怎么用配方法解一元二次方程?

如题所述

解: 1、 配方法是什么?配方法,是数学中非常重要的一个方法。利用添项的手段,将原多项式配上适当的项,使多项式的一部分成为一个完全平方式,这种方法叫做配方法。具体一点说,就是一种将二次多项式ax²+bx+c化为一个一次多项式的平方与一个常数之和的方法。 我们的目的是要把方程的左边化为完全平方、形式如同 x ²+ 2xy + y²=(x + y)²。与ax²+bx+c比较可以推出:2xy = (b/a)x,y² = (b/2a)²
2、配方法的实际步骤如下:
① 方程两边同时除以 二次项系数 , 把二次项系数化为 1 ; ② 把常数项移到方程的右边; ③ 配方,就是在方程两边同时加上一次项系数的 一半 的 平方; ④ 将左边写成平方形式 ,右边合并 ; ⑤ 用直接开平方法,得到方程的解。
3、进一步用字母来表达,则过程如下:
∵ ∵ a≠0,
∴ 两边同时除以a ,得
x2+ bx/a+c/a=0
将常数项移到右边 x2+ bx/a=-c/a
两边同时加上(b/2a)²得
x²+2(bx/2a)+(b/2a)²=-c/a+(b/2a)²
左边化成平方形式 (x+b/2a)²=(b²-4ac)/4a²
∵a≠0,
∴4a²>0,
当b²-4ac≥0时,两边直接开平方,得:
x+ b/ 2a =± √b2-4ac/ 2a ,
移项 得 x=-b/ 2a ± √(b2-4ac )/2a =[-b ± √(b2-4ac )]/2a
所以,方程有两个实数根:
∴x₁= [-b + √(b2-4ac )]/2a ,
x₂=[-b -√(b2-4ac )]/2a 。
经检验 , x₁ 、x₂都符合方程,都是方程的根。
4、配方法的应用 用途很多,比如:
(1)、分解因式
利用配方法来分解因式,常常能将多项式配成A²-B²的形式,再用平方差公式分解。
例 分解因式 (a+b)⁴+(a²-b²)²+(a-b)⁴
分析:题中实际上只含(a+b)和(a-b)两个式子,可分别运用"换元"方法,再进行配方。
设 a+b=m, a-b=n, 则
原式=m⁴+m²n²+n⁴=(m⁴+2m²n²+n⁴)-m²n²=(m²+n²)²-(mn)² =[(m²+n²)+mn][(m²+n²)-mn]
再反过来用(a+b)=m, (a-b)=n 代入, 得
原式=[(a+b)²+(a-b)²+(a+b)(a-b)][(a+b)²+(a-b)²-(a+b)(a-b)]
=(3a²+b²)(a²+3b²)
(2)解一元二次方程 例 2x²+12x+12=26
解; 化简得 x²+6x+6=13
配方得 x²+6x+9=16
(x+3)²=16
两边同时开方 x+3=±4
得 x₁=1, x₂=-7
(2)、求最值 例 已知实数x、y满足方程x²+3x+y-3=0,求(x+y)的最大值。
分析:可将y用含有x的式子来表示,再代入(x+y),求值。
解:x²+3x+y-3=0 移项得 y=3-3x-x²,
代入(x+y),得 x+y=x+(3-3x-x²)=-(x²+2x-3)=-[(x+1)²-4]=4-(x+1)²。
显然 (x+1)²≥0, 故4-(x+1)²≤4,即(x+y)的最大值为4。
(3)、证明”非负性“问题
例 求证 a²+2b+b²-2c+c²-6a+11 ≥ 0
解: 可以将11拆开成9+1+1,从而得 a²+2b+b²-2c+c²-6a+11
=(a²-6a+9)+(b²+2b+1)+(c²-2c+1)
=(a-3)²+(b+1)²+(c-1)²≥0 证明完毕。
(4)、 求抛物线的顶点坐标
例 求y=6x²+12x-6的顶点坐标。
解:y=6(x²+2x-1)=6(x²+2x-1+1-1)=6(x+1)²-12
这条抛物线的顶点坐标是(-1,-12)。
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