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题新知依据 型多法可循

2022-05-30陈奕含

初中生世界·九年级 2022年9期
关键词:三边等腰三角一元二次方程

陈奕含

一元二次方程是初中阶段所学的最后一类方程。其独有的二次结构特征、根的判别式、根与系数的关系等内容,让它成为中考命题的热点。下面就选取近几年中考中出现的新题型加以分析,帮助同学们抓住题目的本质特征,以不变应万变。

一、正解错题型

例1 (2021·贵州遵义)在解一元二次方程x2+px+q=0时,小红看错了常数项q,得到方程的两个根是-3、1。小明看错了一次项系数p,得到方程的两个根是5、-4。则原来的方程是()。

A.x2+2x-3=0

B.x2+2x-20=0

C.x2-2x-20=0

D.x2-2x-3=0

【分析】题中两人都分别看错了方程中的一部分,得到了两个根。结合根与系数的关系,可以得到没看错的正确的系数,问题便迎刃而解。

解:因为小红看错了q,但没看错p,所以得到两根之和=(-3)+1=-2=-p。

因为小明看错了p,但没看错q,所以得到两根之积=5×(-4) =-20=q。

解得p=2,q=-20。

故选B。

【点评】本题考查了根与系数的关系:若x1、x2是一元二次方程ax2+bx+c=0 (a、b、c为常数,a≠0)的两根时,x1+x2=[-ba],x1x2=[ca]。抓住题目中的不变量——没看错的系数,即可转化为常规问题进行求解。

二、降次转化型

例2 (2022·四川内江)已知x1、x2是关于x的方程x2-2x+k-1=0的两实数根,且[x2x1]+[x1x2]=x12+2x2-1,则k的值为。

【分析】根据x1、x2是一元二次方程x2-2x+k-1=0的两实数根,可知x1+x2=2,x1x2=k-1。因为x1是方程的根,所以x12-2x1+k-1=0,然后就可以用只含有x1的一次项的代数式表示x12。把[x2x1][+x1x2]=x12+2x2-1进行变形:左边通分,右边降次,再整体代入x1+x2、x1x2即可得解。最后,我们不要忘记检验求出的k值是否符合题意。

【解答】∵x1、x2是关于x的方程x2-2x+k-1=0的两实数根,

∴x1+x2=2,x1x2=k-1,

x12-2x1+k-1=0。

∴x12=2x1-k+1。

∵[x2x1][+x1x2]=x12+2x2-1,

∴[(x1+x2)2-2x1x2x1x2]=2(x1+x2)-k。

∴[22-2(k-1)k-1]=4-k。

解得k=2或k=5。

当k=2时,关于x的方程为x2-2x+1=0,b2-4ac=0,符合题意;

当k=5时,关于x的方程为x2-2x+4=0,b2-4ac=-12<0,方程无实数解,不符合题意。

∴k=2。

【点评】本题主要考查一元二次方程根与系数的关系,解题的关键是掌握一元二次方程根与系数的关系,从而得出x1+x2=2,x1x2=k-1。由于已知等式右边包含单独一个根的平方形式,可根据方程解的定义将x12降次,转化成x1+x2的形式。再用整体代入法得到关于k的方程,进而完成求解。最后,我们一定要注意,只要是求一元二次方程中未知系数的值,一定要将该系数代入原方程检验是否有实数根。

三、分类讨论型

例3 (2020·山东菏泽)等腰三角形的一边长是3,另两边的长是关于x的方程x2-4x+k=0的两个根,则k的值为()。

A.3B.4C.3或4 D.7

【分析】已知等腰三角形的一边长是3,可以作为等腰三角形的腰,也可以作为底边,需要分类讨论。当3为腰长时,将x=3代入原一元二次方程得k的值;当3为底边长时,利用等腰三角形的性质可知原方程将拥有两个相等的实数根,即判别式b2-4ac=0,从而得出k值。两种情况得到的k值都必须带回原方程求出方程的解,并判断三边是否能组成三角形。

解:(1) 当3为腰长时,将x=3代入x2-4x+k=0,

得32-4×3+k=0,解得k=3。

当k=3时,原方程为x2-4x+3=0。

解得x1=1,x2=3。

此时三边长为1、3、3,能构成三角形,符合题意。

(2) 当3为底边长时,关于x的方程x2-4x+k=0有两个相等的实数根,

∴b2-4ac=(-4)2-4×1×k=0,

解得k=4。

当k=4时,原方程为x2-4x+4=0。

解得x1=x2=2。

此时三边长为2、2、3,能构成三角形,符合题意。

综上所述,k的值为3或4。

故选C。

【点评】本题通过等腰三角形的性质为切入口进行分类讨论,主要考查了一元二次方程根的判别式和一元二次方程的解。需要注意,與三角形三边长相关的问题,最后一定要用三角形三边关系来验证是否能构成三角形。

四、数形结合型

例4 (2019·宁夏)你知道吗,对于一元二次方程,我国古代数学家还研究过其几何解法呢!以方程x2+5x-14=0即x(x+5)=14为例加以说明。数学家赵爽在其所著的《勾股圆方图注》中记载的方法是:构造图(如图1)中大正方形的面积是(x+x+5)2,其中它又等于四个矩形的面积加上中间小正方形的面积,即4×14+52,据此易得x=2。那么在图2的三个构图(矩形的顶点均落在边长为1的小正方形网格格点上)中,能够说明方程x2-4x-12=0的正确构图是 _______ 。(只填序号)

【分析】仿照题中的案例,x2-4x-12=0要正确构图,得先变形为x(x-4)=12。所以构造的大正方形的边长为x+x-4,外侧的4个矩形长、宽分别是x和x-4,中间的小正方形的边长是4。通过大正方形面积的两种表示方式得出x的值,即可得解。

解:∵x2-4x-12=0,即x(x-4)=12,

∴构造如图2②中大正方形的面积是(x+x-4)2,它中间的小正方形边长为4。

又∵大正方形的面积也等于四个矩形的面积加上中间小正方形的面积,即4×12+42,

∴有(x+x-4)2=4×12+42。

解得x=6。

答案为②。

【点评】本题通过数形结合的方式,考查了一元二次方程的应用。运用类比的方法,构造出合适的大正方形是解题的关键。

(作者单位:江苏省南京市第二十九中学初中部)

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