三、解答题(共102分)
17. 解下列一元二次方程(每题5分,共20分):
(1) $x^2 - 3x + 2 = 0$;
(2) $(3x - 2)^2 = (x + 4)^2$;
(3) $2x^2 - 3x - 1 = 0$;
(4) $(x - 5)^2 = 2(x - 5)$。
答案:17. (1) $x_1=1,x_2=2$ (2) $x_1=3,x_2=-\frac{1}{2}$ (3) $x_1=\frac{3+\sqrt{17}}{4},x_2=\frac{3-\sqrt{17}}{4}$ (4) $x_1=5,x_2=7$
解析:
【分析】
解一元二次方程需先观察方程结构选择最简便的解法:(1)方程左边是可十字相乘的二次三项式,优先用因式分解法;(2)左右两边均为完全平方式,移项后用平方差公式因式分解,可避免展开计算的繁琐;(3)方程左边无法直接因式分解,选择公式法,先确定系数a、b、c,计算判别式后代入求根公式即可;(4)方程两边有公共因式(x-5),移项后提取公因式因式分解,注意不要直接两边除以(x-5)避免漏根。
【解析】
(1) 对$x^2 - 3x + 2 = 0$因式分解得:
$(x-1)(x-2)=0$
令$x-1=0$或$x-2=0$,
解得$x_1=1$,$x_2=2$。
(2) 移项得:
$(3x-2)^2 - (x+4)^2=0$
由平方差公式因式分解得:
$[(3x-2)+(x+4)][(3x-2)-(x+4)]=0$
化简得$(4x+2)(2x-6)=0$,
令$4x+2=0$或$2x-6=0$,
解得$x_1=3$,$x_2=-\frac{1}{2}$。
(3) 对$2x^2 - 3x - 1 = 0$,可知$a=2$,$b=-3$,$c=-1$,
计算判别式:$\Delta = b^2-4ac = (-3)^2 - 4×2×(-1)=17>0$,
代入求根公式$x=\frac{-b\pm\sqrt{\Delta}}{2a}$得:
$x=\frac{3\pm\sqrt{17}}{4}$
即$x_1=\frac{3+\sqrt{17}}{4}$,$x_2=\frac{3-\sqrt{17}}{4}$。
(4) 移项得:
$(x-5)^2 - 2(x-5)=0$
提取公因式$(x-5)$得:
$(x-5)(x-5-2)=0$
化简得$(x-5)(x-7)=0$,
令$x-5=0$或$x-7=0$,
解得$x_1=5$,$x_2=7$。
【答案】
(1) $x_1=1,x_2=2$;(2) $x_1=3,x_2=-\frac{1}{2}$;(3) $x_1=\frac{3+\sqrt{17}}{4},x_2=\frac{3-\sqrt{17}}{4}$;(4) $x_1=5,x_2=7$
【知识点】
一元二次方程解法、因式分解法、公式法
【点评】
本题是一元二次方程解法的基础题,核心考察不同解法的灵活选择,优先使用因式分解法可降低计算量,解题时需注意不要随意约去含未知数的因式,避免出现漏根的错误。
【难度系数】
0.8
18. (8分)如图,已知四边形ABCD内接于圆O,∠A=110°,BD=CD.
(1)求∠DBC的度数;
(2)若⊙O的半径为6,求$\overset{\frown}{BC}$的长.

答案:18. (1) $70°$ (2) $\frac{8π}{3}$
解析:
【分析】
(1) 第一问先利用圆内接四边形对角互补的性质,求出∠BCD的度数,再结合BD=CD可知△BCD是等腰三角形,底角∠DBC与∠BCD相等,即可求出∠DBC的度数;
(2) 第二问先根据三角形内角和求出弧BC对应的圆周角∠BDC的度数,再由圆周角定理得到弧BC对应的圆心角,最后代入弧长公式即可求出$\overset{\frown}{BC}$的长度。
【解析】
(1)
∵四边形ABCD内接于$\odot O$,根据圆内接四边形对角互补的性质,
∴$∠ BAD+∠ BCD=180°$,
已知$∠ BAD=110°$,
∴$∠ BCD=180°-110°=70°$,
又
∵$BD=CD$,
∴$△ BCD$为等腰三角形,$∠ DBC=∠ BCD$,
∴$∠ DBC=70°$。
(2) 在$△ BCD$中,根据三角形内角和为$180°$,
∴$∠ BDC=180°-∠ DBC-∠ BCD=180°-70°-70°=40°$,
$∠ BDC$是$\overset{\frown}{BC}$所对的圆周角,根据圆周角定理:同弧所对的圆心角是圆周角的2倍,
∴$\overset{\frown}{BC}$所对的圆心角为$2×40°=80°$,
已知$\odot O$的半径$r=6$,根据弧长公式$l=\frac{nπ r}{180}$($n$为圆心角度数),
可得$\overset{\frown}{BC}$的长为$\frac{80×π×6}{180}=\frac{8π}{3}$。
【答案】
(1) $70°$;(2) $\frac{8π}{3}$
【知识点】
圆内接四边形的性质,圆周角定理,弧长计算
【点评】
本题是圆的基础综合题,解题的核心是熟练掌握圆的相关性质和弧长计算公式,解题思路清晰,难度较低。
【难度系数】
0.7
19. (8分)已知一元二次方程$(k-2)x^2 -4x +2=0$有两个实数根.
(1) 求$k$的取值范围.
(2) 如果$k$是符合条件的最大整数,且一元二次方程$x^2 -4x +k=0$与$x^2 +mx -1=0$有一个相同的根,求此时$m$的值.
(3) 若$x_1^2 +x_2^2 -x_1x_2=0$,求$k$的值.
答案:19. (1) $k≤4$且$k≠2$ (2) $m=-\frac{3}{2}$ (3) $k=\frac{14}{3}$
解析:
【分析】
(1) 首先明确一元二次方程的二次项系数不能为0,再结合方程有两个实数根的条件,判别式Δ≥0,联立两个不等式即可求出k的取值范围。
(2) 先根据(1)中得到的k的范围,确定符合条件的最大整数k,代入第一个方程求出公共根,再将公共根代入第二个方程即可求出m的值。
(3) 利用一元二次方程根与系数的关系,将待求式变形为用两根之和、两根之积表示的形式,代入后列方程求解k即可。
【解析】
(1)
∵方程$(k-2)x^2 -4x +2=0$是一元二次方程,
∴二次项系数$k-2≠0$,即$k≠2$。
又
∵方程有两个实数根,
∴判别式$\Delta = b^2-4ac = (-4)^2 - 4×(k-2)×2 ≥ 0$,
计算得:$16 - 8(k-2) ≥ 0$,
$16 -8k +16 ≥ 0$,
$32 -8k ≥ 0$,
解得$k ≤ 4$。
综上,$k$的取值范围是$k≤4$且$k≠2$。
(2) 由(1)可知,符合条件的最大整数$k=4$,
将$k=4$代入方程$x^2 -4x +k=0$得:$x^2 -4x +4=0$,
因式分解得$(x-2)^2=0$,解得$x_1=x_2=2$。
∵两个方程有一个相同的根,将$x=2$代入$x^2 +mx -1=0$得:
$2^2 + 2m -1 = 0$,
$4 +2m -1=0$,
$2m = -3$,
解得$m=-\frac{3}{2}$。
(3) 对于一元二次方程$(k-2)x^2 -4x +2=0$,由根与系数的关系得:
$x_1 + x_2 = \frac{4}{k-2}$,$x_1x_2 = \frac{2}{k-2}$,
∵$x_1^2 + x_2^2 -x_1x_2 = 0$,
将式子变形:$x_1^2 + x_2^2 + 2x_1x_2 - 3x_1x_2 = (x_1+x_2)^2 - 3x_1x_2 =0$,
代入得:$(\frac{4}{k-2})^2 - 3×\frac{2}{k-2} = 0$,
两边同时乘以$(k-2)^2$($k≠2$,故$(k-2)^2≠0$)得:
$16 - 6(k-2) = 0$,
$16 -6k +12 = 0$,
$6k = 28$,
解得$k=\frac{14}{3}$。
【答案】
(1) $k≤4$且$k≠2$;(2) $m=-\frac{3}{2}$;(3) $k=\frac{14}{3}$
【知识点】
一元二次方程的定义;根的判别式;根与系数的关系
【点评】
本题综合考查一元二次方程的相关性质,解题时要注意二次项系数不为0的隐含条件,结合判别式、韦达定理逐步求解,计算后注意验证结果是否符合要求。
【难度系数】
0.65