1. 如何解课本1.1节“正方形桌面边长问题”中的方程?尝试用学过的知识解答.
答案:解:
课本1.1节“正方形桌面边长问题”中,设正方形桌面的边长为$x\ \mathrm{m}$,由桌面面积为$2\ \mathrm{m}^2$得到方程:
$x^2=2$
根据平方根的定义,平方等于2的数是2的平方根,因此可得:
$x=\pm\sqrt{2}$
由于正方形的边长为正数,即$x>0$,因此舍去负根$x=-\sqrt{2}$,得$x=\sqrt{2}$。
即该正方形桌面的边长为$\sqrt{2}\ \mathrm{m}$。
解析:
【分析】
首先根据正方形面积公式“面积=边长²”,结合题目给出的桌面面积为$2\ \mathrm{m}^2$的条件,列出对应的一元二次方程;观察方程形式为$x^2=a(a>0)$,符合直接开平方法的适用特征,接下来根据平方根的定义求出方程的两个根;最后结合实际问题中正方形边长为正数的隐含要求,舍去不符合实际的负根,即可得到最终结果。
【解析】
设正方形桌面的边长为$x\ \mathrm{m}$,根据正方形面积公式,结合桌面面积为$2\ \mathrm{m}^2$,可列方程:
$x^2=2$
根据平方根的定义,平方等于2的数是2的平方根,因此解得:
$x=\pm\sqrt{2}$
由于正方形的边长为正数,即$x>0$,因此舍去负根$x=-\sqrt{2}$,得$x=\sqrt{2}$。
【答案】
正方形桌面的边长为$\sqrt{2}\ \mathrm{m}$
【知识点】
1. 平方根的定义
2. 直接开平方法解方程
3. 实际问题根的检验
【点评】
本题是一元二次方程解法的基础应用,既考察了直接开平方法解简单一元二次方程的掌握情况,也提醒我们在解决实际问题时,要注意验证方程的根是否符合实际意义,排除不符合要求的增根。
【难度系数】
0.9
2. 尝试解下列方程:
(1) $x^2=1$;
(2) $\frac{1}{2}x^2 -8=0$;
(3) $(x-1)^2 -4=0$;
(4) $12(3-x)^2 -3=0$。
答案:(1) $x_1=-1,x_2=1$
(2) $x_1=4,x_2=-4$
(3) $x_1=3,x_2=-1$
(4) $x_1=\frac{7}{2},x_2=\frac{5}{2}$
解析:
【分析】
这4道一元二次方程均适用直接开平方法求解,解题思路如下:首先通过移项、系数化为1的操作,将方程整理为“含未知数的平方项等于非负常数”的形式;再根据平方根的定义,对等式两边同时开平方,把二次方程降为两个一元一次方程;最后分别解这两个一元一次方程,即可得到原方程的两个根,注意开平方时不要漏掉负根。
【解析】
(1) 对$x^2=1$直接开平方,得$x=\pm1$
$\therefore x_1=1,x_2=-1$
(2) 移项,得$\frac{1}{2}x^2=8$
系数化为1,得$x^2=16$
开平方,得$x=\pm4$
$\therefore x_1=4,x_2=-4$
(3) 移项,得$(x-1)^2=4$
开平方,得$x-1=\pm2$
当$x-1=2$时,解得$x=3$;当$x-1=-2$时,解得$x=-1$
$\therefore x_1=3,x_2=-1$
(4) 移项,得$12(3-x)^2=3$
系数化为1,得$(3-x)^2=\frac{1}{4}$
开平方,得$3-x=\pm\frac{1}{2}$
当$3-x=\frac{1}{2}$时,解得$x=\frac{5}{2}$;当$3-x=-\frac{1}{2}$时,解得$x=\frac{7}{2}$
$\therefore x_1=\frac{7}{2},x_2=\frac{5}{2}$
【答案】
(1) $x_1=-1,x_2=1$
(2) $x_1=4,x_2=-4$
(3) $x_1=3,x_2=-1$
(4) $x_1=\frac{7}{2},x_2=\frac{5}{2}$
【知识点】
直接开平方法解一元二次方程、平方根的性质、一元一次方程求解
【点评】
这组题是直接开平方法解一元二次方程的基础题型,核心是将方程变形为平方项等于非负常数的形式,再利用平方根的意义降次计算,解题时注意开平方后有两个互为相反数的根,避免漏解。
【难度系数】
0.9
1. 已知关于$x$的一元二次方程$(a-1)x^2 + x + a^2 -1 =0$有一个根为0,求$a$的值.
答案:因为方程有一个根为0,所以$(a-1)×0^2+0+a^2-1=0$,即$a^2-1=0$.所以$a=1$,或$a=-1$.又因为方程$(a-1)x^2+x+a^2-1=0$是一元二次方程,所以$a=-1$
解析:
【分析】
解题分两步思考:第一步根据方程根的定义,若x=0是方程的根,将x=0代入原方程等式仍然成立,据此列出关于a的方程,求出a的可能取值;第二步结合题干“一元二次方程”的限定条件,一元二次方程的二次项系数不能为0,据此对求出的a的取值筛选,排除不符合要求的解,即可得到最终a的值。
【解析】
解:
∵ 关于x的一元二次方程$(a-1)x^2 + x + a^2 -1 =0$有一个根为0,
∴ 将$x=0$代入方程得:$(a-1)×0^2 + 0 + a^2 -1 = 0$,
化简得:$a^2 -1 = 0$,
解得:$a=1$或$a=-1$。
又
∵ 原方程是一元二次方程,
∴ 二次项系数$a-1 ≠ 0$,即$a ≠ 1$,
∴ $a=-1$。
【答案】
$a=-1$
【知识点】
1. 一元二次方程的定义 2. 方程的根的定义
【点评】
本题属于基础题,主要考查一元二次方程相关概念的理解,易错点是忽略一元二次方程二次项系数不为0的限制,直接得到$a=\pm1$的错误结论,解题时要注意结合题干所有限定条件对结果进行验证。
【难度系数】
0.7
2. 若$(a^2 + b^2 - 3)^2 = 25$,则$a^2 + b^2 =$
8
。
答案:8
解析:
【分析】
解题时先观察等式特征,等式左边是含$a^2+b^2$的式子的平方,右边是正数,首先可以用直接开平方法去掉平方,得到$a^2+b^2-3$的两个可能取值;再结合平方的非负性,$a^2$和$b^2$都是非负数,因此$a^2+b^2$的结果一定是非负的,据此排除不符合条件的解,即可得到最终结果。
【解析】
解:
∵$(a^2 + b^2 - 3)^2 = 25$,
根据平方根的定义,两边开平方得:
$a^2 + b^2 - 3 = ±5$,
分两种情况计算:
①当$a^2 + b^2 - 3 = 5$时,解得$a^2 + b^2 = 8$;
②当$a^2 + b^2 - 3 = -5$时,解得$a^2 + b^2 = -2$,
∵$a^2≥0$,$b^2≥0$,
∴$a^2 + b^2≥0$,故$a^2 + b^2 = -2$不符合题意,舍去。
综上,$a^2 + b^2 = 8$。
【答案】
8
【知识点】
直接开平方法解一元二次方程,平方的非负性
【点评】
本题考查一元二次方程的解法与非负数性质的结合,易错点是部分同学求出两个解后忽略了$a^2 + b^2$的非负性,没有舍去不符合条件的负解,解题时要注意挖掘题目中的隐含条件,对求得的解进行检验。
【难度系数】
0.7
(1) 下列方程中无解的是 (
A
)
A.$x^2 + 9 = 0$
B.$-2x^2 = 0$
C.$x^2 - 3 = 0$
D.$(x - 2)^2 = 0$
答案:A
解析:
【分析】
本题考查一元二次方程解的判断,解题核心是利用平方数的非负性:任何实数的平方都大于等于0。解题时可先将各选项的方程整理为“完全平方式=常数”的形式,再判断常数的正负:若常数小于0,则方程无实数解;若常数大于等于0,则方程有解。
【解析】
我们逐个分析选项:
A. 对$x^2 + 9 = 0$移项得$x^2 = -9$,因为任意实数的平方满足$x^2≥0$,不可能等于-9,因此该方程无实数解;
B. 对$-2x^2 = 0$化简得$x^2 = 0$,解得$x=0$,方程有解;
C. 对$x^2 - 3 = 0$移项得$x^2 = 3$,解得$x=\pm\sqrt{3}$,方程有解;
D. 对$(x - 2)^2 = 0$直接开平方得$x-2=0$,解得$x=2$,方程有解。
综上,无解的是A选项。
【答案】
A
【知识点】
1. 平方的非负性
2. 直接开平方法解一元二次方程
【点评】
本题属于基础题型,重点考察对平方非负性质的运用,以及直接开平方法解一元二次方程的掌握,熟练掌握相关性质即可快速做出判断。
【难度系数】
0.9
(2)下列解方程的过程中正确的是 (
D
)
A.$x^2=-2$,解方程,得 $x=\pm\sqrt{2}$
B.$(x-2)^2=4$,解方程,得 $x-2=2$,即 $x=4$
C.$4(x-1)^2=9$,解方程,得 $4(x-1)=\pm3$,即 $x_1=\frac{1}{4},x_2=\frac{7}{4}$
D.$4(x+3)^2=25$,解方程,得 $2(x+3)=\pm5$,即 $x_1=-\frac{1}{2},x_2=-\frac{11}{2}$
答案:D
解析:
【分析】
本题考查用直接开平方法解一元二次方程,解题思路是先明确直接开平方法的依据是平方根的性质:若$a^2=b$($b≥0$),则$a=\pm\sqrt{b}$,负数没有平方根,接下来逐一分析每个选项的解方程步骤是否符合规则,排查错误选项后选出正确答案。
【解析】
我们逐个分析选项:
选项A:方程$x^2=-2$,因为任意实数的平方都是非负数,右边$-2<0$,方程无实数根,A错误。
选项B:方程$(x-2)^2=4$,开平方得$x-2=\pm2$,即$x-2=2$或$x-2=-2$,解得$x=4$或$x=0$,选项漏了负的平方根,B错误。
选项C:方程$4(x-1)^2=9$,可变形为$[2(x-1)]^2=9$,开平方得$2(x-1)=\pm3$,选项第一步写成$4(x-1)=\pm3$变形错误,解得的结果也错误,C错误。
选项D:方程$4(x+3)^2=25$,变形为$[2(x+3)]^2=25$,开平方得$2(x+3)=\pm5$:
当$2(x+3)=5$时,解得$x=-\frac{1}{2}$;
当$2(x+3)=-5$时,解得$x=-\frac{11}{2}$,即$x_1=-\frac{1}{2},x_2=-\frac{11}{2}$,步骤正确,D正确。
【答案】
D
【知识点】
1. 直接开平方法解一元二次方程
2. 平方根的性质
【点评】
本题是一元二次方程解法的基础题,易错点在于开平方时漏写负根、忽略被开方数的非负性、变形时系数处理错误,解题时要严格按照直接开平方法的步骤操作,避免以上失误。
【难度系数】
0.8