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一元二次方程

九年级 · 一元二次方程 · 一根数轴解不开,就开平方

它是谁?

只含一个未知数,且未知数的最高次数是 2 的整式方程,叫一元二次方程。常见形式:

ax² + bx + c = 0  (a ≠ 0)

💡 想想:x² = 4 能直接开平方得 x = ±2;但 x² + 4x + 3 = 0 左边不是"平方",得先把左边配成平方才能开方——这就是"配方法"。

母题:配方成平方

ax² + bx + c = 0  ⇔  (x + b/2a)² = (b² − 4ac)/4a²

母题把方程配成「完全平方 = 常数」:左边是平方(永远非负),右边是常数。右边 ≥ 0 才有实数解,右边 < 0 就无解(出现虚数)。下面三步把"配方"玩明白。

动手①:配方,看 (x + p)² = q(含动画)

x² + bx + c(这里 a=1)配成 (x + p)² = q,其中 p = b/2q = p² − c。点「播放配方」看步骤动画:先给 x²+bx 补上 (b/2)² 凑成平方,再把 c 移项得到 q。改 b、c 看 q 怎么变。

b = c =
x²+4x+3 = (x+2)² − 1 = 0 → q = 1

配方为什么有效?(完全平方恒等式)

回想两个公式:

(x + m)² = x² + 2mx + m²

一次项系数 2m,所以 m = (一次项系数)/2。

(x − m)² = x² − 2mx + m²

减号形式同理,m 仍是系数绝对值的一半。

所以 x² + bx 只要补上 (b/2)² 就能凑成 (x + b/2)²。这就是配方法的灵魂。

动手②:判别式 Δ = b² − 4ac(配抛物线)

拖动 a、b、c,看 Δ 的符号如何决定根的个数:Δ>0 两不等实根,Δ=0 两相等实根,Δ<0 无实根。下面还画出抛物线 y = ax²+bx+c——它和 x 轴的交点个数,正好等于实根个数。

a = b = c =
Δ = 4,有两个不等实根

求根公式:配出来就是公式

把一般式一直配方到底,就得到万能的求根公式

x = (−b ± √(b² − 4ac)) / (2a)  =  (−b ± √Δ) / (2a)

它把"解任意一元二次方程"变成纯代入计算。只要算出 Δ,根就直接出来了:

动手③:代入系数,直接出根

输入 a、b、c,小天用求根公式计算并实时显示两根。当 Δ < 0 时,提示"无实根"。

a = b = c =
x₁ = 2.00,x₂ = 1.00

例题:面积问题(生活中的一元二次方程)

一块矩形绿地,长比宽多 2 米,面积 8 平方米。设宽为 x 米,列方程:

x(x + 2) = 8  →  x² + 2x − 8 = 0

配方:x² + 2x + 1 = 9(x+1)² = 9x+1 = ±3x = 2 或 x = −4。宽度不能为负,所以宽 2 米、长 4 米。

📐 套路:把"面积、增长率、抛体落地"等实际问题,先翻译成 ax²+bx+c=0,再选配方法或公式法求解;解出后记得舍去不符合实际的负根

小试牛刀

基础(4 题)

① 一元二次方程 ax²+bx+c=0 中,字母 ___ 不能等于 0?

② 判别式 Δ = ?

③ 当 Δ < 0 时,方程有____实根。

④ 方程 (x−3)² = 0 的根是?

进阶(4 题)

⑤ 用求根公式解 x²−5x+6=0,两根为?(提示:输入两个根)

⑥ 方程 2x²+3x−2=0 的判别式 Δ = b²−4ac = 9 − 4×2×(−2) = ?(填数字)

⑦ 当 Δ = 0 时,方程的两个根____。

⑧ 方程 x²+x+1=0 的实根个数是?(填数字 0)

本节小结

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