1. 因式分解:(1) $x^2 -4x =$
$x(x-4)$
;(2) $4y^2 -9 =$
$(2y+3)(2y-3)$
;(3) $4a^2 -4a +1 =$
$(2a-1)^2$
.
答案:1.(1) $x(x-4)$;(2) $(2y+3)(2y-3)$;(3) $(2a-1)^2$
解析:
【分析】
解决因式分解类题目遵循“一提二套三查”的思路:第一步先观察多项式是否含有公因式,若有则先提取公因式;第二步根据剩余多项式的项数匹配对应公式,两项优先考虑平方差公式,三项优先考虑完全平方公式;第三步检查分解结果是否彻底,不可再分解。
针对本题三个小题:(1)式两项含有公共因式x,直接提取公因式即可;(2)式两项均为平方形式且符号相反,符合平方差公式结构特征;(3)式共三项,首末两项为同号平方项,中间项为两个平方底数乘积的2倍,符合完全平方差公式结构特征。
【解析】
(1) 观察$x^2 -4x$,两项的公因式为$x$,提取公因式得:
$x^2 -4x = x· x - 4· x = x(x-4)$
(2) 观察$4y^2 -9$,可变形为$(2y)^2 - 3^2$,符合平方差公式$a^2 - b^2=(a+b)(a-b)$,其中$a=2y$,$b=3$,代入得:
$4y^2 -9 = (2y)^2 - 3^2 = (2y+3)(2y-3)$
(3) 观察$4a^2 -4a +1$,可变形为$(2a)^2 - 2· 2a· 1 + 1^2$,符合完全平方差公式$a^2 - 2ab + b^2=(a-b)^2$,其中$a=2a$,$b=1$,代入得:
$4a^2 -4a +1 = (2a)^2 - 2· 2a· 1 + 1^2 = (2a-1)^2$
【答案】
(1) $x(x-4)$;(2) $(2y+3)(2y-3)$;(3) $(2a-1)^2$
【知识点】
提公因式法因式分解;平方差公式;完全平方公式
【点评】
本题是因式分解的基础题型,核心考查因式分解的常规方法和公式的应用,解题关键是准确识别多项式的结构特征,熟练掌握相关公式的形式,按照“一提二套三查”的步骤操作即可快速得出结果。
【难度系数】
0.9
2. 关于$x$的一元二次方程$mx^2 + 4x + m^2 - 3m = 0$的一个根为0,则$m$的值为
$3$
。
答案:$3$
解析:
【分析】
解题思路可分为两步:第一步,根据方程根的定义,将根x=0代入原方程,得到关于m的一元二次方程,求解得到m的可能取值;第二步,结合一元二次方程的定义,二次项系数不能为0,排除不符合要求的m值,最终得到正确的m值。
【解析】
∵ 关于x的一元二次方程$mx^2 + 4x + m^2 - 3m = 0$的一个根为0,
∴ 将$x=0$代入方程,等式成立,即:
$m· 0^2 + 4× 0 + m^2 - 3m = 0$
整理得:$m^2 - 3m = 0$
因式分解得:$m(m-3)=0$
解得:$m_1=0$,$m_2=3$
又
∵ 原方程是一元二次方程,
∴ 二次项系数$m≠ 0$,故舍去$m=0$
∴ $m$的值为3。
【答案】
$3$
【知识点】
一元二次方程的定义,方程根的概念,因式分解法解方程
【点评】
本题属于基础易错题,核心考查一元二次方程的相关概念,解题时容易忽略一元二次方程二次项系数不为0的隐含条件,误将m=0作为答案,做题时要注意审清题目条件,不要遗漏隐含限制。
【难度系数】
0.7
3. 用因式分解法解下列方程:
(1) $x^2 + 6x = 0$;
(2) $x^2 + 2x + 1 = 0$;
(3) $y^2 - 4 = 0$。
答案:(1) $x_1=0,x_2=-6$;(2) $x_1=x_2=-1$;(3) $y_1=2,y_2=-2$
解析:
【分析】
因式分解法解一元二次方程的核心逻辑是:若两个因式的乘积为0,则至少其中一个因式为0,据此可将一元二次方程降次转化为一元一次方程求解。解题时先观察方程左边的多项式结构,选择对应的因式分解方法:
(1) 方程左边两项有公因式x,优先用提公因式法分解;
(2) 方程左边符合完全平方公式的结构特征,用完全平方公式分解;
(3) 方程左边符合平方差公式的结构特征,用平方差公式分解。
【解析】
(1) 对$x^2 + 6x = 0$提公因式,得:
$x(x+6)=0$
$\therefore x=0$ 或 $x+6=0$
解得:$x_1=0$,$x_2=-6$
(2) 对$x^2 + 2x + 1 = 0$用完全平方公式分解,得:
$(x+1)^2=0$
$\therefore x+1=0$
解得:$x_1=x_2=-1$
(3) 对$y^2 - 4 = 0$用平方差公式分解,得:
$(y+2)(y-2)=0$
$\therefore y+2=0$ 或 $y-2=0$
解得:$y_1=2$,$y_2=-2$
【答案】
(1) $x_1=0,x_2=-6$;(2) $x_1=x_2=-1$;(3) $y_1=2,y_2=-2$
【知识点】
因式分解法解方程、提公因式法因式分解、公式法因式分解
【点评】
本题是因式分解法解一元二次方程的基础题型,重点考察常见因式分解方法的灵活运用,熟练掌握提公因式、完全平方公式、平方差公式的结构特征是快速解题的关键,属于基础得分题。
【难度系数】
0.9
问题 已知实数$x,y$满足$(x^2+y^2)(x^2+y^2-2)=-1$,求$x^2+y^2$的值.
名师指导
如果能够把$x^2+y^2$视为一个整体,则已知条件可以转化成一元二次方程的形式,用因式分解法可以解这个一元二次方程.
解题示范 (学生在教师指导下,独立完成)
解:
答案:解:设 $ t = x^2 + y^2 $,由实数的非负性可知 $ t ≥ 0 $。
将 $ t $ 代入原方程得:
$ t(t - 2) = -1 $
整理得:
$ t^2 - 2t + 1 = 0 $
因式分解得:
$ (t - 1)^2 = 0 $
解得 $ t_1 = t_2 = 1 $。
因为 $ t = 1 ≥ 0 $,符合要求,
所以 $ x^2 + y^2 = 1 $。
解析:
【分析】
观察已知方程,发现$x^2+y^2$以整体形式重复出现,因此可以采用换元法简化运算:第一步将$x^2+y^2$设为新变量$t$,根据平方的非负性可知$t$的取值范围为$t≥0$;第二步将$t$代入原方程,把原方程转化为关于$t$的一元二次方程;第三步用因式分解法解这个一元二次方程,最后对得到的解进行检验,舍去不符合$t≥0$的解,即可得到$x^2+y^2$的值。
【解析】
设 $ t = x^2 + y^2 $,根据平方的非负性可知 $ t ≥ 0 $。
将 $ t $ 代入原方程,得:
$ t(t - 2) = -1 $
整理方程,得:
$ t^2 - 2t + 1 = 0 $
对左边因式分解,得:
$ (t - 1)^2 = 0 $
解得 $ t_1 = t_2 = 1 $。
由于 $ t=1 ≥ 0 $,符合取值要求,因此 $ x^2 + y^2 = 1 $。
【答案】
$\boxed{1}$
【知识点】
换元法、因式分解法解一元二次方程、平方的非负性
【点评】
本题重点考查整体换元的数学思想,解题时要注意换元后新变量的取值范围,避免产生增根,熟练掌握因式分解解一元二次方程的方法即可快速求解。
【难度系数】
0.8
1. 方程$(x+3)(x-4)=0$的根是
$x_1=-3,x_2=4$
.
答案:$x_1=-3,x_2=4$
解析:
【分析】
本题考查用因式分解法解一元二次方程,解题核心依据是“若两个因式的乘积为0,则至少其中一个因式的值为0”。解题时不需要展开原方程,直接将原方程转化为两个一元一次方程,分别求解即可得到原方程的根。
【解析】
根据“若$ab=0$,则$a=0$或$b=0$”的性质,
因为$(x+3)(x-4)=0$,
所以可得两个一元一次方程:
$x+3=0$ 或 $x-4=0$,
解$x+3=0$,得$x=-3$;
解$x-4=0$,得$x=4$。
【答案】
$x_1=-3,x_2=4$
【知识点】
因式分解法解方程、零乘积性质
【点评】
本题是因式分解法解一元二次方程的基础题型,解题时无需展开整理方程,直接利用乘积为0的性质转化为低次方程求解即可,是对解方程基础方法的考察。
【难度系数】
0.9
2. 若$(2x+3y)^2 + 2(2x+3y) -8=0$,则$2x+3y=$
$2或-4$
.
答案:$2或-4$
解析:
【分析】
观察方程可知2x+3y是重复出现的整体,可采用换元法,设$ t=2x+3y $,将原方程转化为关于t的一元二次方程,再用因式分解法求解t即可,本题中2x+3y无特殊取值限制,解出的t值均符合要求。
【解析】
解:设$ t=2x+3y $,则原方程可变形为:
$ t^2 + 2t - 8 = 0 $
对等式左边用十字相乘法因式分解得:
$ (t+4)(t-2)=0 $
根据“若两个因式的乘积为0,则至少其中一个因式为0”,可得:
$ t+4=0 $ 或 $ t-2=0 $
解得:$ t_1=2 $,$ t_2=-4 $
因此$ 2x+3y $的值为2或-4。
【答案】
2或-4
【知识点】
换元思想、因式分解法解方程、整体代入
【点评】
本题解题的核心是识别方程中重复出现的整体结构,通过换元将复杂方程转化为常规的一元二次方程,简化了解题步骤,避免了直接展开原式带来的繁琐运算。
【难度系数】
0.7
3. 用因式分解法解下列方程:
(1) $(x-5)^2 + 6x(x-5)=0$;
(2) $x(x-2)=2-x$。
答案:(1) $x_1=5,x_2=\frac{5}{7}$;(2) $x_1=2,x_2=-1$
解析:
【分析】
因式分解法解一元二次方程的核心是将方程变形为“几个因式的乘积等于0”的形式,再根据“若ab=0,则a=0或b=0”转化为两个一元一次方程求解。对于(1),观察方程两项都含有公因式$(x-5)$,直接提取公因式即可分解;对于(2),先将右侧的$2-x$移到左侧,变形为$x(x-2)+(x-2)=0$,再提取公因式$(x-2)$分解。
【解析】
(1) 对$(x-5)^2 + 6x(x-5)=0$提取公因式$(x-5)$,得:
$\begin{aligned}(x-5)(x-5 + 6x)&=0\\(x-5)(7x - 5)&=0\end{aligned}$
所以$x-5=0$或$7x-5=0$
解得$x_1=5$,$x_2=\frac{5}{7}$
(2) 对$x(x-2)=2-x$移项,得:
$x(x-2) + (x-2)=0$
提取公因式$(x-2)$,得:
$(x-2)(x + 1)=0$
所以$x-2=0$或$x+1=0$
解得$x_1=2$,$x_2=-1$
【答案】
(1) $x_1=5,x_2=\frac{5}{7}$;(2) $x_1=2,x_2=-1$
【知识点】
因式分解法解一元二次方程、提公因式法因式分解
【点评】
本题是因式分解法解方程的基础题型,解题关键是准确识别公因式,移项时注意符号变化,熟练掌握方法即可快速求解。
【难度系数】
0.8
4. 一块矩形菜地的面积是$120\ \mathrm{m}^2$,如果它的长减少$2\ \mathrm{m}$,那么菜地就变成正方形,求原菜地的长.
答案:设原菜地的长为$x$ m,则宽为$(x-2)$ m. 根据题意,得$x(x-2)=120$.解得$x_1=12,x_2=-10$(不合题意,舍去).
解析:
【分析】
解题时首先从“长减少2m菜地变成正方形”的条件可推出:原矩形的长比宽多2m,因此设长为x m时,宽可表示为(x-2)m;再结合矩形面积=长×宽的公式,以及已知面积为120m²的条件,即可列出一元二次方程,求解后注意长度不能为负,舍去不符合实际意义的根,就能得到原菜地的长。
【解析】
解:设原菜地的长为$x$ m,由长减少2m菜地变为正方形可知,原菜地的宽为$(x-2)$ m。
根据矩形面积公式列方程得:
$x(x-2)=120$
整理为一元二次方程标准形式:$x^2 - 2x - 120 = 0$
用因式分解法分解方程左边得:$(x-12)(x+10)=0$
因此$x-12=0$或$x+10=0$
解得$x_1=12$,$x_2=-10$
由于菜地的长度不能为负数,$x_2=-10$不合题意,舍去。
【答案】
$\boldsymbol{12\ \mathrm{m}}$
【知识点】
一元二次方程应用,矩形面积计算,因式分解法解方程
【点评】
本题是一元二次方程在实际几何问题中的基础应用,解题核心是抓住图形性质推导未知量的关系,结合等量关系列方程,同时要注意实际问题的解需要符合现实意义。
【难度系数】
0.8
根据要求,解答下列问题.
(1) 解下列方程:
① 方程$x^2 -2x +1=0$的解为
$x_1=1,x_2=1$
;
② 方程$x^2 -3x +2=0$的解为
$x_1=1,x_2=2$
;
③ 方程$x^2 -4x +3=0$的解为
$x_1=1,x_2=3$
;
……
(2) 根据以上方程特征及其解的特征,请猜想:
① 方程$x^2 -9x +8=0$的解为
$x_1=1,x_2=8$
;
② 关于$x$的方程
$x^2-(1+n)x+n=0$
的解为$x_1=1,x_2=n$.
(3) 请解出方程$x^2 -9x +8=0$,以验证猜想结论的正确性.
答案:(1) ① $x_1=1,x_2=1$;② $x_1=1,x_2=2$;③ $x_1=1,x_2=3$;
(2) ① $x_1=1,x_2=8$;② $x^2-(1+n)x+n=0$;
(3) $x_1=1,x_2=8$.
解析:
【分析】
这道题是一元二次方程解法结合规律探究的题目,解题思路如下:第一步,用因式分解法求解(1)中的3个一元二次方程,观察方程系数特征和解的对应关系;第二步,根据第一步得到的规律猜想(2)的结果,规律为:二次项系数为1的一元二次方程,一次项系数是两个解的和的相反数,常数项是两个解的乘积;第三步,用因式分解法求解$x^2 -9x +8=0$,验证猜想的正确性。
【解析】
(1) ① 对$x^2 -2x +1=0$因式分解得$(x-1)^2=0$,解得$x_1=x_2=1$;
② 对$x^2 -3x +2=0$因式分解得$(x-1)(x-2)=0$,即$x-1=0$或$x-2=0$,解得$x_1=1,x_2=2$;
③ 对$x^2 -4x +3=0$因式分解得$(x-1)(x-3)=0$,即$x-1=0$或$x-3=0$,解得$x_1=1,x_2=3$;
(2) 结合上述方程与解的特征推导:
① 方程$x^2 -9x +8=0$中,$1+8=9$,$1×8=8$,因此猜想解为$x_1=1,x_2=8$;
② 若方程的解为$x_1=1,x_2=n$,则一次项系数为$-(1+n)$,常数项为$n$,可得方程为$x^2-(1+n)x+n=0$;
(3) 解$x^2 -9x +8=0$:
因式分解得$(x-1)(x-8)=0$,
即$x-1=0$或$x-8=0$,
解得$x_1=1,x_2=8$,与猜想结论一致,猜想正确。
【答案】
(1) ① $x_1=1,x_2=1$;② $x_1=1,x_2=2$;③ $x_1=1,x_2=3$;
(2) ① $x_1=1,x_2=8$;② $x^2-(1+n)x+n=0$;
(3) $x_1=1,x_2=8$.
【知识点】
1. 因式分解法解方程
2. 根与系数的关系
3. 规律探究验证
【点评】
本题将一元二次方程解法和规律探究相结合,既考查了因式分解法解一元二次方程的基础技能,又考查了观察、归纳、猜想、验证的逻辑思维能力,题目层级清晰,能有效巩固一元二次方程相关知识。
【难度系数】
0.8