2. 用配方法解一元二次方程$2x^2 + 4x -5=0$时,将它化为$(x+a)^2 =b$的形式,则$a+b$的值为(
B
)
A.8
B.$\frac{9}{2}$
C.$\frac{7}{2}$
D.$\frac{5}{2}$
答案:2. B
解析:
【分析】
要解决本题,需按照配方法解一元二次方程的标准步骤将原方程变形为$(x+a)^2 =b$的形式,再确定$a$、$b$的值后计算$a+b$即可。配方法的核心思路是先把二次项系数化为1,再给方程两边加一次项系数一半的平方,将方程左侧凑成完全平方式。
【解析】
解:① 移项,将常数项移到等号右侧:
$2x^2 + 4x = 5$
② 二次项系数化为1,方程两边同时除以2:
$x^2 + 2x = \frac{5}{2}$
③ 配方,方程两边同时加一次项系数一半的平方:一次项系数为2,一半是1,平方为1,因此两边同时加1:
$x^2 + 2x +1 = \frac{5}{2} +1$
左侧整理为完全平方式,右侧计算结果:
$(x+1)^2 = \frac{7}{2}$
对比$(x+a)^2 =b$的形式,得$a=1$,$b=\frac{7}{2}$,因此:
$a+b = 1 + \frac{7}{2} = \frac{9}{2}$
【答案】
B
【知识点】
配方法解一元二次方程、完全平方公式
【点评】
本题属于配方法的基础考查题,重点考察配方法的操作流程,熟练掌握“化1、移项、配方、变形”的步骤即可快速解题。
【难度系数】
0.7
3. 在横线上填上适当的数,使下列等式成立:
(1) $x^2 - 2x + \_\_\_\_\_\_ = (x - \_\_\_\_\_\_)^2$;
(2) $x^2 + 6x + \_\_\_\_\_\_ = (x + \_\_\_\_\_\_)^2$;
(3) $x^2 - 9x + \_\_\_\_\_\_ = (x - \_\_\_\_\_\_)^2$;
(4) $x^2 + 5x + \_\_\_\_\_\_ = (x + \_\_\_\_\_\_)^2$。
答案:3. (1) 1,1; (2) 9,3; (3) $\frac{81}{4},\frac{9}{2}$; (4) $\frac{25}{4},\frac{5}{2}$。
解析:
【分析】
本题考查配方法的应用,解题核心是掌握完全平方公式的结构特征:$(a\pm b)^2=a^2\pm 2ab+b^2$。对于二次项系数为1的二次式$x^2+px$,要配成完全平方式,需要添加的常数项是一次项系数一半的平方$(\frac{p}{2})^2$,此时完全平方式为$(x+\frac{p}{2})^2$,若一次项系数为负,括号内的符号对应为减号。我们只需逐个提取每个式子的一次项系数,按上述规则计算即可。
【解析】
根据完全平方公式的配⽅规则:二次项系数为1时,添加的常数项=(一次项系数÷2)²,括号内的常数=一次项系数÷2。
(1) 一次项系数为$-2$,则括号内常数为$-2÷2=-1$,常数项为$(-1)^2=1$,故填1,1;
(2) 一次项系数为$6$,则括号内常数为$6÷2=3$,常数项为$3^2=9$,故填9,3;
(3) 一次项系数为$-9$,则括号内常数为$-9÷2=-\frac{9}{2}$,常数项为$(-\frac{9}{2})^2=\frac{81}{4}$,故填$\frac{81}{4}$,$\frac{9}{2}$;
(4) 一次项系数为$5$,则括号内常数为$5÷2=\frac{5}{2}$,常数项为$(\frac{5}{2})^2=\frac{25}{4}$,故填$\frac{25}{4}$,$\frac{5}{2}$。
【答案】
(1) 1,1;(2) 9,3;(3) $\frac{81}{4}$,$\frac{9}{2}$;(4) $\frac{25}{4}$,$\frac{5}{2}$
【知识点】
完全平方公式;配方法
【点评】
本题是配方法的基础题型,重点考查对完全平方公式结构的理解,熟练掌握二次项系数为1时的配方法规则,是后续用配方法解一元二次方程、求代数式最值等问题的重要基础。
【难度系数】
0.85
4. 若代数式 $x^2 - 2x + b$ 可化为 $(x + a)^2 + 2$,则 $a=$
-1
,$b=$
3
。
答案:4. $-1;3$
解析:
【分析】
本题可通过完全平方公式展开右边的代数式,再根据两个多项式相等时对应项系数相等的原理,建立关于a、b的方程,进而求解得到a和b的值。解题时先回忆完全平方公式的结构,再展开右侧式子,最后对应系数列等式计算即可。
【解析】
首先将右侧的代数式展开:
根据完全平方公式$(m+n)^2=m^2+2mn+n^2$,可得
$(x+a)^2+2 = x^2 + 2ax + a^2 + 2$
已知$x^2 - 2x + b = (x+a)^2 + 2$,即两个多项式相等,因此对应项的系数相等:
1. 一次项系数相等:$2a = -2$,解得$a=-1$
2. 常数项相等:$a^2 + 2 = b$,将$a=-1$代入,得$b=(-1)^2 + 2 = 1+2=3$
【答案】
$-1;3$
【知识点】
完全平方公式;配方法;待定系数法
【点评】
本题是配方法的典型基础题型,核心是掌握完全平方公式的展开形式,明确多项式相等时对应系数相等的原则,熟练掌握此类题目可为后续解一元二次方程、求二次函数顶点式等内容打下基础。
【难度系数】
0.8
问题 求证:不论 x 取何值,代数式 $2x^2 -4x +14$ 的值恒大于 0.
名师指导
可以通过“配方”途径,从 $2x^2 -4x +14$ 中“分离”出一个完全平方式,即将其变形为 $a(x+b)^2 +c$ 的形式.
解题示范 (学生在教师指导下,独立完成)
证明:
答案:证明:
$2x^2 -4x +14$
$=2(x^2 -2x) +14$
$=2(x^2 -2x +1 -1) +14$
$=2[(x-1)^2 -1] +14$
$=2(x-1)^2 -2 +14$
$=2(x-1)^2 +12$
∵ 无论x取何值,都有$(x-1)^2 ≥ 0$,
∴ $2(x-1)^2 ≥ 0$,
∴ $2(x-1)^2 +12 ≥ 12 > 0$,
即不论x取何值,代数式$2x^2 -4x +14$的值恒大于0。
解析:
【分析】
要证明代数式的值恒大于0,可通过配方法将原式变形为“完全平方式加常数”的形式,再利用平方的非负性判断原式的取值范围。具体思路为:①先提取二次项系数,将含x的二次项、一次项合并到括号内;②在括号内加上一次项系数一半的平方凑完全平方式,同时减去相同的数保证代数式恒等变形;③整理得到$a(x+b)^2 +c$的形式后,根据任何实数的平方都非负的性质,判断整个式子的最小值,若最小值大于0即可证明原式恒大于0。
【解析】
证明:
$2x^2 -4x +14$
$=2(x^2 -2x) +14$
$=2(x^2 -2x +1 -1) +14$
$=2[(x-1)^2 -1] +14$
$=2(x-1)^2 -2 +14$
$=2(x-1)^2 +12$
∵ 无论x取何值,都有$(x-1)^2 ≥ 0$,
∴ $2(x-1)^2 ≥ 0$,
∴ $2(x-1)^2 +12 ≥ 12 > 0$,
即不论x取何值,代数式$2x^2 -4x +14$的值恒大于0。
【答案】
不论x取何值,代数式$2x^2 -4x +14$的值恒大于0。
【知识点】
配方法的应用,完全平方公式,平方的非负性
【点评】
本题是配方法的典型应用题型,解题核心是通过恒等配方将二次三项式转化为含平方项的形式,再结合平方的非负性判断代数式的取值范围,解题时需注意配方过程中要保证代数式的值不变,不要漏乘提取的二次项系数。
【难度系数】
0.8
1. 公元9世纪,阿拉伯数学家阿尔·花拉子米在解方程$x^2 + 2x = 35$时采用的方法是:构造如图所示图形,一方面,正方形的面积为$(x+1)^2$;另一方面,它又等于$35+1$,据此可得方程的一个正数解$x=5$。按照这种构造方法,我们在求方程$x^2 +4x=5$的一个正数解时,可以构造如下图形(
B
)


A
B
C
D
答案:1. B
解析:
【分析】
解题的核心是理解这种几何构造法的本质是配方法的直观体现,解题思路如下:首先回忆配方法的规则,对于$x^2+bx$的形式,需要加上$(\frac{b}{2})^2$配成完全平方;对应到几何图形中,$x^2$是边长为$x$的正方形面积,$bx$拆分为两个长为$x$、宽为$\frac{b}{2}$的矩形,拼接在正方形相邻边外侧,缺的小正方形边长就是$\frac{b}{2}$,大正方形边长为$x+\frac{b}{2}$,面积等于原方程右侧常数加上$(\frac{b}{2})^2$。本题中方程是$x^2+4x=5$,先确定一次项系数的一半是2,再匹配对应的构造图形即可。
【解析】
这种构造方法是配方法的几何表达,我们逐步分析方程$x^2+4x=5$的构造逻辑:
1. 式子中的$x^2$对应边长为$x$的正方形的面积;
2. 一次项$4x$可拆为2个长为$x$、宽为$2$的矩形的面积和($2$是一次项系数$4$的一半);
3. 将这两个矩形分别拼接在边长为$x$的正方形的右侧和下侧,此时拼接后的图形仅缺少一个边长为$2$的小正方形,就能构成边长为$(x+2)$的完整大正方形;
4. 大正方形的面积等于原有图形的面积加上缺的小正方形面积,即$(x+2)^2 = x^2+4x + 2^2 = 5 + 4 = 9$,和这个构造逻辑匹配的图形是选项B。
【答案】
B
【知识点】
配方法解一元二次方程;完全平方公式的几何意义
【点评】
本题将代数中的配方法与几何图形的面积表示结合,考查对配方法原理的理解,需要学生建立代数变形与几何直观的对应关系,体现了数形结合的思想。
【难度系数】
0.7