的周长为16或17;(2)8a b c ++=【解析】【分析】(1)根据题中所给方法把221012610a b a b +--+=进行配方求解a 、b 的值 然后根据等腰三角形的定义及三角形三边关系进行分类求解即可;(2)由6a b -=可知6b a =- 然后代入等式可得()2616730a a c c -+-+= 进而根据配方即可求解.【详解】解:(1)∵221012610a b a b +--+=∵22102512360a a b b -++-+=∵()()22560a b -+-=∵50,60a b -=-=∵5,6a b ==∵等腰三角形ABC 的两边长a b 都是正整数∵当5a =为腰 则6b =为底 满足三角形三边关系 故ABC 的周长为5+5+6=16;当6b =为腰 则5a =为底 满足三角形三边关系 故ABC 的周长为5+6+6=17;(2)∵6a b -=∵6b a =-∵()221673616730ab c c a a c c +-+=-+-+=226916640a a c c -++-+=()()22380a c -+-=∵30,80a c -=-=∵3,8a c ==∵363b =-=-∵8a b c ++=.【点睛】本题主要考查配方法的应用 熟练掌握完全平方公式是解题的关键.类型二 配方法求最值8.已知y =x y 均为实数) 则y 的最大值是______.【答案】【解析】【分析】将根据题意0y ≥ 14x ≤≤ 原式y = 可得248y ≤≤故2y ≤≤进而即可求得最大值.【详解】解:0y ≥ 15x ≤≤ 244y =+=+248y ∴≤≤.0y ≥2y ∴≤≤∴y的最大值为故答案为:【点睛】本题考查了二次根式的求值问题 配方法的应用 解本题的关键是通过y 2为媒介求得y 的取值范围从而找出最大最小值.9.已知实数m n 满足21m n -= 则代数式22242m n m ++-的最小值等于___________.【答案】3【解析】【分析】由21m n -=可得21,n m 再代入22242m n m ++- 再利用配方法配方 从而可得答案.【详解】 解: 21m n -=21,n m ()222242=2142m n m m m m ∴++-+-+-264m m()23133,m =+-≥ 所以22242m n m ++-的最小值是3故答案为:3【点睛】本题考查的是代数式的最值 配方法的应用 熟练的运用配方法求解代数式的最值是解本题的关键. 10.我国南宋时期数学家秦九韶曾提出利用三角形的三边求面积的公式 此公式与古希腊几何学家海伦提出的公式如出一辙 即三角形的三边长分别为a b c 记2a b c p ++= 则其面积S =这个公式也被称为海伦—秦九韶公式.若3p = 2c = 则此三角形面积的最大值是_________.【解析】【分析】根据公式算出a +b 的值 代入公式 根据完全平方公式的变形即可求出解.【详解】解:∵2a b c p ++=p =3 c =2 ∵232a b ++= ∵a +b =4∵a =4−b∵S∵当b =2时 S【点睛】本题考查了二次根式与完全平方公式的应用 解答本题的关键是明确题意 表示出相应的三角形的面积.二、解答题(共0分)11.【阅读材料】把代数式通过配凑等手段 得到局部完全平方式 再进行有关运算和解题 这种解题方法叫做配方法.如:对于268a a ++.(1)用配方法因式分解:223x x +-;(2)对于代数式2128x x - 有最大值还是最小值?并求出2128x x-的最大值或最小值.【答案】(1)()()31x x +-(2)代数式2128x x -有最大值 最大值为18- 【解析】【分析】(1)先用配方法 再用平方差公式分解即可;(2)先利用配方法变形 根据偶次方的非负性可知最小值 继而即可求得2128x x-的最大值. (1)223x x +-2214x x =++- ()214x =+- ()()1212x x =+++-()()31x x =+-;(2)∵228x x -()224x x =-()22444x x =-+-()2224x ⎡⎤=--⎣⎦()2228x =--∵当2x =时 ()2228x --即228x x -有最小值-8∵代数式2128x x -有最大值 最大值为18-. 【点睛】本题考查配方法在因式分解中的应用及代数式求值 解题的关键是熟练掌握配方法. 12.阅读下面的解答过程 求y 2+4y +5的最小值.解:y 2+4y +5=y 2+4y +4+1=(y +2)2+1∵(y +2)2≥0 即(y +2)2的最小值为0∵y2+4y+5=(y+2)2+1≥1∵y2+4y+5的最小值为1仿照上面的解答过程求:(1)m2﹣2m+2的最小值;(2)3﹣x2+2x的最大值.【答案】(1)1;(2)4【解析】【分析】(1)利用完全平方公式把原式变形根据偶次方的非负性解答即可.(2)利用完全平方公式把原式变形根据偶次方的非负性解答即可.【详解】解:(1)m2﹣2m+2=m2-2m+1+1=(m-1)2+1∵(m-1)2≥0∵(m-1)2+1≥1 即m2﹣2m+2的最小值为1;(2)3-x2+2x=-x2+2x+3=-(x2-2x+1)+4=-(x-1)2+4∵(x-1)2≥0∵-(x-1)2≤0∵-(x-1)2+4≤4 即3-x2+2x的最大值为4.【点睛】本题考查的是配方法的应用掌握完全平方公式、偶次方的非负性是解题的关键.13.配方法可以用来解一元二次方程还可以用它来解决很多问题.例如:求﹣3(a+1)2+6的最值.解:∵﹣3(a+1)2≤0 ∵﹣3(a+1)2+6≤6 ∵﹣3(a+1)2+6有最大值6 此时a=﹣1.(1)当x=时代数式2(x﹣1)2+3有最(填写大或小)值为.(2)当x=时代数式﹣x2+4x+3有最(填写大或小)值为.(3)如图矩形花园的一面靠墙另外三面的栅栏所围成的总长度是16m 当垂直于墙的一边长为多少时花园的面积最大?最大面积是多少?【答案】(1)1 小3(2)2 大7(3)当垂直于墙的一边长为4米时花园有最大面积为32【解析】【分析】(1)先根据平方的性质求出代数式的取值范围再进行分析计算即可;(2)先配方把多项式变成完全平方形式再进行分析计算;(3)根据总长为16m 构造方程求解即可.(1)解:∵2(x﹣1)2≥0∵2(x﹣1)2+3≥3∵当x=1时代数式有最小值为3.故答案为:1 小3.(2)解:﹣x2+4x+3=﹣(x2﹣4x)+3=﹣(x2﹣4x+4﹣4)+3=﹣(x﹣2)2+7∵﹣(x﹣2)2≤0∵﹣(x﹣2)2+7≤7∵当x=2时代数式有最大值为7.故答案为:2 大7.(3)解:设垂直于墙的一边长为x m 则平行于墙的一边长为(16﹣2x)m花园的面积为x(16﹣2x)=﹣2x2+16x=﹣2(x2﹣8x)=﹣2(x2﹣8x+16﹣16)=﹣2(x﹣4)2+32∵﹣2(x﹣4)2≤0∵﹣2(x﹣4)2+32≤32∵当x=4时代数式有最大值为32即当垂直于墙的一边长为4米时花园有最大面积为32.【点睛】本题主要考查配方法的实际运用解题的关键在于通过配方法把代数式化成完全平方式再进行分析.类型三配方法在几何图形中的应用14.如图∵ABC=90° AC=6 以AB为边长向外作等边∵ABM连CM则CM的最大值为________________.【答案】3##3+【解析】【分析】过点M作MD∵BC交BC的延长线于点D设AB=x利用勾股定理表示出BC利用解直角三角形表示出MD BD再利用勾股定理求得CM的长根据配方法利用非负数的性质即可得到CM的最大值.【详解】如图 过点M 作MD ∵BC 交BC 的延长线于点D设AB =x 则BC∵∵ABM 是等边三角形∵BM =AB =x ∵ABM =60°∵∵ABC =90°∵∵MBD =30°∵MD ∵BC1122MD BM x ∴==BD x ==在Rt∵MDC 中CM =∵当x 2=18时 CM369723+∵CM 的最大值为:3.故答案为:3.【点睛】本题考查勾股定理以及配方法 掌握配方法求出最值是解题的关键.15.已知点P 的坐标为(2 3) A 、B 分别是x 轴、y 轴上的动点 且90APB ∠=︒C 为AB 的中点 当OC 最小时则点B 的坐标为____.【答案】(0,3)【解析】【分析】利用中点坐标公式将C 点坐标表示出来后 运用勾股定理222AP PB AB +=得到y 与x 的关系式再将OC 的长度用含有y 的式子表示出来 利用配方法即可求出当OC 最小时点B 的坐标.【详解】解:设A 点坐标为(,0)x B 点坐标为(0,)y 则中点C 点坐标为(,)22x y;∵90APB ∠=︒∵222AP PB AB +=∵2222(2)94(3)x y x y -+++-=+化简得:2313x y +=1332yx -=∵12OC ==将1332yx -=代入上式得:12OC =变形得:OC∵当3y =时 OC 最小 此时B 点坐标为(0,3).故答案为(0,3).【点睛】本题主要考查运用配方法求解动点问题 正确理解题意、熟练掌握相关知识、灵活应用数形结合思想是解题的关键 属于综合类问题.16.已知:如图 在Rt ABC 中 90B ∠=︒ 8cm AB BC ==.点P 从点A 开始沿AB 边向点B 以1cm/s 的速度移动 同时点Q 从点B 开始沿BC 边向点C 以1cm/s 的速度移动.(1)求几秒后 PBQ △的面积等于26cm(2)求几秒后 PQ 的长度等于?(3)求几秒后 PQ 的长度能取得最小值 其最小值为多少cm ?【答案】(1)2秒或6秒;(2)1秒或7秒;(3)4 【解析】【分析】(1)设运动时间为x 秒 则8PB x =- PQ x = 根据三角形面积公式列出方程即可;(2)设运动时间为y 秒 则8PB y =- PQ y = 根据勾股定理列出方程即可;(3)设运动时间为t 秒 则8PB t =- PQ t = 根据勾股定理列出2PQ 的式子 根据配方法即可求得最小值;【详解】(1)设运动时间为x 秒 则8PB x =- PQ x = 根据题意得:()1862x x -= 解得122,6x x ==答:2秒或6秒后 PBQ △的面积等于26cm(2)设运动时间为y 秒 则8PB y =- PQ y =90B ∠=︒在Rt PQC 中222PQ PB BQ =+(()2228y y =-+ 解得121,7y y ==答:1秒或7秒后 PQ 的长度等于(3)设运动时间为t 秒 则8PB t =- PQ t =90B ∠=︒在Rt PQC 中222PQ PB BQ =+22(8)t t =-+221664t t =-+22(816)32t t =-++22(4)32t =-+32≥∴当4t =时 取得最小值为PQ ==即4秒后 PQ 取得最小值 最小值为【点睛】本题考查了一元二次方程的应用 配方法的应用 根据题意列出方程是解题的关键.17.配方法在初中数学中运用非常广泛 可以求值 因式分解 求最值等.如:求代数式的最值:2222(1)1x x x 在1x =-时 取最小值1(1)求代数式24x x -的最小值.(2)2245x x --+有最大还最小值 求出其最值.(3)求221x x +的最小值.(4)22614a b ab b ++-+的最小值.(5)三角ABE 和三角形DEC 的面积分别为4和9 求四边形ABCD 的面积最小值.【答案】(1)-4;(2)有最大值 且为7;(3)2;(4)2;(5)25【解析】【分析】(1)(2)(3)(4)利用配方法变形 可得最值;(5)设S △BEC =x 由等高三角形可知:S △BEC :S △CED =S △AEB :S △AED从而可得S △AED =36x再将四边形ABCD 的面积变形得到21312++ 可得结果.【详解】解:(1)()222444424x x x x x -=-+-=--∵在x =2时 有最小值-4;(2)2245x x --+=()2225x x -++=()222115x x -++-+=()2217x -++∵当x =-1时 有最大值 且为7;(3)221x x +=2221x x ⎛⎫⎪⎭+-≥⎝∵当x =1时 221x x +的最小值为2;(4)22614a b ab b ++-+ =22213612244a ab b b b +++-++ =()22134224a b b ⎛⎫++-+ ⎪⎝⎭当a =-2 b =4时 代数式有最小值2;(5)设S △BEC =x 已知S △AEB =4 S △CED =9则由等高三角形可知:S △BEC :S △CED =S △AEB :S △AED∵x :9=4:S △AED∵S△AED=36 x∵四边形ABCD面积=4+9+x+36x=21312++∵当x=36时四边形ABCD面积的最小值为25.【点睛】本题考查了配方法在最值问题中的应用同时本题还考查了等高三角形的在面积计算中的应用.对不能直接应用公式的需要正确变形才可以应用本题中等难度略大.。
利用配方法求代数式最值
利用配方法求代数式最值在代数学中,我们经常需要求解代数式的最值问题。
而利用配方法是一种常见且有效的求解方法。
本文将介绍如何利用配方法来求解代数式的最值问题。
一、什么是配方法?配方法,又称配方法或配方技巧,是一种将代数式进行变形的方法,通过变形后的式子,可以更加方便地进行计算或求解。
配方法常用于求解二次函数的最值问题,也适用于其他类型的代数式。
二、如何利用配方法求解代数式的最值?下面我们通过一个具体的例子来说明如何利用配方法求解代数式的最值问题。
例1:求解函数f(x)=x²+2x+1的最小值。
解:首先,我们可以将函数f(x)进行配方,即将x²+2x+1变形为完全平方形式。
由于(x+1)²=x²+2x+1,所以f(x)可以写成f(x)=(x+1)²。
将f(x)进行变形后,我们可以发现f(x)的最小值为0,且当x=-1时取得最小值。
因此,函数f(x)=x²+2x+1的最小值为0,当且仅当x=-1时取得最小值。
通过这个例子,我们可以看到,通过配方法将代数式进行变形,可以使问题的求解变得更加简单明了。
三、配方法的注意事项在利用配方法求解代数式的最值问题时,我们需要注意以下几点:1. 配方的目的是将代数式变形为完全平方形式。
完全平方形式具有明确的最值点,从而方便我们求解最值问题。
2. 配方的过程需要仔细、有条理地进行,确保每一步的变形是准确无误的。
3. 配方后的代数式可能会有多个最值点,我们需要通过进一步的计算或分析来确定最值的具体取值。
四、其他例子除了二次函数的最值问题,配方法还可以用于其他类型的代数式求解。
例2:求解函数f(x)=x³-3x²+3x-1的最大值。
解:首先,我们可以将函数f(x)进行配方,即将x³-3x²+3x-1变形为完全平方形式。
由于(x-1)³=x³-3x²+3x-1,所以f(x)可以写成f(x)=(x-1)³。
考点03 配方法、根的判别式以及根与系数关系的9考点归类-解析版 2023-2024学年九年级数学考
考点03 配方法、根的判别式以及根与系数关系的9考点归类1,配方法的应用的方法技巧(1)比较大小:配方法不但可以解一元二次方程,而且能求代数式的最值,还能用于比较代数式的大小.用配方法比较代数式的大小,主要是用作差法将代数式作差后得到的新代数式配方,根据新代数式与0的关系确定代数式的大小(2)求最值:用配方法求代数式的最值是将代数式配方为完全平方式与常数的和的形式,根据完全平方式的非负性确定代数式的最值;(3)未知系数的取值:配方法在求值中的应用,将原等式右边变为0,左边配成完全平方式后,再运用非负数的性质求出待定字母的取值.(4)用配方法构造“非负数之和”解决问题:通过配完全平方式,利用“非负性”解决问题。
2,根的判别式的应用的方法【技巧】根的判别式:一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根与△=b2﹣4ac有如下关系:①当△>0时,方程有两个不相等的实数根;②当△=0时,方程有两个相等的实数根;③当△<0时,方程无实数根.上面的结论反过来也成立.(1)判断根的情况:式子b2-4ac叫做方程ax2+bx+c=0(a≠0)根的判别式,通常用希腊字母△表示它,即△=b2-4ac.(2)求字母的值或取值范围:根据判别式,确定与0的关系,直接代入解不等式即可。
(3)与三角形结合:一般会把根与三角形的边进行结合考察,考虑到三角形的三边关系能否构成三角形即可,有时候还会与等腰三角形结合。
(4)与一次函数结合:通过一次函数与方程和不等式的关系,观察图像即可。
3,根与系数的关系方法根与系数的关系:若x1,x2是一元二次方程ax²+bx+c=0(a≠0)的两根时,x1+x2=-ba ,x1x2=ca.考点1比较大小考点2求最值考点3未知系数的取值考点4用配方法构造“非负数之和”解决问题考点5判断根的情况考点6求字母的值或取值范围考点7与三角形结合考点8与一次函数结合考点9 根与系数的关系求变形式子考点1 利用配方法比较大小【详解】(1)224622x x x -+=-+(),所以当2x =时,代数式246x x -+有最小值,这个最值为2,故答案为:2-;2;2;小;2;(2)2123x x ---()222x x =-+2110x =-+()>则2123x x -->.【点睛】本题考查的是配方法的应用,掌握配方法的一般步骤是解题的关键,注意偶次方的非负性的应用.2.(2022秋·七年级单元测试)我们知道20a ≥,所以代数式2a 的最小值为0.学习了多项式乘法中的完全平方公式,可以逆用公式,即用()2222a ab b a b ±+=±来求一些多项式的最小值.例如,求263x x ++的最小值问题.解:∵()2226369636x x x x x ++=++-=+-,又∵()230x +≥,∴()2366x +-≥-,∴263x x ++的最小值为6-.请应用上述思想方法,解决下列问题:(1)探究:()2245____________x x x -+=+;(2)求224x x +的最小值.(3)比较代数式:21x -与23x -的大小.【答案】(1)2-,1(2)2-(3)21>23x x --【分析】(1)根据完全平方式的特征求解.(2)先配方,再求最值.(3)作差后配方比较大小即可.【详解】(1)解:22245441(2)1x x x x x -+=-++=-+.(2)222242(211)2(1)2x x x x x +=++-=+-,故答案为:2,2-(2)解:221612611x x x x --+=-+2692x x =-++()232x =-+()30,x -³Q()23220,x \-+³>21612.x x \->-(3)解:()222323x x x x -++=--+()22113x x =--+-+()214x =--+ ()210,x --£Q ()2144,x \--+£ ∴223x x -++的最大值为4.【点睛】本题考查的是配方法的应用,掌握“配方法的步骤与非负数的性质”是解本题的关键.考点2利用配方法求最值【分析】(1)根据完全平方式的特征求解;(2)先配方,再求最值;(3)作差后配方比较大小.【详解】(1)解:()2224644222x x x x x +=-++=-+-故当20x -=,即2x =时,代数式246x x -+最小值为2;(2)∵224250x x y y -+++=,则2244210x x y y -++++=,∴()()22210x y -++=,即20x -=,10y +=,∴2x =,1y =-,∴211x y +=-=;(3)()()2221232211x x x x x ---=-+=-+,∵()210x -≥,∴()2110x -+>,∴2123x x ->-.【点睛】本题考查配方法的应用,正确配方,充分利用平方的非负性是求解本题的关键.7.(2023春·陕西咸阳·八年级统考期末)把代数式通过配凑等手段,得到局部完全平方式,再进行有关运算和解题,这种解题方法叫做配方法.如:①用配方法分解因式: ²43a a ++.解:原式:²441(2)²1(21)(21)(3)(1)a a a a a a a =++-=+-=+++-=++②2246M a a =-+, 利用配方法求M 的最小值.解:2²462(²21)622(1)²4M a a a a a =-+=-++-=-+222(1)02(1)44a a -≥∴-+≥,,∴当1a =时,M 有最小值4.请根据上述材料解决下列问题:(1)用配方法因式分解²412x x --;(2)若 2441M x x =+-, 求M 的最小值.【答案】(1)(6)(2)x x -+考点3 利用配方法未知系数的取值∴2a =,1b =,∴1a b -=,故选A .【点睛】本题考查了解一元二次方程的方法—配方法,熟练一元二次方程的解法是解题的关键.10.(2023春·山东威海·八年级统考期末)用配方法解方程2610x x --=,若配方后结果为2()x m n -=,则n 的值为( )A .10-B .10C .3-D .9【答案】B【分析】利用配方法将方程2610x x --=配成2()x m n -=,然后求出n 的值即可.【详解】∵2610x x --=,∴261x x -=,∴26919x x -+=+,即2(3)10x -=, 10n ∴=.故选:B .【点睛】本题主要考查了利用配方法解一元二次方程,熟练掌握配方法的步骤是解题的关键.11.(2023秋·全国·九年级专题练习)用配方法解一元二次方程2630x x ++=时,将它化为2()x m n +=的形式,则m n -的值为( )A .6-B .3-C .0D .2【答案】B【分析】由2630x x ++=,配方可得()236x +=,进而可得m n ,的值,然后代入m n -,计算求解即可.【详解】解:∵2630x x ++=,∴2696x x ++=,∴()236x +=,∴3m =,6n =,∴3m n -=-,故选:B .【点睛】本题考查了配方法解一元二次方程,代数式求值.解题的关键在于正确的配方求出m n ,的值.考点4 用配方法构造“非负数之和”解决问题∵三角形的三条边为a,b,c,∴b-a<c<b+a,∴3<c<13.又∵这个三角形的最大边为c,∴8<c<13.故选:C.【点睛】本题考查了配方法在三角形的三边关系中的应用,熟练掌握配方法、偶次方的非负性及三角形的三边关系是解题的关键.14.(2023春·浙江·七年级专题练习)已知2248200++-+=,那么y x=()x y x yA.-16B.16C.-8D.8【答案】B【分析】利用配方法把已知条件变形为(x+2)2+(y-4)2=0,再根据非负数的性质得x+2=0,y-4=0,即可求出x与y的值,进一步代入求得答案即可.【详解】∵x2+4x+y2-8y+20=0,∴x2+4x+4+y2-8y+16=0,∴(x+2)2+(y-4)2=0,∴x+2=0,y-4=0,∴x=-2,y=4,∴x y=16.故选B.【点睛】此题考查配方法的应用,非负数的性质,掌握完全平方公式是解决问题的关键.15.(2023春·山东淄博·八年级统考期中)不论x、y为什么实数,代数式x2+y2+2x-4y+9的值()A.总不小于4B.总不小于9C.可为任何实数D.可能为负数【答案】A【分析】要把代数式x2+y2+2x-4y+9进行拆分重组凑完全平方式,来判断其值的范围即可.【详解】x2+y2+2x-4y+9=(x2+2x+1)+(y2-4y+4)+4=(x+1)2+(y-2)2+4,∵(x+1)2≥0,(y-2)2≥0,∴(x+1)2+(y-2)2+4≥4,考点5 利用根的判别式判断根的情况根.20.(2023·全国·九年级假期作业)若1x =是一元二次方程220(0)ax bx a -+=≠的一个根,那么方程220ax bx ++=的根的情况是( )A .有两个不相等的实数根B .有一个根是=1x -C .没有实数根D .有两个相等的实数根【答案】B【分析】先将1x =代入220(0)ax bx a -+=≠中得到20a b -+=,再根据一元二次方程根的判别式进行求解即可得出结论.【详解】解:∵1x =是一元二次方程220(0)ax bx a -+=≠的一个根,∴20a b -+=,即2b a =+,对于方程220ax bx ++=,∵242b a ∆=-⨯()228a a =+-()220a =-≥,∴方程220ax bx ++=有两个实数根,故选项A 、C 、D 错误,不符合题意;当=1x -时,2220ax bx a b ++=-+= ,即=1x -是方程220ax bx ++=的一个根,故选项B 正确,符合题意,故选:B .【点睛】本题考查了一元二次方程的解和根的判别式,解答的关键是理解一元二次方程的解的意义,掌握一元二次方程20ax bx c ++=根的情况与根的判别式24b ac ∆=-的关系:当0∆>时,方程有两个不相等的实数根;当Δ0=时,方程有两个相等的实数根;当Δ0<时,方程没有实数根.考点6 利用根的判别式求字母的值或取值范围故选:A .【点睛】本题考查了根的判别式:一元二次方程200ax bx c a ++=≠()的根与24b ac ∆=-有如下关系:当0∆>时,方程有两个不相等的实数根;当Δ0=时,方程有两个相等的实数根;当0∆<时,方程无实数根.24.(2023春·吉林长春·八年级长春外国语学校校考期末)已知关于x 的一元二次方程()21210k x x --+=有两个实数根,则k 的取值范围是( )A .21k k ≤-≠且B .21k k ≤≠且C .21k k ≥-≠且D .2k ≥【答案】B【分析】根据方程有两个实数根,得出0∆≥且10k -≠,求出k 的取值范围,即可得出答案.【详解】解:由题意知,24441840b ac k k ∆=-=--=-≥(),且10k -≠,解得:2k ≤,且1k ≠,则k 的取值范围是2k ≤,且1k ≠,故选:B .【点睛】此题考查了根的判别式,(1)一元二次方程根的情况与判别式∆的关系:①0∆>⇔方程有两个不相等的实数根;②0∆=⇔方程有两个相等的实数根;③0∆⇔<方程没有实数根.(2)一元二次方程的二次项系数不为0.考点7 利用根的判别式与三角形结合【详解】(1)证明:2(2)42k k∆=+-⨯2448k k k=++-2(2)0k =-≥所以此方程总有实根.(2)解:①若b c =,则此方程有两个相等实根此时20k -=,则2k =,原方程为:2440x x -+=,122x x ==,∴另外两边长为2和2,②若a c =,则1a =是方程2(2)20x k x k -++=的根,∴21(2)20k k -++=,∴1k =,原方程为2320x x -+=,解得:11x =,22x =,而1、1、2为边不能构成三角形.所以,三角形另外两边长为2,2.【点睛】本题考查了一元二次方程根的判别式、解一元二次方程、等腰三角形存在性、三角形三边关系等知识点,熟练掌握相关知识点是解决本题的关键.26.(2023春·广东河源·九年级校考开学考试)若方程(c 2+a 2)x +2(b 2-c 2)x +c 2-b 2=0有两个相等的实数根,且a ,b ,c 是三角形ABC 的三边,证明此三角形是等腰三角形.【答案】见解析【分析】先根据方程有两个相等的实数根得出△=0,再得出b 、c 的关系即可.【详解】解:Δ=[2(b 2-c 2)]2-4(c 2+a 2)(c 2-b 2)=4(b 2-c 2)(b 2-c 2+a 2+c 2)=4(b+c )(b-c )(b 2+a 2).∵方程有两个相等实根.∴Δ= 0,即4(b+c )(b-c )(b 2+a 2)=0.∵a ,b ,c 是三角形的三边,∴b+c≠0,a 2+b 2≠0,只有b-c=0,解得b=c .出判别式的值的情况,从而得到关于a、b、c及k的等式是解题的关键.28.(2011秋·江苏无锡·九年级统考期中)已知关于x的方程22a x bx c x-+++=有两个相等的实数(1)2(1)0根,试证明以a、b、c为三边的三角形是直角三角形.【答案】【详解】考点:根的判别式;勾股定理的逆定理.分析:先把方程变为一般式:(c-a)x2+2bx+a+c=0,由方程有两个相等的实数根,得到△=0,即△=(2b)2-4(c-a)(a+c)=4(b2+c2-a2)=0,则有b2+c2-a2=0,即b2+c2=a2,根据勾股定理的逆定理可以证明以a、b、c 为三边的三角形是直角三角形.解答:证明:a(1-x2)+2bx+c(1+x2)=0去括号,整理为一般形式为:(c-a)x2+2bx+a+c=0,∵关于x的一元二次方程a(1-x2)+2bx+c(1+x2)=0有两个相等的实数根.∴△=0,即△=△=(2b)2-4(c-a)(a+c)=4(b2+c2-a2)=0,∴b2+c2-a2=0,即b2+c2=a2.∴以a、b、c为三边的三角形是直角三角形.点评:本题考查了一元二次方程的根的判别式和勾股定理的逆定理等知识.当△>0,方程有两个不相等的实数根;当△=0,方程有两个相等的实数根;当△<0,方程没有实数根.考点8 利用根的判别式与一次函数结合【分析】根据一元二次方程2210mx x --=无实数根得0m ≠且2(2)4(1)0m ∆=--⨯-<,即可得1m <-,又∵20b =>,可得一次函数2y mx =+的图象经过一、二、四象限,即可得.【详解】解:∵一元二次方程2210mx x --=无实数根,∴0m ≠且2(2)4(1)0m ∆=--⨯-<,440m +<,44m <-,1m <-,又∵20b =>,∴一次函数2y mx =+的图象经过一、二、四象限,∴一次函数2y mx =+的图象不经过第三象限,故选:C .【点睛】本题考查了一元二次方程的根的判别式,一次函数的图像性质,解题的关键是理解题意,掌握这些知识点.30.(2023·广东汕头·广东省汕头市聿怀初级中学校考三模)一元二次方程2240x x --=有两个实数根a ,b ,那么一次函数(1)y ab x a b =-++的图象一定不经过的象限是( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限【答案】D【分析】根据根与系数的关系即可求出ab 与a b +的值,然后根据一次函数的图象与性质即可求出答案.【详解】解:由根与系数的关系可知:2a b +=,4ab =-,∴15ab -=∴一次函数解析式为:52y x =+,故一次函数的图象一定不经过第四象限.故选:D .【点睛】本题考查了一元二次方程,解题的关键是熟练运用根与系数的关系以及一次函数的图象与性质.31.(2020秋·贵州贵阳·九年级校考阶段练习)若关于x 的一元二次方程2210x x kb ++=-没有实数根,则一次函数y kx b =+的大致图象可能是( )A .B .C .D .【答案】A【分析】首先根据一元二次方程没有实数根确定k ,b 的取值范围,然后根据一次函数的性质确定其图象的位置.【详解】解:∵方程2210x x kb ++=-没有实数根,∴()4410kb ∆=-+<,解得:0kb >,即k b 、同号,当00k b >>,时,一次函数y kx b =+的图象过一,二,三象限,当00k b <<,时,一次函数y kx b =+的图象过二,三,四象限,故选:A .【点睛】本题考查了根的判别式及一次函数的图象的问题,解题的关键是根据一元二次方程的根的判别式确定k ,b 的取值范围,难度不大.32.(2023·安徽合肥·统考二模)关于x 的一元二次方程2210mx x --=无实数根,则一次函数y mx m =-的图像不经过( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限【答案】C【分析】根据一元二次方程根与判别式的关系,求得m 的取值范围,再根据一次函数的图象与系数的关系求解即可.【详解】解:∵一元二次方程2210mx x --=无实数根∴224(2)4(1)0b ac m ∆=-=--⨯⨯-<,解得1m <-,由一次函数y mx m =-可得0k m =<,0b m =->,∴一次函数y mx m =-过一、二、四象限,不过第三象限,故选:C【点睛】此题考查了一元二次方程根与判别式的关系,以及一次函数图象与系数的关系,解题的关键是熟练掌握相关基础知识.考点9 利用根与系数的关系求变形式子。
BS北师版 初三九年级数学 上册第一学期(教学设计 教案)第二章 一元二次方程(全章教案 分课时 含反思)
第二章 一元二次方程2.1 认识一元二次方程 第1课时 一元二次方程1.了解一元二次方程的概念;(重点)2.掌握一元二次方程的一般形式ax 2+bx +c =0(a ,b ,c 为常数,a ≠0),能分清二次项、一次项与常数项以及二次项系数、一次项系数等,会把一元二次方程化成一般形式;(重点)3.能根据具体问题的数量关系,建立方程的模型.(难点)一、情景导入一个面积为120m 2的矩形苗圃,它的长比宽多2m ,苗圃的长和宽各是多少?设苗圃的宽为x m ,则长为(x +2)m. 根据题意,得x (x +2)=120. 所列方程是否为一元一次方程?(这个方程便是即将学习的一元二次方程.)二、合作探究探究点一:一元二次方程的概念 【类型一】 判定一元二次方程下列方程中,是一元二次方程的是________(填入序号即可). ①y 24-y =0;②2x 2-x -3=0;③1x 2=3; ④x 2=2+3x ;⑤x 3-x +4=0;⑥t 2=2; ⑦x 2+3x -3x=0;⑧x 2-x =2.解析:由一元二次方程的定义知③⑤⑦⑧不是,答案为①②④⑥.方法总结:判断一个方程是不是一元二次方程,先看它是不是整式方程,若是,再对它进行整理,若能整理为ax2+bx+c=0(a,b,c为常数,a≠0)的形式,则这个方程就是一元二次方程.【类型二】根据一元二次方程的概念求字母的值a为何值时,下列方程为一元二次方程?(1)ax2-x=2x2-ax-3;(2)(a-1)x|a|+1+2x-7=0.解析:(1)将方程转化为一般形式,得(a-2)x2+(a-1)x+3=0,所以当a-2≠0,即a≠2时,原方程是一元二次方程;(2)由|a|+1=2,且a-1≠0知,当a=-1时,原方程是一元二次方程.解:(1)当a≠2时,方程ax2-x=2x2-ax-3为一元二次方程;(2)因为|a|+1=2,所以a=±1.当a=1时,a-1=0,不合题意,舍去.所以当a=-1时,原方程为一元二次方程.方法总结:用一元二次方程的定义求字母的值的方法:根据未知数的最高次数等于2,列出关于某个字母的方程,再排除使二次项系数等于0的字母的值.【类型三】一元二次方程的一般形式把下列方程转化成一元二次方程的一般形式,并指出二次项系数、一次项系数和常数项:(1)x(x-2)=4x2-3x;(2)x23-x+12=-x-12;(3)关于x的方程mx2-nx+mx+nx2=q-p(m+n≠0).解析:首先对上述三个方程进行整理,通过“去分母,去括号,移项,合并同类项”等步骤将它们化为一般形式,再分别指出二次项系数、一次项系数和常数项.解:(1)去括号,得x2-2x=4x2-3x.移项、合并同类项,得3x2-x=0.二次项系数为3,一次项系数为-1,常数项为0;(2)去分母,得2x2-3(x+1)=3(-x-1).去括号、移项、合并同类项,得2x2=0.二次项系数为2,一次项系数为0,常数项为0;(3)移项、合并同类项,得(m+n)x2+(m-n)x+p-q=0.二次项系数为m+n,一次项系数为m-n,常数项为p-q.方法总结:(1)在确定一元二次方程各项系数时,首先把一元二次方程转化成一般形式,如果在一般形式中二次项系数为负,那么最好在方程左右两边同乘-1,使二次项系数变为正数;(2)指出一元二次方程的各项系数时,一定要带上前面的符号;(3)一元二次方程转化为一般形式后,若没有出现一次项bx,则b=0;若没有出现常数项c,则c=0.探究点二:建立一元二次方程模型如图,现有一张长为19cm,宽15cm的长方形纸片,需要在四个顶角处剪去边长是多少的小正方形,才能将其做成底面积为81cm2的无盖长方体纸盒?请根据题意列出方程.解析:小正方形的边长即为纸盒的高,中间虚线部分则为纸盒底面,设出未知数,利用长方形面积公式可列出方程.解:设需要剪去的小正方形边长为x cm ,则纸盒底面的长方形的长为(19-2x )cm ,宽为(15-2x )cm.根据题意,得(19-2x )(15-2x )=81.整理,得x 2-17x +51=0(x <152).方法总结:列方程最重要的是审题,只有理解题意,才能恰当地设出未知数,准确地找出已知量和未知量之间的等量关系,正确地列出方程.在列出方程后,还应根据实际需求,注明自变量的取值范围.三、板书设计一元二次方程⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧概念:只含有一个未知数x 的整式方程,并且都可以化成ax 2+bx +c =0(a ,b ,c 为常数,a ≠0)的形式一般形式:ax 2+bx +c =0(a ,b ,c 为常数,a ≠0),其中ax 2,bx ,c 分别称为二次项、一次项和 常数项,a ,b 分别称为二次 项系数和一次项系数本课通过丰富的实例,让学生观察、归纳出一元二次方程的有关概念,并从中体会方程的模型思想.通过本节课的学习,应该让学生进一步体会一元二次方程也是刻画现实世界的一个有效数学模型,初步培养学生的数学来源于实践又反过来作用于实践的辩证唯物主义观点,激发学生学习数学的兴趣.第2课时一元二次方程的解及其估算1.经历一元二次方程的解或近似解的探索过程,增进对方程解的认识;(重点) 2.会用“夹逼法”估算方程的解,培养学生的估算意识和能力.(难点)一、情景导入在上一课时情境导入中,苗圃的宽满足方程x(x+2)=120,你能求出该方程的解吗?二、合作探究探究点一:一元二次方程的解下列哪些数是方程x2-6x+8=0的根?0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10.解析:把0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10分别代入方程x2-6x+8=0中,发现当x=2和x=4时,方程x2-6x+8=0成立,所以x=2,x=4是方程x2-6x+8=0的根.解:2,4是方程x2-6x+8=0的根.方法总结:(1)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,也叫一元二次方程的根.(2)判断一个数是否为某个一元二次方程的根,我们只需要将这个数当作未知数的值分别代入原方程的左右两边,看左右两边代数式的值是否相等,若相等,则这个数是一元二次方程的根;若不相等,则这个数不是一元二次方程的根.探究点二:估算一元二次方程的近似解请求出一元二次方程x2-2x-1=0的正数根(精确到0.1).解析:先列表取值,初步确定正数根x在哪两个整数之间,然后再用类似的方法逐步确定出x的近似正数根.解:(1)(2)(3)取x=2.45,则x2-2x-1≈0.1025.∴2.4<x<2.45,∴x≈2.4.方法总结:(1)利用列表法估算一元二次方程根的取值范围的步骤是:首先列表,利用未知数的取值,根据一元二次方程的一般形式ax2+bx+c=0(a,b,c为常数,a≠0)分别计算ax2+bx+c的值,在表中找到使ax2+bx+c可能等于0的未知数的大致取值范围,然后再进一步在这个范围内取值,逐步缩小范围,直到所要求的精确度为止.(2)在估计一元二次方程根的取值范围时,当ax2+bx+c(a≠0)的值由正变负或由负变正时,x的取值范围很重要,因为只有在这个范围内,才能存在使ax2+bx+c=0成立的x的值,即方程的根.三、板书设计一元二次方程的解的估算,采用“夹逼法”:(1)先根据实际问题确定其解的大致范围;(2)再通过列表,具体计算,进行两边“夹逼”,逐步获得其近似解.“估算”在求解实际生活中一些较为复杂的方程时应用广泛.在本节课中让学生体会用“夹逼”的思想解决一元二次方程的解或近似解的方法.教学设计上,强调自主学习,注重合作交流,在探究过程中获得数学活动的经验,提高探究、发现和创新的能力.2.2用配方法求解一元二次方程第1课时用配方法求解简单的一元二次方程1.会用直接开平方法解形如(x+m)2=n(n>0)的方程;(重点)2.理解配方法的基本思路;(难点)3.会用配方法解二次项系数为1的一元二次方程.(重点)一、情景导入一块石头从20m高的塔上落下,石头离地面的高度h(m)和下落时间x(s)大致有如下关系:h=20-5x2,问石头经过多长时间落到地面?二、合作探究探究点一:用直接开平方法解一元二次方程用直接开平方法解下列方程:(1)x2-16=0; (2)3x2-27=0;(3)(x-2)2=9; (4)(2y-3)2=16.解析:用直接开平方法解方程时,要先将方程化成左边是含未知数的完全平方式,右边是非负数的形式,再根据平方根的定义求解.注意开方后,等式的右边取“正、负”两种情况.解:(1)移项,得x2=16.根据平方根的定义,得x=±4,即x1=4,x2=-4;(2)移项,得3x2=27.两边同时除以3,得x2=9.根据平方根的定义,得x=±3,即x1=3,x2=-3;(3)根据平方根的定义,得x-2=±3,即x-2=3或x-2=-3,所以x1=5,x2=-1;(4)根据平方根的定义,得2y-3=±4,即2y-3=4或2y-3=-4,所以y1=72,y2=-12.方法总结:直接开平方法是解一元二次方程的最基本的方法,它的理论依据是平方根的定义,它的可解类型有如下几种:①x2=a(a≥0);②(x+a)2=b(b≥0);③(ax+b)2=c(c≥0);④(ax+b)2=(cx+d)2(|a|≠|c|).探究点二:用配方法解二次项系数为1的一元二次方程用配方法解方程:x2+2x-1=0.解析:方程左边不是一个完全平方式,需将左边配方.解:移项,得x2+2x=1.配方,得x2+2x+(22)2=1+(22)2,即(x+1)2=2.开平方,得x+1=±2.解得x1=2-1,x2=-2-1.方法总结:用配方法解一元二次方程时,应按照步骤严格进行,以免出错.配方添加时,记住方程左右两边同时加上一次项系数一半的平方.三、板书设计用配方法解简单的一元二次方程:1.直接开平方法:形如(x+m)2=n(n≥0)用直接开平方法解.2.用配方法解一元二次方程的基本思路是将方程转化为(x+m)2=n(n≥0)的形式,再用直接开平方法,便可求出它的根.3.用配方法解二次项系数为1的一元二次方程的一般步骤:(1)移项,把方程的常数项移到方程的右边,使方程的左边只含二次项和一次项;(2)配方,方程两边都加上一次项系数一半的平方,把原方程化为(x +m )2=n (n ≥0)的形式;(3)用直接开平方法求出它的解.通过观察,思考,对比获得一元二次方程的解法——直接开平方法、配方法,领会降次——转化的数学思想.培养学生从不同角度进行探究的习惯和能力,使学生在数学活动中形成实事求是的态度以及独立思考的习惯.第2课时 用配方法求解较复杂的一元二次方程1.会用配方法解二次项系数不为1的一元二次方程;(重点) 2.能够熟练地、灵活地应用配方法解一元二次方程.(难点)一、情景导入某辆汽车在公路上行驶,它行驶的路程s (m)和时间t (s)之间的关系为:s =10t +3t 2,那么行驶200m 需要多长时间?二、合作探究探究点一:用配方法解二次项系数不为1的一元二次方程用配方法解方程:-12x 2+52x -54=0.解析:先把方程二次项的系数化为1,再配方成(x +m )2=n (n ≥0)的形式,最后开平方即可.解:方程两边同除以-12,得x 2-5x +52=0.移项,得x 2-5x =-52.配方,得x 2-5x +(-52)2=-52+(-52)2,即(x -52)2=154.两边开平方,得x -52=±152.即x -52=152或x -52=-152.所以x 1=5+152,x 2=5-152.易错提醒:用配方法解一元二次方程时,易出现以下错误:(1)方程一边忘记加常数项;(2)忘记将二次项系数化为1;(3)在二次项系数化为1时,常数项忘记除以二次项系数;(4)配方时,只在一边加上一次项系数一半的平方.探究点二:配方法的应用【类型一】 利用配方法求代数式的值已知a 2-3a +b 2-b 2+3716=0,求a -4b 的值.解析:观察方程可以知道,原方程可以用配方法转化为两个数的平方和等于0的形式,得到这两个数都为0,从而可求出a ,b 的值,再代入代数式计算即可.解:原等式可以写成:(a -32)2+(b -14)2=0.∴a -32=0,b -14=0,解得a =32,b =14.∴a -4b =32-4×14=-12. 方法总结:这类题目主要是配方法和非负数性质的综合应用,通过配方把等式转化为两个数的平方和等于0的形式是解题的关键.【类型二】利用配方法求代数式的最值或判定代数式的值与0的关系请用配方法说明:不论x 取何值,代数式x -5x +7的值恒为正. 解析:本题是要运用配方法将代数式化为一个平方式加上一个常数的形式.解:∵x 2-5x +7=x 2-5x +(52)2+7-(52)2=(x -52)2+34,而(x -52)2≥0,∴(x -52)2+34≥34.∴代数式x 2-5x +7的值恒为正.方法总结:对于代数式是一个关于x 的二次式且含有一次项,在求它的最值时,常常采用配方法,将原代数式变形为一个平方式加一个常数的形式,根据一个数的平方是一个非负数,从而就可以求出原代数式的最值.【类型三】利用配方法解决一些简单的实际问题如图,一块矩形土地,长是48m,宽是24m,现要在它的中央划一块矩形草地,四周铺上花砖路,路面宽都相等,草地面积占矩形土地面积的59,求花砖路面的宽.解析:若设花砖路面宽为x m,则草地的长与宽分别为(48-2x)m及(24-2x)m,根据等量关系:矩形草地的面积=59×矩形土地的面积,即可列一元二次方程求解.解:设花砖路面的宽为x m.根据题意,得(48-2x)(24-2x)=59×48×24.整理,得x2-36x=-128.配方,得x2-36x+(-18)2=-128+(-18)2,即(x-18)2=196.两边开平方,得x-18=±14.即x-18=14,或x-18=-14.所以x1=32(不合题意,舍去),x2=4.故花砖路面的宽为4m.方法总结:列一元二次方程解决实际问题时,一定要检验方程的根,这些根虽然满足所列的一元二次方程,但未必符合实际问题,因此,求出一元二次方程的解之后,要把不符合实际问题的解舍去.三、板书设计用配方法解二次项系数不为1的一元二次方程的步骤:(1)把原方程化为一般形式;(2)二次项系数化为1,方程两边都除以二次项系数;(3)移项,把常数项移到右边,使方程左边只含二次项和一次项;(4)配方,方程两边都加上一次项系数一半的平方;(5)用直接开平方法解方程.通过对比用配方法解二次项系数是1的一元二次方程,发现解二次项系数不是1的一元二次方程的方法,经历从简单到复杂的过程,对配方法全面认识.培养学生发现问题的能力,通过学生亲自解方程的感受与经验,总结成文,帮助学生养成系统整理知识的学习习惯.2.3 用公式法求解一元二次方程 第1课时 用公式法求解一元二次方程1.理解一元二次方程求根公式的推导过程; 2.会用公式法解一元二次方程;(重点)3.会用根的判别式b 2-4ac 判断一元二次方程根的情况及相关应用.(难点)一、情景导入如果这个一元二次方程是一般形式ax 2+bx +c =0(a ≠0),你能否用配方法的步骤求出它们的两根?请同学独立完成下面这个问题.问题:已知ax 2+bx +c =0(a ≠0),且b 2-4ac ≥0,试推导它的两个根x 1=-b +b 2-4ac2a,x 2=-b -b2-4ac 2a.二、合作探究探究点一:用公式法解一元二次方程方程3x 2-8=7x 化为一般形式是__________,其中a =________,b =________,c =________,方程的根为____________.解析:将方程移项可化为3x 2-7x -8=0.其中a =3,b =-7,c =-8,因为b 2-4ac =(-7)2-4×3×(-8)=145>0,代入求根公式可得x =7±1456.故答案分别为3x 2-7x -8=0,3,-7,-8,7±1456.方法总结:一元二次方程ax 2+bx +c =0(a ≠0)的根是由方程的系数a ,b,c 确定的,只要确定了系数a ,b ,c 的值,代入公式就可求得方程的根.用公式法解下列方程:(1)-3x 2-5x +2=0; (2)2x 2+3x +3=0; (3)x 2-2x +1=0.解析:先确定a ,b ,c 及b 2-4ac 的值,再代入公式求解即可. 解:(1)-3x 2-5x +2=0,3x 2+5x -2=0. ∵a =3,b =5,c =-2,∴b 2-4ac =52-4×3×(-2)=49>0,∴x =-5±492×3=-5±76,∴x 1=13,x 2=-2;(2)∵a =2,b =3,c =3,∴b 2-4ac =32-4×2×3=9-24=-15<0, ∴原方程没有实数根;(3)∵a =1,b =-2,c =1,∴b 2-4ac =(-2)2-4×1×1=0, ∴x =2±02×1=2±02,∴x 1=x 2=1.方法总结:用公式法解一元二次方程时,首先应将其变形为一般形式,然后确定公式中a ,b ,c 的值,再求出b 2-4ac 的值与“0”比较,最后利用求根公式求出方程的根(或说明其没有实数根).探究点二:一元二次方程根的判别式【类型一】 用根的判别式判断一元二次方程根的情况已知一元二次方程x +x =1,下列判断正确的是( ) A .该方程有两个相等的实数根 B .该方程有两个不相等的实数根 C .该方程无实数根D .该方程根的情况不确定 解析:原方程变形为x 2+x -1=0.∵b 2-4ac =12-4×1×(-1)=5>0,∴该方程有两个不相等的实数根,故选B.方法总结:判断一元二次方程根的情况的方法:利用根的判别式判断一元二次方程根的情况时,要先把方程转化为一般形式ax 2+bx +c =0(a ≠0).当b 2-4ac >0时,方程有两个不相等的实数根;当b 2-4ac =0时,方程有两个相等的实数根;当b 2-4ac <0时,方程无实数根.【类型二】 根据方程根的情况确定字母的取值范围若关于x 的一元二次方程kx -2x -1=0,有两个不相等的实数根,则k 的取值范围是( )A .k >-1B .k >-1且k ≠0C .k <1D .k <1且k ≠0解析:由根的判别式知,方程有两个不相等的实数根,则b 2-4ac >0,同时要求二次项系数不为0,即⎩⎪⎨⎪⎧(-2)2-4·k ·(-1)>0,k ≠0.解得k >-1且k ≠0,故选B. 易错提醒:利用b 2-4ac 判断一元二次方程根的情况时,容易忽略二次项系数不能等于0这一条件,本题中容易误选A.【类型三】 根的判别式与三角形的综合应用已知a,b,c分别是△ABC的三边长,当m>0时,关于x的一元二次方程c(x2+m)+b(x2-m)-2m ax=0有两个相等的实数根,请判断△ABC的形状.解析:先将方程转化为一般形式,再根据根的判别式确定a,b,c之间的关系,即可判定△ABC的形状.解:将原方程转化为一般形式,得(b+c)x2-2m ax+(c-b)m=0.∵原方程有两个相等的实数根,∴(-2m a)2-4(b+c)(c-b)m=0,即4m(a2+b2-c2)=0.又∵m≠0,∴a2+b2-c2=0,即a2+b2=c2.根据勾股定理的逆定理可知△ABC为直角三角形.方法总结:根据一元二次方程根的情况,利用判别式得到关于一元二次方程系数的等式或不等式,再结合其他条件解题.三、板书设计用公式法解一元二次方程⎩⎪⎨⎪⎧求根公式:x=-b±b2-4ac2a(a≠0,b2-4ac≥0)用公式法解一元二次方程的一般步骤⎩⎪⎨⎪⎧①化为一般形式②确定a,b,c的值③求出b2-4ac④利用求根公式求解一元二次方程根的判别式经历从用配方法解数字系数的一元二次方程到解字母系数的一元二次方程,探索求根公式,发展学生合情合理的推理能力,并认识到配方法是理解求根公式的基础.通过对求根公式的推导,认识到一元二次方程的求根公式适用于所有的一元二次方程,操作简单.体会数式通性,感受数学的严谨性和数学结论的确定性.提高学生的运算能力,并养成良好的运算习惯.第2课时 利用一元二次方程解决面积问题1.能够建立一元二次方程模型解决有关面积的问题;(重点、难点) 2.能根据具体问题的实际意义检验结果的合理性.(难点)一、情景导入如图,在宽为20m ,长为32m 的矩形地面上,修筑同样宽的两条平行且与另一条相互垂直的道路,余下的六个相同的部分作为耕地,要使得耕地的面积为5000m 2,道路的宽为多少?二、合作探究探究点:利用一元二次方程解决面积问题如图所示,某幼儿园有一道长为16m 的墙,计划用32m 长的围栏靠墙围成一个面积为120m 2的矩形草坪ABCD ,求该矩形草坪BC 边的长.解析:若设BC 长为x m ,则宽AB 可表示为32-x2m ,由矩形的面积公式“面积=长×宽”可列方程求解.解:设矩形草坪BC 边的长为x m ,则宽AB 为32-x2m.根据题意,得x ·32-x2=120.解得x 1=12,x 2=20.又由题意知BC ≤16,∴x =20不符合题意,应该舍去. ∴该矩形草坪BC 边的长为12m.方法总结:(1)结合图形分析数量关系是解决面积等几何问题时的关键;(2)注意检验一元二次方程的根是否符合题意.将一条长20cm 的铁丝剪成两段,并以每一段铁丝的长度为周长做成一个正方形.(1)要使这两个正方形的面积之和等于17cm 2,那么这段铁丝剪成两段后的长度分别是多少?(2)两个正方形的面积之和可能等于12cm 2吗?若能,求出两段铁丝的长度;若不能,请说明理由.解析:做成的是两个正方形,且已知两个正方形的面积之和,只需设出正方形的边长或用未知数表示出边长,列方程解答即可.解:设一个正方形的周长为x cm ,则另一个正方形的周长为(20-x )cm.(1)由题意可列方程(x4)2+(20-x 4)2=17.解此方程,得x 1=16,x 2=4.所以两段铁丝的长度分别为16cm 和4cm ; (2)由题意可列方程(x4)2+(20-x 4)2=12,此方程化为一般形式为x 2-20x +104=0.∵b 2-4ac =(-20)2-4×1×104=-16<0, ∴此方程无解.∴两个正方形的面积之和不可能等于12cm 2.方法总结:对于生活中的应用题,首先要全面理解题意,然后根据实际问题的要求,确定用哪些数学知识和方法解决,如本题用方程思想和一元二次方程的根的判定方法来解决.三、板书设计列一元二次方程解应用题的一般步骤可以归结为“审,设,列,解,检,答”六个步骤: (1)审:审题要弄清已知量和未知量,问题中的等量关系; (2)设:设未知数,有直接和间接两种设法,因题而异;(3)列:列方程,一般先找出能够表达应用题全部含义的一个相等关系,列代数式表示相等关系中的各个量,即可得到方程;(4)解:求出所列方程的解;(5)检:检验方程的解是否正确,是否保证实际问题有意义; (6)答:根据题意,选择合理的答案.经历列方程解决实际问题的过程,体会一元二次方程是刻画现实世界中数量关系的一个有效数学模型.通过学生创设解决问题的方案,增强学生的数学应用意识和能力.2.4用因式分解法求解一元二次方程1.了解因式分解法的解题步骤,能用因式分解法解一元二次方程;(重点)2.能根据具体一元二次方程的特征,灵活选择方程的解法.(难点)一、情景导入王庄村在测量土地时,发现了一块正方形的土地和一块矩形的土地,矩形土地的宽和正方形的边长相等,矩形土地的长为80m,工作人员说,正方形土地的面积是矩形面积的一半.你能帮助工作人员计算一下正方形土地的面积吗?二、合作探究探究点一:用因式分解法解一元二次方程方程(x-3)(x+1)=x-3的解是()A.x=0 B.x=3C.x=3或x=-1 D.x=3或x=0解析:把(x-3)看成一个整体,利用因式分解法解方程,原方程变形,得(x-3)(x+1)-(x-3)=0,所以(x-3)(x+1-1)=0,即x-3=0或x=0,所以原方程的解为x1=3,x2=0.故答案为D.易错提醒:解形如ax2=bx的方程,千万不可以在方程的两边同时除以x,得到x=ba,这样会产生丢根现象,只能提公因式,得到x1=0,x2=ba.如本题中易出现在方程两边同除以(x-3),从而得到x=0的错误.探究点二:选用适当的方法解一元二次方程用适当的方法解方程:(1)3x(x+5)=5(x+5);(2)3x2=4x+1;(3)5x2=4x-1.解:(1)原方程可变形为3x(x+5)-5(x+5)=0,即(x+5)(3x-5)=0,∴x+5=0或3x-5=0,∴x1=-5,x2=53;(2)将方程化为一般形式,得3x2-4x-1=0.这里a =3,b =-4,c =-1,∴b 2-4ac =(-4)2-4×3×(-1)=28>0, ∴x =4±282×3=4±276=2±73,∴x 1=2+73,x 2=2-73;(3)将方程化为一般形式,得5x 2-4x +1=0. 这里a =5,b =-4,c =1,∴b 2-4ac =(-4)2-4×5×1=-4<0, ∴原方程没有实数根.方法总结:解一元二次方程时,若没有具体的要求,应尽量选择最简便的方法去解,能用因式分解法或直接开平方法的选用因式分解法或直接开平方法;若不能用上述方法,可用公式法求解.在用公式法时,要先计算b 2-4ac 的值,若b 2-4ac <0,则判断原方程没有实数根.没有特殊要求时,一般不用配方法.三、板书设计用因式分解法求解一元二次方程⎩⎪⎨⎪⎧步骤⎩⎪⎨⎪⎧①移项,将方程的右边化为0②把方程的左边分解成两个一次因式的积③令每个因式分别等于0,得到两 个一元一次方程④解这两个一元一次方程选用适当的方法解一元二次方程经历因式分解法解一元二次方程的探索过程,发展学生合情合理的推理能力.积极探索方程不同的解法,体验解决问题方法的多样性.通过交流发现最优解法,在学习活动中获得成功的体验.*2.5 一元二次方程的根与系数的关系1.掌握一元二次方程的根与系数的关系;(重点) 2.会利用根与系数的关系解决有关的问题.(难点)一、情景导入 解下列方程,将得到的解填入下面的表格中,你发现表格中两个解的和与积和原来的方程有什么联系?(1)x 2-2x =0; (2)x 2+3x -4=0; (3)x 2-5x +6=0.二、合作探究探究点一:一元二次方程的根与系数的关系利用根与系数的关系,求方程3x 2+6x -1=0的两根之和、两根之积. 解析:由一元二次方程根与系数的关系可求得. 解:这里a =3,b =6,c =-1.Δ=b 2-4ac =62-4×3×(-1)=36+12=48>0, ∴方程有两个实数根.设方程的两个实数根是x 1,x 2, 那么x 1+x 2=-2,x 1·x 2=-13.方法总结:如果方程ax 2+bx +c =0(a ≠0)有两个实数根x 1,x 2,那么x 1+x 2=-ba ,x 1x 2=c a.探究点二:一元二次方程的根与系数的关系的应用 【类型一】 利用根与系数的关系求代数式的值设x1,x2是方程2x2+4x-3=0的两个根,利用根与系数的关系,求下列各式的值:(1)(x1+2)(x2+2);(2)x2x1+x1x2.解析:先确定a,b,c的值,再求出x1+x2与x1x2的值,最后将所求式子做适当变形,把x1+x2与x1x2的值整体代入求解即可.解:根据根与系数的关系,得x1+x2=-2,x1x2=-32.(1)(x1+2)(x2+2)=x1x2+2(x1+x2)+4=-32+2×(-2)+4=-32;(2)x2x1+x1x2=x22+x12x1x2=(x1+x2)2-2x1x2x1x2=(-2)2-2×(-32)-32=-143.方法总结:先确定a,b,c的值,再求出x1+x2与x1x2的值,最后将所求式子做适当的变形,把x1+x2与x1x2的值整体代入求解即可.【类型二】已知方程一根,利用根与系数的关系求方程的另一根已知方程5x+kx-6=0的一个根为2,求它的另一个根及k的值.解析:由方程5x2+kx-6=0可知二次项系数和常数项,所以可根据两根之积求出方程另一个根,然后根据两根之和求出k的值.解:设方程的另一个根是x1,则2x1=-65,∴x1=-35.又∵x1+2=-k5,∴-35+2=-k5,∴k=-7.方法总结:对于一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0,b2-4ac≥0),当已知二次项系数和常数项时,可求得方程的两根之积;当已知二次项系数和一次项系数时,可求得方程的两根之和.【类型三】判别式及根与系数关系的综合应用已知α、β是关于x的一元二次方程x2+(2m+3)x+m2=0的两个不相等的实数根,且满足1α+1β=-1,求m的值.解析:利用韦达定理表示出α+β,αβ,再由1α+1β=-1建立方程,求解m的值.解:∵α、β是方程的两个不相等的实数根,∴α+β=-(2m+3),αβ=m2.又∵1α+1β=α+βαβ=-(2m+3)m2=-1,化简整理,得m2-2m-3=0.解得m=3或m=-1.。
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利用配方法求代数式最值
代数式的最值问题是数学中常见的问题之一,解决这类问题的方法之一就是利用配方法。
配方法是一种将代数式转化为完全平方或完全立方的方法,通过配方可以使得求最值问题变得更加简单。
本文将介绍如何利用配方法求代数式的最值,并给出具体的步骤和示例。
一、配方法的基本思想
配方法的基本思想是将代数式转化为完全平方或完全立方的形式,这样可以将原来复杂的表达式简化为更容易求解的形式。
具体来说,配方的目的是寻找一个适当的变量替换,使得原式可以化简为一个平方或立方的和或差。
二、配方法的步骤
下面以一个具体的例子来说明配方法的步骤。
例子:求解代数式 f(x)=x^2-6x+5 的最小值。
步骤一:判断是否可以使用配方法。
只有当代数式中含有完全平方或完全立方的项时,才可以使用配方法。
在这个例子中,f(x)中含有一个完全平方项x^2,所以可以使用配方法。
步骤二:将代数式进行配方。
配方的目的是将代数式转化为完全平方或完全立方的形式。
在这个例子中,我们需要将f(x)=x^2-6x+5
进行配方。
将代数式中的二次项 x^2 和一次项 -6x 分别移项,并添加一个常数项,即:
f(x)=x^2-6x+5
=x^2-6x+9-9+5
=(x-3)^2+1
步骤三:化简代数式。
将代数式化简为最简形式,即:
f(x)=(x-3)^2+1
步骤四:分析配方结果。
从配方结果中可以看出,(x-3)^2 是一个完全平方项,且它的最小值为0。
所以 f(x) 的最小值为 0+1=1。
三、配方法的应用
除了求解最值问题外,配方法还可以用于求解其他类型的代数问题,如求解方程、求解不等式等。
下面以一个求解方程的例子来说明配方法的应用。
例子:求解方程 x^2-6x+5=0。
步骤一:将方程进行配方。
将方程两边同时加上一个常数项,即:
x^2-6x+5+4=4
(x-3)^2+1=4
步骤二:化简方程。
将方程化简为最简形式,即:
(x-3)^2=3
步骤三:求解方程。
由于方程中含有一个完全平方项,所以可以得到两个解:
x-3=±√3
x=3±√3
配方法是一种将代数式转化为完全平方或完全立方的方法,通过配方可以使得求最值问题变得更加简单。
本文介绍了配方法的基本思想、步骤和应用,并给出了具体的例子进行说明。
在解决代数式最值问题时,可以尝试使用配方法,从而简化问题,得到更加简洁的解答。