师:同学们,从本节课开始,我们进入新的一章——一元二次方程的学习。我们知道,根据等量关系列出含有未知数的等式就是方程。使方程两边相等的未知数的值叫方程的解,求方程解的过程叫解方程。
这里有个方程(2X + 3 = 1),它是整式方程,只含有一个未知数,且未知数最高次数为一,我们称它为一元一次方程。再看方程(4X - 3Y = 2),同样是整式方程,含有两个未知数,未知数最高次数为一,这就是二元一次方程。还有方程(x - \frac{2}{1} + 3 = 1),未知数出现在分母位置,我们称之为分式方程。
在现实世界中,很多问题都能抽象为一元二次方程。所以,从实际问题中抽象出数量关系,列出一元二次方程,进而求解并解决实际问题,就是本章学习的主线。
来看问题一,有一块矩形铁皮,长(100)厘米,宽(50)厘米。在它的四角各切去一个同样的正方形,然后将四周突出部分折起,就能制作一个无盖方盒。若要制作的无盖方盒底面积是(3600)平方厘米,那么铁皮各角应切去多大的正方形呢?假设切去的小正方形边长为(x),那么无盖方盒底部矩形的长为(100 - 2x),宽为(50 - 2x)。
根据方盒底面积为(3600)平方厘米这个条件,我们列出方程((100 - 2x)×(50 - 2x) = 3600),整理可得(4X2 - 300x + 1400 = 0)。等式两边同时除以(4)化简得(x2 - 75x + 350 = 0)。同学们思考一下,这个化简后的方程中,未知数个数有几个?最高次数又是多少呢?
再看问题二,要组织一次排球邀请赛,参赛的每两个队之间都要比赛一场。根据场地和时间等条件,赛程计划安排(7)天,每天安排(4)场比赛。比赛组织者应邀请多少个队参赛呢?因为赛程计划安排(7)天,每天(4)场比赛,所以一共要比赛(4×7 = 28)场。假设比赛组织者邀请(x)个队参赛,那么每个队要与其他(x - 1)个队各赛一场。由于甲队对乙队的比赛和乙队对甲队的比赛是同一场,所以全部比赛场次应该是(\frac{1}{2}x×(x - 1))。根据题目条件列出方程(\frac{1}{2}x×(x - 1) = 28),整理得(\frac{1}{2}x2 - \frac{1}{2}x = 28)。等式两边同乘以(2)化简得(x2 - x = 56)。
同学们再思考一下,这个化简后的方程中,未知数个数是多少?未知数最高次数又是多少呢?我们看刚才问题一和问题二中得到的两个方程(x2 - 75x + 350 = 0)和(x2 - x = 56),它们与之前学过的一元一次方程、二元一次方程、分式方程有什么相同点和不同点呢?相同点是,问题一、二中的方程和一元一次方程、二元一次方程一样,都是整式方程。不同点是,问题一、二中的方程未知数个数只有一个,且未知数最高次数为(2)。
总结一下问题一、二方程的共同特点:方程两边都是整式,只含有一个未知数,未知数最高次数是(2)。所以,等号两边都是整式,只含有一个未知数,并且未知数最高次数是(2)的方程,叫做一元二次方程。一元二次方程的一般形式为(AX2 + BX + c = 0)((a≠0))。同学们思考一下,为什么(a≠0)呢?对,因为(a = 0)时,(ax2)这一项就没有了,就不满足一元二次方程定义中未知数最高次数为(2)这个条件了。
根据一元二次方程的一般形式,(ax2)是二次项,(a)是二次项系数,(BX)是一次项,(b)是一次项系数,(c)是常数项。老师提醒大家,确定一元二次方程的项和系数时,需先将方程化为一般形式。指出一元二次方程项和系数时,要带上系数前面的符号。
我们一起来看例一,判断下列各方程是不是一元二次方程。如果是,请将方程化为一般形式,并指出二次项系数、一次项系数以及常数项。
第一小题,(x2 - 2xy + 3y2 = 0)。用一元二次方程的三个条件逐一核对,此方程两边都是整式,但方程含有两个未知数(x)和(y),不满足一元二次方程条件,所以此方程不是一元二次方程。
第二小题,(3X2 = -2X)。先将其化为一元二次方程的一般形式,移项得(3X2 + 2X = 0)。再用三个条件核对,方程两边都是整式,只含有一个未知数,且未知数最高次数为(2),所以它是一元二次方程。此方程二次项为(3X2),一次项为(2X),没有常数项。二次项系数为(3),一次项系数为(2),常数项为(0)。
第三小题,(3X×(x - 1) = 5×(x + 2)),去括号得(3X2 - 3X = 5X + 10),移项合并同类项得(3X2 - 8X - 10 = 0)。用三个条件核对,方程两边都是整式,含有一个未知数,未知数最高次数为(2),所以它是一元二次方程。它的二次项为(3X2),一次项为(-8X),常数项为(-10)。所以二次项系数为(3),一次项系数为(-8),常数项为(-10)。
第四小题,((2X + 1)×(x - 2) = 5 - 3x),去括号得(2X2 - 4X + x - 2 = 5 - 3x),移项合并同类项得(2X2 - 7 = 0)。用三个条件核对,等式两边都是整式,含有一个未知数,未知数最高次数为(2),所以它是一元二次方程。二次项为(2X2),没有一次项,常数项为(-7),所以二次项系数为(2),一次项系数为(0),常数项为(-7)。
第五小题,(x2 + \frac{3}{x} = 6)。用三个条件核对,方程两边不都是整式,因为未知数(x)出现在分母位置,不满足一元二次方程条件,所以它不是一元二次方程。
我们来看练习,将下列方程化为一元二次方程的一般形式,并写出其中的二次项系数、一次项系数以及常数项。
一、(5X2 - 1 = 4x)。同学们按下暂停键,自己动手计算。大家做好了吗?移项得(5X2 - 4X - 1 = 0)。用三个条件核对,等式左右两边都是整式,只含有一个未知数,未知数最高次数为(2),所以它是一元二次方程。二次项为(5X2),一次项为(-4X),常数项为(-1)。所以二次项系数为(5),一次项系数为(-4),常数项为(-1)。
