一元二次方程的起源与应用一年七班 唐梦雷一、定义:(quadratic equation of one variable )是指含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的整式方程叫做一元二次方程。
二、 起源在公元前两千年左右,一元二次方程及其解法已出现于古巴比伦人的泥板文书中:求出一个数使它与它的倒数之和等于一个已给数.可见巴比伦人已知道一元二次方程并知道了求根公式。
但他们当时并不接受负数,所以负根是略而不提的。
埃及的纸草文书中也涉及到最简单的二次方程,在公元前4、5世纪时,古中国也已掌握了一元二次方程的求根公式。
希腊的丢番图(246-330)却只取二次方程的一个正根,即使遇到两个都是正根的情况,他亦只取其中之一。
公元628年,从印度的婆罗摩笈多写成的《婆罗摩修正体系》中,得到二次方程二次项系数为一的一个求根公式。
在阿拉伯阿尔.花拉子米的《代数学》中讨论到方程的解法,解出了一次、二次方程,其中涉及到六种不同的形式,令 a 、b 、c 为正数。
把二次方程分成不同形式作讨论,是依照丢番图的做法。
阿尔.花拉子米除了给出二次方程的几种特殊解法外,还第一次给出二次方程的一般解法,承认方程有两个根,并有无理根存在,但却未有虚根的认识。
十六世纪意大利的数学家们为了解三次方程而开始应用复数根。
韦达(1540-1603)除已知一元方程在复数范围内恒有解外,还给出根与系数的关系。
我国《九章算术.勾股》章中的第二十题是通过求相当于的正根而解决的。
我国数学家还在方程的研究中应用了内插法。
三、一元二次方程的广泛应用例1:下列关于x 的方程,哪些是一元二次方程?(1)3522=+x ;(2)062=-x x ;(3)5=+x x ;(4)02=-x ; (5)12)3(22+=-x x x ;(6)2273x x = ;(7)312=+xx ;(8)522=+y x 注意点:①二次项系数不为“0”; ②未知数指数为“2”; ③是整式方程;④只含有一个未知数.例1:当k 时,关于x 的方程3222+=+x x kx 是一元二次方程。
例2:方程()0132=+++mx x m m 是关于x 的一元二次方程,则m 的值为 。
例3:若方程()112=∙+-x m x m 是关于x 的一元二次方程,则m 的取值范围是 。
例4:若方程nx m +x n -2x 2=0是一元二次方程,则下列不可能的是( )A.m=n=2B.m=2,n=1C.n=2,m=1D.m=n=1(一)、一元二次方程的一般形式:)0(02≠=++a c bx ax ,它的特征是:等式左边是一个关于未知数x 的二次多项式,等式右边是零,其中2ax 叫做二次项,a 叫做二次项系数;bx 叫做一次项,b 叫做一次项系数;c 叫做常数项。
例1:方程782=x 的一次项系数是 ,常数项是 。
例2:(2012•洪山区模拟)若将一元二次方程x x 4232-=--化成一般形式)0(02 a c bx ax =++后,一次项和常数项分别是 ;例3:一元二次方程()()0112=++++c x b x a 化为一般式后为01232=-+x x ,试求222c b a -+的值的算术平方根?(二)、方程的解:使方程两边相等的未知数的值,就是方程的解。
(简而言之:将该方程的解,代入原方程可以得到一个等式)例1:(2013•牡丹江)若关于x 的一元二次方程为052=++bx ax (a ≠0)的解是1=x ,则b a --2013的值是 。
例2:(2012•鄂尔多斯)若a 是方程0322=--x x 的一个解,则a a 362-的值为( )A .3B .-3C .9D .-9例3:关于x 的一元二次方程()04222=-++-a x x a 的一个根为0,则a 的值为 。
例4:已知方程0102=-+kx x 的一根是2,则k 为 ,另一根是 。
(三)解一元二次方程的解法:①直接开方法;②因式分解法;③配方法;④公式法①直接开方法:()m x m m x ±=⇒≥=,02对于()m a x =+2,()()22n bx m ax +=+等形式均适用直接开方法 例1、解方程:();08212=-x ()216252x -=0; ()();09132=--x 例2、若()()2221619+=-x x ,则x 的值为 。
下列方程无解的是( )A.12322-=+x xB.()022=-x C.x x -=+132 D.092=+x ②配方法:()002≠=++a c bx ax 222442a ac b a b x -=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⇒ 在解方程中,多不用配方法;但常利用配方思想求解代数式的值或极值之类的问题。
例1:试用配方法说明322+-x x 的值恒大于0。
例2:已知x 、y 为实数,求代数式74222+-++y x y x 的最小值。
例3:已知,x、y y x y x 0136422=+-++为实数,求y x 的值。
例4:若912322-+--=x x t ,则t 的最大值为 ,最小值为 。
③公式法:条件:()04,02≥-≠ac b a 且 a ac b b x 242-±-=,()04,02≥-≠ac b a 且例1:(1)01322=--x x ; (2)()0122=++x x ; (3)0252=++x x ④因式分解法:()()021=--x x x x 21,x x x x ==⇒或十字相乘法:左边可以分解为两个一次因式的积,右边为“0”,如()()22n bx m ax +=+,()()()()c x a x b x a x ++=++ , 例1:()()3532-=-x x x 的根为( )A 25=xB 3=xC 3,2521==x x D 52=x 例2:方程062=-+x x 的解为( )A.2321=-=,x xB.2321-==,x xC.3321-==,x xD.2221-==,x x 例3:解方程: ()04321322=++++x x例4:已知023222=--y xy x ,且0,0>>y x ,则yx y x -+的值为 例5:选择适当方法解下列方程:⑴().6132=+x ⑵()().863-=++x x ⑶0142=+-x x⑷01432=--x x ⑸()()()()5211313+-=+-x x x x四、专项训练:(一)整体思想:整体思想方法是指用“全局”的眼光,把某些式子或图形看成一个整体,把握已知和所求之间的关联,进行有目的、有意识的整体处理来解决问题的方法.利用整体思想往往能够避免局部思考带来的困惑.例1:若()()044342=-+++y x y x ,则4x+y= 。
例2:()()=+=-+-+2222222,06b a b a b a 则 。
例3:若()()032=+--+y x y x ,则x+y=例4:若142=++y xy x ,282=++x xy y ,则x+y= 。
例5:已知322-+y y 的值为2,则1242++y y =例6:(苏州市)若220x x --=,求1)(222---x x x x 的值? (二)降次的思想:通过变形,把高次项逐步转化为一次式或常数,从而达到降次的目的例1:解方程02323=+-x x x例2:如果012=-+x x ,那么代数式7223-+x x 的值。
例3:已知a 是一元二次方程0132=+-x x 的一根,求1152223++--a a a a 的值。
例4:解方程组⎩⎨⎧=+-=-)2(.065)1(,6222y xy x y x(三)当一元二次方程的解为“1”或“-1”时对于一元二次方程的一般形式02=++c bx ax (0≠a ),如果有一个根为1,则0=++c b a ;如果有一个根为-1,则0=+-c b a ;反之也成立;巧求方程的解:①085132=--x x ②02113342=-+x x例1:已知关于x 的一元二次方程()002≠=++a c bx ax 的系数满足b c a =+,则此方程必有一根为 。
例2:方程()()02=-+-+-a c x c b x b a 的一个根为( )A 1-B 1C c b -D a -(四)判别式“∆”的应用判别式:根据一元二次方程的系数,判断该方程是否有实数根例1:(2013•珠海)一元二次方程:①0322=++x x ,②0322=--x x .下列说法正确的是( )A .①②都有实数解B .①无实数解,②有实数解C .①有实数解,②无实数解D .①②都无实数解例2:若关于x 的方程0122=-+x k x 有两个不相等的实数根,则k 的取值范围是 。
例3:(2013•潍坊)已知关于x 的方程()0112=--+x k kx ,下列说法正确的是( )A .当k =0时,方程无解B .当k =1时,方程有一个实数解C .当k =-1时,方程有两个相等的实数解D .当k ≠0时,方程总有两个不相等的实数解.例4:(2013•六盘水)已知关于x 的一元二次方程()01212=+--x x k 有两个不相等的实数根,则k 的取值范围是 。
例5:关于x 的方程()0212=++-m mx x m 有实数根,则m 的取值范围是( )A.10≠≥m m 且B.0≥mC.1≠mD.1>m例6:已知关于x 的方程()0222=++-k x k x(1)求证:无论k 取何值时,方程总有实数根;(2)若等腰∆ABC 的一边长为1,另两边长恰好是方程的两个根,求∆ABC 的周长。
例7:m 为何值时,方程组⎩⎨⎧=+=+.3,6222y mx y x 有两个不同的实数解?有两个相同的实数解(五)韦达定理:法国数学家韦达最早发现代数方程的根与系数之间有这种关系,因此,人们把这个关系称为韦达定理。
对于02=++c bx ax 而言,当满足①0≠a 、②0≥∆时,才能用韦达定理。
ac x x a b x x =-=+2121, 注意:切记盲目用韦达定理,而忽视了0≥∆例1:(2013•雅安)已知21,x x 是一元二次方程022=-x x 的两根,则21x x +的值是( )A .0B .2C .-2D .4例2:(2013•天门)已知α,β是一元二次方程0252=--x x 的两根,那么α2+αβ+β2的值为( )A .-1B .9C .23D .27例3:已知一个直角三角形的两直角边长恰是方程07822=+-x x 的两根,那么这个直角三角形的斜边长是( ) A.3 B.3 C.6 D.6例4:(2013•泸州)已知21,x x 是一元二次方程0332=-+x x 的两个实数根,则2112x x x x +的值为( ) A .5 B .-5 C .1 D .-1例5:已知b a ≠,0122=--a a ,0122=--b b ,求=+b a例6:若0122=--a a ,0122=--b b ,则ab b a +的值为 。