初中数学竞赛辅导讲义:第4讲-明快简捷—构造方程的妙用(含习题解答)
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初中数学巧添辅助-- 妙解竞赛题在某些数学竞赛问题中,巧妙添置辅助圆常可以沟通直线形和圆的内在联系,通过圆的有关性质找到解题途径.下面举例说明添置辅助圆解初中数学竞赛题的若干思路.1 挖掘隐含的辅助圆解题有些问题的题设或图形本身隐含着“点共圆”,此时若能把握问题提供的信息,恰当补出辅助圆,并合理挖掘图形隐含的性质,就会使题设和结论的逻辑关系明朗化.1.1 作出三角形的外接圆例1如图1,在△ABC中,AB=AC,D是底边BC上一点,E是线段AD上一点且∠BED=2∠CED=∠A.求证:BD=2CD.ABGC DFE 图1例 2 凸四边形ABCD 中,∠ABC =60°,∠BAD =∠BCD =90°, AB =2,CD =1,对角线AC 、BD 交于点O ,如图2.则sin ∠AOB =____.例3 已知:如图3,AB =BC =CA =AD ,AH ⊥CD 于H ,CP ⊥BC ,CP 交AH 于P . 求证:△ABC 的面积S =43AP ·BD .A图3BP QD HC ABCDPO图22 构造相关的辅助圆解题有些问题貌似与圆无关,但问题的题设或结论或图形提供了某些与圆的性质相似的信息,此时可大胆联想构造出与题目相关的辅助圆,将原问题转化为与圆有关的问题加以解决. 2.1 联想圆的定义构造辅助圆例4 如图4,四边形ABCD 中,AB ∥CD ,AD =DC =DB =p ,BC =q .求对角线AC 的长.2.2 联想直径的性质构造辅助圆例5 已知抛物线y =-x 2+2x +8与x 轴交于B 、C 两点,点D 平分BC .若在x 轴上侧的A 点为抛物线上的动点,且∠BAC 为锐角,则AD 的取值范围是____.A EDCB图4图5例6 AD 是Rt △ABC 斜边BC 上的高,∠B 的平行线交AD 于M ,交AC 于N . 求证:AB 2-AN 2=BM ·BN .例7 如图7,ABCD 是⊙O 的内接四边形,延长AB 和DC 相交于E ,延长AB 和DC 相交于E ,延长AD 和BC 相交于F ,EP 和FQ 分别切⊙O 于P 、Q .求证:EP 2+FQ 2=EF 2.EANCD B FM 12345图6例8 如图8,△ABC 与△A 'B 'C '的三边分别为a 、b 、c 与a '、b '、c ',且∠B =∠B ',∠A +∠A '=180°.试证:aa '=bb '+cc '.同步练习题1. 作一个辅助圆证明:△ABC 中,若AD 平分∠A ,则AC AB =DCBD.2. 已知凸五边形ABCDE 中,∠BAE =3a ,BC =CD =DE ,∠BCD =∠CDE =180°-2a . 求证:∠BAC =∠CAD =∠DAE .3. 在△ABC 中AB =BC ,∠ABC =20°,在AB 边上取一点M ,使BM =AC .求∠AMC 的度数.(1)(2)图8ABCA'B'C'cb a'c'b'3. 如图10,AC 是ABCD 较长的对角线,过C 作CF ⊥AF ,CE ⊥AE .求证:AB ·AE +AD ·AF =AC 2.4. 如图11.已知⊙O 1和⊙O 2相交于A 、B ,直线CD 过A 交⊙O 1和⊙O 2于C 、D ,且AC =AD ,EC 、ED 分别切两圆于C 、D . 求证:AC 2=AB ·AE .6.已知E 是△ABC 的外接圆之劣弧BC 的中点. 求证:AB ·AC =AE 2-BE 2.7. 若正五边形ABCDE 的边长为a ,对角线长为b ,试证:a b -ba=1.F DAB EC图10C图11初中数学巧添辅助-- 妙解竞赛题答案在某些数学竞赛问题中,巧妙添置辅助圆常可以沟通直线形和圆的内在联系,通过圆的有关性质找到解题途径.下面举例说明添置辅助圆解初中数学竞赛题的若干思路.1 挖掘隐含的辅助圆解题有些问题的题设或图形本身隐含着“点共圆”,此时若能把握问题提供的信息,恰当补出辅助圆,并合理挖掘图形隐含的性质,就会使题设和结论的逻辑关系明朗化. 1.1 作出三角形的外接圆例1 如图1,在△ABC 中,AB =AC ,D 是底边BC 上一点,E 是线段AD 上一点且∠BED =2∠CED = ∠A .求证:BD =2CD .分析:关键是寻求∠BED =2∠CED 与结论的联系. 容易想到作∠BED 的平分线,但因BE ≠ED ,故不能 直接证出BD =2CD .若延长AD 交△ABC 的外接圆 于F ,则可得EB =EF ,从而获取.证明:如图1,延长AD 与△ABC 的外接圆相交于点F ,连结CF 与BF ,则∠BFA =∠BCA =∠ABC =∠AFC ,即∠BFD =∠CFD .故BF :CF =BD :DC .又∠BEF =∠BAC ,∠BFE =∠BCA ,从而∠FBE =∠ABC =∠ACB =∠BFE . 故EB =EF .作∠BEF 的平分线交BF 于G ,则BG =GF . 因∠GEF =21∠BEF =∠CEF ,∠GFE =∠CFE ,故△FEG ≌△FEC .从而GF =FC . 于是,BF =2CF .故BD =2CD . 1.2 利用四点共圆例2 凸四边形ABCD 中,∠ABC =60°,∠BAD = ∠BCD =90°,AB =2,CD =1,对角线AC 、BD 交于点O ,如图2. 则sin ∠AOB =____.ABGCD FE图1ABCDPO 图2分析:由∠BAD =∠BCD =90°可知A 、B 、C 、D四点共圆,欲求sin ∠AOB ,联想到托勒密定理,只须求出BC 、AD 即可.解:因∠BAD =∠BCD =90°,故A 、B 、C 、D 四点共圆.延长BA 、CD 交于P ,则∠ADP =∠ABC =60°.设AD =x ,有AP =3x ,DP =2x .由割线定理得(2+3x )3x =2x (1+2x ).解得AD =x =23-2,BC =21BP =4-3. 由托勒密定理有BD ·CA =(4-3)(23-2)+2×1=103-12.又S ABCD =S △ABD +S △BCD =233. 故sin ∠AOB =263615 . 例3 已知:如图3,AB =BC =CA =AD ,AH ⊥CD 于H ,CP ⊥BC ,CP 交AH 于P .求证: △ABC 的面积S =43AP ·BD . 分析:因S △ABC =43BC 2=43AC ·BC ,只 须证AC ·BC =AP ·BD ,转化为证△APC ∽△BCD .这由A 、B 、C 、Q 四点共圆易证(Q 为BD 与AH 交点).证明:记BD 与AH 交于点Q ,则由AC =AD ,AH ⊥CD 得∠ACQ =∠ADQ . 又AB =AD ,故∠ADQ =∠ABQ .从而,∠ABQ =∠ACQ .可知A 、B 、C 、Q 四点共圆. ∵∠APC =90°+∠PCH =∠BCD ,∠CBQ =∠CAQ , ∴△APC ∽△BCD . ∴AC ·BC =AP ·BD . 于是,S =43AC ·BC =43AP ·BD . A图3BPQDHC2 构造相关的辅助圆解题有些问题貌似与圆无关,但问题的题设或结论或图形提供了某些与圆的性质相似的信息,此时可大胆联想构造出与题目相关的辅助圆,将原问题转化为与圆有关的问题加以解决. 2.1 联想圆的定义构造辅助圆例4 如图4,四边形ABCD 中,AB ∥CD ,AD =DC =DB =p ,BC =q .求对角线AC 的长.分析:由“AD =DC =DB =p ”可知A 、B 、C 在 半径为p 的⊙D 上.利用圆的性质即可找到AC 与 p 、q 的关系.解:延长CD 交半径为p 的⊙D 于E 点,连结AE . 显然A 、B 、C 在⊙D 上. ∵AB ∥CD ,∴BC =AE . 从而,BC =AE =q .在△ACE 中,∠CAE =90°,CE =2p ,AE =q ,故 AC =22AE CE -=224q p -. 2.2 联想直径的性质构造辅助圆例5 已知抛物线y =-x 2+2x +8与x 轴交于B 、C 两点,点D 平分BC .若在x 轴上侧的A 点为抛物线上的动点,且∠BAC 为锐角,则AD 的取值范围是____.分析:由“∠BAC 为锐角”可知点A 在以定线段BC 为直径的圆外,又点A 在x 轴上侧,从而可确定动点A 的范围,进而确定AD 的取值范围. 解:如图5,所给抛物线的顶点为A 0(1,9), 对称轴为x =1,与x 轴交于两点B (-2,0)、 C (4,0).分别以BC 、DA 为直径作⊙D 、⊙E ,则两圆与抛物线均交于两点P (1-22,1)、A EDCB图4图5Q (1+22,1).可知,点A 在不含端点的抛物线PA 0Q 内时,∠BAC <90°.且有3=DP =DQ <AD ≤DA 0=9,即AD 的取值范围是3<AD ≤9. 2.3 联想圆幂定理构造辅助圆例6 AD 是Rt △ABC 斜边BC 上的高,∠B 的平行线交AD 于M ,交AC 于N .求证:AB 2-AN 2=BM ·BN .分析:因AB 2-AN 2=(AB +AN )(AB -AN )=BM ·BN ,而由题设易知AM =AN ,联想割线定理,构造辅助圆即可证得结论. 证明:如图6,∵∠2+∠3=∠4+∠5=90°, 又∠3=∠4,∠1=∠5, ∴∠1=∠2.从而,AM =AN . 以AM 长为半径作⊙A ,交AB 于F ,交 BA 的延长线于E .则AE =AF =AN . 由割线定理有 BM ·BN =BF ·BE =(AB +AE )(AB -AF ) =(AB +AN )(AB -AN ) =AB 2-AN 2, 即 AB 2-AN 2=BM ·BN .例7 如图7,ABCD 是⊙O 的内接四边形,延长AB 和DC 相交于E ,延长AB 和DC 相交于E ,延长AD 和BC 相交于F ,EP 和FQ 分别切⊙O 于P 、Q .求证:EP 2+FQ 2=EF 2. 分析:因EP 和FQ 是⊙O 的切线,由结论联想到切割线定理,构造辅助圆使EP 、FQ 向EF 转化.证明:如图7,作△BCE 的外接圆交EF 于G ,连 结CG .因∠FDC =∠ABC =∠CGE ,故F 、D 、C 、G 四点共圆.EA N D BFM 12345图6由切割线定理,有 EF 2=(EG +GF )·EF =EG ·EF +GF ·EF =EC ·ED +FC ·FB=EC ·ED +FC ·FB =EP 2+FQ 2,即 EP 2+FQ 2=EF 2.2.4 联想托勒密定理构造辅助圆 例8 如图8,△ABC 与△A 'B ' C '的三边分别为a 、b 、c 与a '、 b '、c ',且∠B =∠B ',∠A +∠A '=180°.试证:aa '=bb '+cc '. 分析:因∠B =∠B ',∠A +∠A '=180°,由结论联想到托勒密定理,构造圆内接四边形加以证明.证明:作△ABC 的外接圆,过C 作CD ∥AB 交圆于D ,连结AD 和BD ,如图9所示. ∵∠A +∠A '=180°=∠A +∠D , ∠BCD =∠B =∠B ',∴∠A '=∠D ,∠B '=∠BCD .∴△A 'B 'C '∽△DCB .有DC B A ''=CB C B ''=DBC A '',即 DC c '=a a '=DB b '.故DC =''a ac ,DB =''a ab .又AB ∥DC ,可知BD =AC =b ,BC =AD =a . 从而,由托勒密定理,得 AD ·BC =AB ·DC +AC ·BD , 即 a 2=c ·''a ac +b ·''a ab . 故aa '=bb '+cc '.练习题(1)(2)图8ABCA'B'C'ca b a'c'b'A BCDa b b c图91. 作一个辅助圆证明:△ABC 中,若AD 平分∠A ,则AC AB =DCBD. (提示:不妨设AB ≥AC ,作△ADC 的外接圆交AB 于E ,证△ABC ∽△DBE ,从而AC AB =DEBD=DCBD.) 2. 已知凸五边形ABCDE 中,∠BAE =3a ,BC =CD =DE ,∠BCD =∠CDE =180°-2a .求证:∠BAC =∠CAD =∠DAE .(提示:由已知证明∠BCE =∠BDE =180°-3a ,从而A 、B 、C 、D 、E 共圆,得∠BAC =∠CAD =∠DAE .)3. 在△ABC 中AB =BC ,∠ABC =20°,在AB 边上取一点M ,使BM =AC .求∠AMC 的度数. (提示:以BC 为边在△ABC 外作正△KBC ,连结KM ,证B 、M 、C 共圆,从而∠BCM =21∠BKM =10°,得∠AMC =30°.) 4.如图10,AC 是ABCD 较长的对角线,过C 作CF ⊥AF ,CE ⊥AE .求证:AB ·AE +AD ·AF =AC 2. (提示:分别以BC 和CD 为直径作圆交AC 于点 G 、H .则CG =AH ,由割线定理可证得结论.) 5. 如图11.已知⊙O 1和⊙O 2相交于A 、B ,直线CD 过A 交⊙O 1和⊙O 2于C 、D ,且AC =AD ,EC 、ED 分别切两圆于C 、D .求证:AC 2=AB ·AE . (提示:作△BCD 的外接圆⊙O 3,延长BA 交⊙O 3 于F ,证E 在⊙O 3上,得△ACE ≌△ADF ,从而AE =AF ,由相交弦定理即得结论.)6.已知E 是△ABC 的外接圆之劣弧BC 的中点. 求证:AB ·AC =AE 2-BE 2.(提示:以BE 为半径作辅助圆⊙E ,交AE 及其延长线于N 、M ,由△ANC ∽△ABM 证AB ·AC =AN ·AM .)7. 若正五边形ABCDE 的边长为a ,对角线长为b ,试证:a b -ba=1. (提示:证b 2=a 2+ab ,联想托勒密定理作出五边形的外接圆即可证得.)FDAEC图10图11。
5.如图F4-3,直线y=kx+b经过A(3,1)和B(6,0)两点,则不等式0<kx+b<x的解为________.方法技巧专题四构造法训练构造法是一种技巧性很强的解题方法,它能训练思维的创造性和敏捷性.常见的构造形式有:1.构造方程;2.构造函数;3.构造图形.一、选择题图F4-11.如图F4-1,OA=OB=OC,且∠ACB=30°,则∠AOB的大小是()A.40°B.50°C.60°D.70°2.已知a≥2,m2-2am+2=0,n2-2an+2=0,则(m-1)2+(n-1)2的最小值是()A.6B.3C.-3D.03.设关于x的一元二次方程(x-1)(x-2)=m(m>0)的两根分别为α,β,且α<β,则α,β满足() A.1<α<β<2B.1<α<2<βC.α<1<β<2D.α<1且β>2二、填空题4.如图F4-2,六边形ABCDEF的六个内角都相等.若AB=1,BC=CD=3,DE=2,则这个六边形的周长等于________.图F4-213图F4-36.关于x的方程a(x+m)2+b=0的解是x1=-2,x2=1(a,m,b均为常数,a≠0),则方程a(x+m+2)2+b=0的解是________.7.[2016·成都]如图F4-△4,ABC内接于⊙O,AH⊥BC于点H,若AC=24,AH=18,⊙O的半径OC=13,则AB =________.图F4-48.如图F4-5,在四边形ABCD中,AB∥DC,E是AD的中点,EF⊥BC于点F,BC=5,EF=3.图F4-5(1)若AB=DC,则四边形ABCD的面积S=________;(2)若AB>DC,则此时四边形ABCD的面积S′________S(用“>”或“=”或“<”填空).三、解答题9.如图F4-6,直立于地面上的电线杆A B,在阳光下落在水平地面和坡面上的影子分别是BC,CD,测得BC=6m,CD=4m,∠BCD=150°,在D处测得电线杆顶端A的仰角为30°,试求电线杆的高度.(结果保留根号)图F4-6参考答案1.C[解析]以点O为圆心,以OA为半径作⊙O.∵OA=OB=OC,∴点B,C在⊙O上.∴∠AOB=2∠ACB=60°.故选C.注:此题构造了圆.2.A[解析](1)当m=n时,(m-1)2+(n-1)2=2(m-1)2.此时当m=1时,有最小值0.而m=1时,代入原方程求得a=.=(m+n)2-2mn-2(m+n)+2=4a2-4-4a+2=4(a-)2-3.∵a≥2,∴当a=2时,(m-1)2+(n-1)2有最小值.∴(m-1)2+(n-1)2的最小值=4(2-)2-3=6.故选A.5.3<x<6[解析]作直线OA,易知直线OA的解析式为y=x.由图可知,不等式kx+b>0的解为x<6;不等式kx+b<x的解为x>3.所以不等式0<kx+b<x的解为3<x<6.注:此题构造了一次函数y=x.7.[解析]如图,作直径AE,连结CE,则∠ACE=90°.32∵不满足条件a≥2,∴舍去此种情况.(2)当m≠n时,∵m2-2am+2=0,n2-2an+2=0,∴m,n是关于x的方程x2-2ax+2=0的两个根.∴m+n=2a,mn=2,∴(m-1)2+(n-1)2=m2-2m+1+n2-2n+11212注:此题根据两个等式构造了一个一元二次方程.3.D[解析]一元二次方程(x-1)(x-2)=m(m>0)的两根实质上是抛物线y=(x-1)(x-2)与直线y=m两个交点的横坐标.如图所示,显然α<1且β>2.故选D.注:此题构造了二次函数.4.15[解析]分别将线段AB,CD,EF向两端延长,延长线构成一个等边三角形,边长为8.则EF=2,AF=4,故所求周长=1+3+3+2+2+4=15.注:此题构造了等边三角形.131133136.x1=-4,x2=-1[解析]根据方程的特点联想二次函数的顶点式.将函数y=a(x+m)2+b的图象向左平移2个单位得函数y=a(x+m+2)2+b的图象,因此将方程a(x+m)2+b=0的解x1=-2,x2=1分别减去2,即得所求方程的解.注:此题构造了二次函数.392∴=.∴AB=.∴AB==.∴AB=BE×tan E=(6+43)×3∵AH⊥BC,∴∠AHB=90°.∴∠ACE=∠AHB.∵∠B=∠△E,∴ABH∽△AEC.AB AH AE·AHAE AC AC∵AC=24,AH=18,AE=2OC=26,18×2639242注:此题构造了直角三角形.8.(1)15(2)=[解析](1)平行四边形的面积等于底乘高;(2)如图,连结BE,并延长BE交CD的延长线于点G,连结CE.易证△EAB≌△EDG.∴BE=EG.∴S四边形ABCD=△SBCG=2△SBCE=BC·EF=15.注:此题根据平行线间线段的中点构造了全等三角形.9.解:如图,延长AD交BC的延长线于E,过点D作DF⊥BE于F.∵∠BCD=150°,∴∠DCF=30°.∵CD=4,∴DF=2,CF=2 3.由题意得∠E=30°,∴DC=DE.∴CE=2CF=43.∴BE=BC+CE=6+4 3.3=23+4.答:电线杆的高度为(23+4)m.注:此题构造了直角三角形.三角函数只能应用于直角三角形中,因此用三角函数解决四边形或斜三角形的问题时,必须构造直角三角形.。
数论专题:构造法解题梁久阳前言:“构造法”作为一种重要的化归手段,在数学解题中有着重要的作用。
历史上有不少著名的数学家,如欧几里得、欧拉、高斯、拉格朗日等人,都曾经用“构造法”成功地解决过数学上的难题。
数学是一门创造性的艺术,蕴含着丰富的美,而灵活、巧妙的构造令人拍手叫绝,能为数学问题的解决增添色彩,更具研究和欣赏价值。
构造需要以足够的知识经验为基础,较强的观察能力、综合运用能力和创造能力为前提,根据题目的特征,对问题进行深入分析,找出“已知”与“所求(所证)”之间的联系纽带,使解题另辟蹊径、水到渠成。
本文可能并不仅仅局限于数论方面,对函数也有一定的涉及。
一.构造法解题过程的大致模式二.经典例题(1) 构造辅助函数 ①构造一次函数【例1】已知x,y,z ∈(0,1),求证:x(1-y)+y(1-z)+z(1-x)<1(第15届俄罗斯数学竞赛题)题前分析:此题条件、结论均具有一定的对称性,然而难以直接证明,不妨用构造法一试。
例7还给出了它的另一种构造方法。
特点:一题两构,各有千秋证明:构造函数f(x)=(y+z-1)x+(yz-y-z+1),∵y,z ∈(0,1),∴f(0)=yz-y-z+1=(y-1)(z-1)>0f(1)=(y+z-1)+(yz-y-z+1)=yz >0,而f(x)是一次函数,其图象是直线,∴由x ∈(0,1)恒有f(x)>0即(y+z-1)x+(yz-y-z+1)>0,整理可得x(1-y)+y(1-z)+z(1-x)<1。
题后分析:由上题我们可以看出,理解和掌握函数的思想方法有助于实现数学从常量到变量的这个认识上的飞跃。
很多数学命题繁冗复杂,难寻入口,若巧妙运用函数思想,能使解答别具一格,耐人寻味。
而这构造的只是一次函数,还有更高次的函数等着我们去构造。
②构造二次函数我们大家都在初中学过一元二次方程。
我们都知道,一元二次方程根的判别式原本是用来讨论一元二次方程的实根情况,然而它的作用远不止此.在有些证明中,将题目或结论适当变形,再依据变形后的式子构造二次函数来解决问题,是一种十分巧妙的方法。
初中数学《用一元二次方程解决问题》教材讲义及过关练列一元二次方程解应用题的一般步骤1.利用方程解决实际问题的关键是寻找等量关系.2.解决应用题的一般步骤:审(审题目,分清已知量、未知量、等量关系等);设(设未知数,有时会用未知数表示相关的量);列(根据题目中的等量关系,列出方程);解(解方程,注意分式方程需检验,将所求量表示清晰);验(检验方程的解能否保证实际问题有意义)答(写出答案,切忌答非所问).【点拨】列方程解实际问题的三个重要环节:一是整体地、系统地审题;二是把握问题中的等量关系;三是正确求解方程并检验解的合理性.一元二次方程应用题的主要类型1.数字问题(1)任何一个多位数都是由数位和数位上的数组成.数位从右至左依次分别是:个位、十位、百位、千位……,它们数位上的单位从右至左依次分别为:1、10、100、1000、……,数位上的数字只能是0、1、2、……、9之中的数,而最高位上的数不能为0.因此,任何一个多位数,都可用其各数位上的数字与其数位上的单位的积的和来表示,这也就是用多项式的形式表示了一个多位数.如:一个三位数,个位上数为a ,十位上数为b ,百位上数为c ,则这个三位数可表示为:100c+10b+a.(2)几个连续整数中,相邻两个整数相差1.如:三个连续整数,设中间一个数为x ,则另两个数分别为x-1,x+1.几个连续偶数(或奇数)中,相邻两个偶数(或奇数)相差2.如:三个连续偶数(奇数),设中间一个数为x ,则另两个数分别为x-2,x+2. 2.平均变化率问题列一元二次方程解决增长(降低)率问题时,要理清原来数、后来数、增长率或降低率,以及增长或降低的次数之间的数量关系.如果列出的方程是一元二次方程,那么应在原数的基础上增长或降低两次.(1)增长率问题:平均增长率公式为(1)na xb += (a 为原来数,x 为平均增长率,n 为增长次数,b 为增长后的量.)(2)降低率问题:平均降低率公式为(1)n a x b -= (a 为原来数,x 为平均降低率,n 为降低次数,b 为降低教材知识总结后的量.)3.利息问题(1)概念:本金:顾客存入银行的钱叫本金;利息:银行付给顾客的酬金叫利息;本息和:本金和利息的和叫本息和; 期数:存入银行的时间叫期数;利率:每个期数内的利息与本金的比叫利率。
初中数学解题方法之一构造法之构造方程构造法是初中数学解题的常用方法之一,它通过构造合适的问题结构,将问题转化为可解的方程或等式,从而帮助我们解决问题。
构造方程是其中一种常见的构造法。
构造方程的基本思路是先找出问题中的未知量和已知条件,然后通过逻辑推理或运用已知条件,构造出一个或多个与问题有关的关系式,最终得到方程,并解方程求解。
下面以一些具体的数学问题为例,介绍构造方程的基本步骤和一些常用的技巧。
1.确定未知量和已知条件:首先要明确问题中的未知量是什么,已知条件有哪些。
例如,问题中可能涉及到未知数的个数、长度、面积等。
2.运用逻辑关系或条件构造方程:根据问题中的逻辑关系或条件,构造方程。
可以采用等量关系、比例关系等。
3.解方程求解:得到方程后,通过计算求解方程,得到未知量的值。
下面通过几个具体问题的例子,来说明构造方程的应用。
例1:甲、乙两人同时从甲地骑自行车去乙地,甲总共骑了3小时,乙总共骑了2小时,两人相遇时甲比乙多骑36千米。
已知甲比乙骑得快一半,求甲、乙各骑的速度。
设甲的速度为x千米/小时,乙的速度为y千米/小时。
根据题意可得出以下的逻辑关系或条件:甲的骑行时间:3小时乙的骑行时间:2小时甲比乙多骑36千米甲比乙骑得快一半根据已知条件,可以构造出方程:甲的速度x乘以时间3小时等于乙的速度y乘以时间2小时再加上36千米。
即:3x=2y+36根据方程,我们可以求解未知量的值。
将方程进行变形:2y=3x-36y=(3x-36)/2由于甲比乙骑得快一半,即:x=(3x-36)/2解这个方程,可以得到甲的速度是24千米/小时,乙的速度是12千米/小时。
例2:已知一个正方形的周长是20厘米,求正方形的面积。
设正方形的边长为x厘米。
根据题意可得出以下的逻辑关系或条件:正方形的周长是20厘米根据已知条件,可以构造出方程:周长就是4条边的长度之和,所以可以得到:4x=20解这个方程,可以得到正方形的边长是5厘米。
调和点列与调和线束定义对于线段AB 的内分点C 和外分点D 满足AC ADCB DB,则称C 、D 调和分割线段AB 或者A 、B 、C 、D 是调和点列。
我们允许无穷远点的存在,即规定如果D 为无穷远点,则1ADDB,也可以说,当C 平分线段AB 时,A 、B 、C 以及直线AC 上的无穷远点四点成调和点列。
性质1 设,,,A B C D 是共线四点,点M 是线段AB 的中点,则,C D 调和分割线段AB 的充要条件是满足下列六个条件之一: (1) 点,A B 调和分割CD (2) 112AC AD AB(3) 22AB CD AD BC AC DB (4) CA CB CM CD (5) DA DB DM DC (6) 22MA MB MC MD性质2 (调和点列的角元形式)设A 、C 、B 、D 是共线四点,过共点直线外一点P 引射线PA ,PC ,PB ,PD .令1APC θ ,2CPB θ ,3BPD θ ,则AC BD CB AD 的充要条件132123sin sin sin sin()θθθθθθ .性质3 设,,,A B C D 是共线四点,过共点的直线外一点P 引射线,,,PA PC PB PD ,则,C D 调和分割线段AB 的充分必要条件是满足下列两个条件之一:(1) 线束,,,PA PC PB PD 其中一射线的任一平行线被其他三条射线截出相等的两线段;l 分别交射线,,,PA PC PB PD 于点(2) 另一直线',',','A C B D 时,点','C D 调和分割线段''A B 。
性质4对线段AB 的内分点C 和外分点D ,以及直线外一点P ,给出如下四个论断:AM CBD(1) PC 是APB 的平分线 (2) PD 是APB 的外角平分线 (3) ,C D 调和分割线段AB(4) PC PD以上四个论断中,任意两个作题设,另两个作结论组成的六个命题均为真命题。
应用“构造法”巧解数学问题例析河北省隆化县职业中学 曹瑞民(068150)构造法是初中数学的一种重要的数学方法,利用构造法可以巧妙的解决数学中的很多难题。
一、构造矛盾,巧证几何题例1、 求证:两条角平分线相等的三角形是等腰三角形。
证明:如图1,已知∆ABC ,BD 、CE 分别是ACB ABC ∠∠,的平分线。
BD=CE ,要证AB=AC 。
假设AB ,AC ≠不妨设AB>AC,则有ACB ∠>ABC ∠ A因而ACE ∠>ABD ∠构造ECF ∠=ABD ∠. F设CF 分别交AB 、BD 于G ,则CEF BFG ∆≈∆。
E G D 即BF :CF=BG :CE但BF>CF ∴BG>CE B C BD>BG ∴ BD>CE (图1)这显然与已知BD=CE 相矛盾,故AB ≠AC 的假设不成立,而必有AB=AC 。
二、构造对偶式,巧求非对称式的值例2、设x 21x 是方程x 2+5x +2=0的两根,不解方程;求21x x 的值。
分析:21x x 是非对称式,构造其对偶式12x x (即将21x x 中的2,1x x 互换位置)以后,组合成对称式再进行运算。
22124)5(2)(11,221212212122211221=--=-+=+=+∴==x x x x x x x x x x y y y x x y x x 则解:设即2y 2-21y +2=0,解之得 4175212,1±=y 三、构造方程,巧解几何最值问题例2、 如图2,平行四边形MNPQ 的一边在ABC ∆的边BC 上, A 另两个顶点分别在AB ,AC 上。
M H N 求证:平行四边形MNPQ 的面积的最大值为ABC ∆面积的一半。
分析:题设中出现两个相关图形——平行四边形,三角形;结论是证明面积最值问题,面积问题自然联想到作高AG , 与两个图形面积有关的元素有四个:MN 、HG 、BC 、AG 。
构造“对偶式”,巧解数学问题在解答某些数学问题时,针对已知式M 的结构特征,构造一个或几个与之相关联的式子N ,使M 与N 经过相加、相减、相乘、相除等运算之后,所需解答的问题得到合理的转化和解决。
这种解题方法称之为构造“对偶式”解题,是一种极其巧妙的解题方法。
通过构造对偶式可以巧妙地解决多项式求值、恒等式证明、求函数的最值、解方程(组以及求解析式等,当然难点在于如何构造解题所需要的“对偶式”。
典型例题1求证:2sin 4x +3sin 2x cos 2x +5cos 4x ≤5。
【分析】本例是三角不等式的证明,运用一般的方法证明是困难的,若能运用对称的方法,构造对偶式,则比较容易证明【解析】【证明】设A =2sin 4x +3sin 2x cos 2x +5cos 4x ,B =2cos 4x +3cos 2x sin 2x +5sin 4x ,则 A +B =7sin 4x +cos 4x +6sin 2x cos 2x =7sin 2x +cos 2x 2-8sin 2x cos 2x=7-2sin 22x =5+2cos 22x ,①A -B =3cos 4x -sin 4x =3cos2x ,②①+②,得 2A =5+2cos 22x +3cos2x =5+2cos2x +342-916 ≤5+21+34 2-916=10所以A ≤5,命题得证2已知α,β是方程x 2-7x +8=0的两根,且α>β,不解方程,求2α+3β2的值。
【分析】 若要不解方程求2α+3β2的值, 因为2α+3β2是非对称式, 无法化为αβ及α+β的形式,所以需要构造2α+3β2相应的对偶式2β+3α2,两者结合就可以化为αβ及α+β的形式,然后运用韦达定理,从而求出2α+3β2的值.【解析】设A =2α+3β2,构造对偶式B =2β+3α2。
∵α,β是方程x 2-7x +8=0的两根,∴α+β=7,αβ=8。
构造法在初中数学解题中的应用所谓构造法就是根据题设条件或结论所具有的特征和性质,构造满足条件或结论的数学对象,并借助该对象来解决数学问题的思想方法。
构造法是一种富有创造性的数学思想方法。
运用构造法解决问题,关键在于构造什么和怎么构造。
充分地挖掘题设与结论的内在联系,把问题与某个熟知的概念、公式、定理、图形联系起来,进行构造,往往能促使问题转化,使问题中原来蕴涵不清的关系和性质清晰地展现出来,从而恰当地构造数学模型,进而谋求解决题目的途径。
下面介绍几种数学中的构造法:一、构造方程构造方程是初中数学的基本方法之一。
在解题过程中要善于观察、善于发现、认真分析,根据问题的结构特征、及其问题中的数量关系,挖掘潜在已知和未知之间的因素,从而构造出方程,使问题解答巧妙、简洁、合理。
1、某些题目根据条件、仔细观察其特点,构造一个"一元一次方程" 求解,从而获得问题解决。
例1:如果关于x的方程ax+b=2(2x+7)+1有无数多个解,那么a、b的值分别是多少?解:原方程整理得(a-4)x=15-b∵此方程有无数多解,∴a-4=0且15-b=0分别解得a=4,b=152、有些问题,直接求解比较困难,但如果根据问题的特征,通过转化,构造"一元二次方程",再用根与系数的关系求解,使问题得到解决。
此方法简明、功能独特,应用比较广泛,特别在数学竞赛中的应用。
3、有时可根据题目的条件和结论的特征,构造出方程组,从而可找到解题途径。
例3:已知3,5,2x,3y的平均数是4。
20,18,5x,-6y的平均数是1。
求的值。
分析:这道题考查了平均数概念,根据题目的特征构造二元一次方程组,从而解出x、y的值,再求出的值。
二、构造几何图形1、对于条件和结论之间联系较隐蔽问题,要善于发掘题设条件中的几何意义,可以通过构造适当的图形把其两者联系起来,从而构造出几何图形,把代数问题转化为几何问题来解决.增强问题的直观性,使问题的解答事半功倍。
第一章 圆专题1巧构圆,妙解题知识解读在处理平面几何中的许多问题时,常常需要借助圆的性质,问题才能解决.而有时候我们需要的圆并不存在,这就需要我们能利用已知的条件,借助图形的特点把实际存在的圆找出来,从而运用圆中的性质来解决问题,往往有事半功倍的效果,使问题获得巧解或简解,这是我们解题必须要掌握的技巧. 作辅助圆的常用依据有以下几种:①圆的定义:若几个点到某个固定点的距离相等,则这几个点在同一个圆上; ②有公共斜边的两个直角三角形的顶点在同一个圆上;③对角互补的四边形四个顶点在同一个圆上,简记为:对角互补,四点共圆;④若两个三角形有一条公共边,这条边所对的角相等,并且在公共边的同侧,则这两个三角形有公共的外接圆,简记为:同旁张等角,四点共圆.培优学案典例示范例1将线段AB 绕点A 逆时针旋转60°得到线段AC ,继续旋转(0120)αα<<得到线段AD ,连接CD . (1)连接BD .①如图1-1-1①,若α=80°,则∠BDC 的度数为;②在第二次旋转过程中,请探究∠BDC 的大小是否改变?若不变,求出∠BDC 的度数;若改变,请说明理由;(2)如图1-1-1②,以AB 为斜边作Rt △ABE ,使得∠B =∠ACD ,连接CE ,DE .若∠CED =90°,求α的值.图1-1-1②①EDCBADBA【提示】(1)①∠BDC =∠ADC -∠ADB ,利用“等边对等角及三角形内角和为180°”可求出∠BDC 为30°; ②由题意知,AB =AC =AD ,则点B ,C ,D 在以A 为圆心,AB 为半径的圆上,利用“一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半”可快速求出∠BDC 仍然为30°;(2)过点A 作AM ⊥CD 于点M ,连接EM ,证明“点A ,C ,D 在以M 为圆心,MC 为半径的圆上”.跟踪训练如图1-1-2,菱形ABCD 中,∠B =60°,点E 在边BC 上,点F 在边CD 上.若∠EAF =60°,求证:△AEF 是等边三角形.角相等”获证.图1-1-2BFEDC A例2 (1)如图1-1-3①,正方形ABCD 中,点E 是BC 边上的任意一点,∠AEF =90°,且EF 交正方形外角平分线CF 于点F .求证:AE =EF ;(2)若把(1)中的条件“点E 是BC 边上的任意一点”,改为“点E 是BC 边延长线上的一点”,其余条件不变,如图1-1-3②,那么结论AE =EF 是否还成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由.①②图1-1-3A B E CFDFDCEBA【提示】连接AC ,AF ,显然∠ACF =∠AEF =90°,所以A ,E ,C ,F 四点在以AF 为直径的圆上. (1)如图1-1-4①,当点E 在BC 边上,则∠AFE =∠ACE =45°,于是△AEF 是等腰直角三角形,AE =EF 获证;(2)如图1-1-4②,当点E 在BC 边的延长线上,则∠F AE =∠FCE =45°,于是△AEF 是等腰直角三角形,AE=EF 获证.F图1-1-4②①【拓展】本题将“正方形”改为“正三角形”,“∠AEF =90°”相应改为“∠AEF =60°”,仍然可以运用构造“辅助圆”的思路.还可进一步拓展为“正n 边形”,360180AEF =-∠,仍然可延续这种思路,读者可自己完成.跟踪训练已知,将一副三角板(Rt △ABC 和Rt △DEF )如图1-1-5①摆放,点E ,A ,D ,B 在一条直线上,且D 是AB的中点.将Rt △DEF 绕点D 顺时针方向旋转角(090)αα<<,在旋转过程中,直线DE ,AC 相交于点M ,直线DF ,BC 相交于点N ,分别过点M ,N 作直线AB 的垂线,垂足为G ,H . (1)如图1-1-5②,当α=30°时,求证:AG =DH ; (2)如图1-1-5③,当α=60°时,(1)中的结论是否成立?请写出你的结论,并说明理由; (3)当090α<<时,(1)中的结论是否成立?请写出你的结论,并根据图1-1-5④说明理由.③④图1-1-5②①HGEAF D C (N )BFE DCBA【提示】本题除了常规解法外,还可考虑构造“辅助圆”.例3 已知,在△ABC 中,AB =AC ,过A 点的直线a 从与边AC 重合的位置开始绕点A 按顺时针方向旋转角θ,直线a 交BC 边于点P (点P 不与点B ,点C 重合),△BMN 的边MN 始终在直线a 上(点M 在点N 的上方),且BM =BN ,连接CN . (1)当∠BAC =∠MBN =90°时.①如图1-1-6①,当θ=45时,∠ANC 的度数为 ; ②如图1-1-6②,当45θ≠时,①中的结论是否发生变化?说明理由;(2)如图1-1-6③,当∠BAC =∠MBN ≠90°时,请直接写出∠ANC 与∠BAC 之间的数量关系,不必证明.③②C【提示】由于在旋转过程中不变的关系是:∠BAC =∠MBN ,AB =AC ,BM =BN ,易知∠ABC =∠ACB =∠BMN =∠BNM .由∠ACB =∠BNM 可知A ,B ,N ,C 四个点在同一个圆上(如图1-1-7),则∠ANC =∠ABC =1902BAC -∠,这样思考,所有问题都会迎刃而解.跟踪训练在△ABC 中,BA =BC ,∠BAC =α,M 是AC 的中点,P 是线段BM 上的动点,将线段P A 绕点P 顺时针旋转2α得到线段PQ . (1)若α=60°且点P 与点M 重合(如图1-1-8①),线段CQ 的延长线交射线BM 于点D ,请补全图形,并写出∠CDB 的度数;(2)在图1-1-8②中,点P 不与点B ,M 重合,线段CQ 的延长线与射线BM 交于点D ,猜想∠CDB 的大小(用含α的代数式表示),并加以证明;(3)对于适当大小的α,当点P 在线段BM 上运动到某一位置(不与点B ,M 重合)时,能使得线段CQ 的延长线与射线BM 交于点D ,且PQ =QD ,请直接写出α的范围.①图1-1-8②DP BACMQQM (P )CB A例4如图1-1-9,点A与点B的坐标分别是(1,0),(5,0),点P是该直角坐标系内的一个动点.(1)使∠APB=30°的点P有个;(2)若点P在y轴上,且∠APB=30°,求满足条件的点P的坐标;(3)当点P在y轴上移动时,∠APB是否有最大值?若有,求点P的坐标,并说明此时∠APB最大的理由;若没有,也请说明理由.图1-1-9【提示】(1)已知点A、点B是定点,要使∠APB=30°,只需点P在过点A、点B的圆上,且弧AB所对的圆心角为60°即可,显然符合条件的点P有无数个.(2)结合(1)中的分析可知:当点P在y轴的正半轴上时,点P是(1)中的圆与y轴的交点,借助于垂径定理、等边三角形的性质、勾股定理等知识即可求出符合条件的点P的坐标;当点P在y轴的负半轴上时,同理可求出符合条件的点P的坐标.(3)由三角形外角的性质可证得:在同圆或等圆中,同弧所对的圆周角大于同弧所对的圆外角.要∠APB最大,只需构造过点A、点B且与y轴相切的圆,切点就是使得∠APB最大的点P,然后结合切线的性质、三角形外角的性质、矩形的判定与性质、勾股定理等知识即可解决问题.跟踪训练已知,如图1-1-10①,,∠MON=60°,点A,B为射线OM,ON上的动点(点A,B不与点O重合),且AB=43,在∠MON的内部,△AOB的外部有一点P,且AP=BP,∠APB=120°.(1)求AP的长;(2)求证:点P在∠MON的平分线上.(3)如图1-1-10②,点C,D,E,F分别是四边形AOBP的边AO,OB,BP,P A的中点,连接CD,DE,EF,FC,OP.若四边形CDEF的周长用t表示,请直接写出t的取值范围.图1-1-10例5已知,在矩形ABCD中,AB=a,BC=b,动点M从点A出发沿边AD向点D运动.(1)如图1,当b=2a,点M运动到边AD的中点时,请证明∠BMC=90°;(2)如图2,当b>2a时,点M在运动的过程中,是否存在∠BMC=90°,若存在,请给与证明;若不存在,请说明理由;(3)如图3,当b<2a时,(2)中的结论是否仍然成立?请说明理由.、① ②③图1-1-11【提示】本题除了建立方程模型,将问题转化为方程是否有解的判断外,还可以通过构造辅助圆,将问题转化为直线与圆的位置关系来讨论.跟踪训练1.如图1-1-12,直线y=﹣x+3与x,y轴分别交于点A,B,与反比例函数的图象交于点P(2,1).(1)求该反比例函数的关系式;(2)设PC⊥y轴于点C,点A关于y轴的对称点为A′;①求△A′BC的周长和sin∠BA′C的值;②对大于1的常数m,求x轴上的点M的坐标,使得sin∠BMC1m .图1-1-12【提示】(1)①由直线y=-x+3写出OA=3,OB=3;由等腰直角三角形的边长关系,可得AB2;由PC⊥y轴,可得QC=1,BC=2;由对称知A'B=AB2,OA'=0A=3,然后用勾股定理求出A'C的长,也就可以求出△A'BC的周长;(2)②如果选用上一题的思路求∠BMC的正弦值,会陷入计算的麻烦,这里采用转化的思想,找到外接圆的半径,另外还应分类讨论。
第12讲用因式分解法求解一元二次方程模块一思维导图串知识模块二基础知识全梳理(吃透教材)模块三核心考点举一反三模块四小试牛刀过关测1.正确理解因式分解法的实质,熟练运用因式分解法解一元二次方程;2.因式分解法解一元二次方方程的应用;知识点一.用因式分解法解一元二次方程的步骤(1)将方程右边化为0;(2)将方程左边分解为两个一次式的积;(3)令这两个一次式分别为0,得到两个一元一次方程;(4)解这两个一元一次方程,它们的解就是原方程的解.知识点二.常用的因式分解法提取公因式法,公式法(平方差公式、完全平方公式),十字相乘法等.要点:(1)能用分解因式法来解一元二次方程的结构特点:方程的一边是0,另一边可以分解成两个一次因式的积;(2)用分解因式法解一元二次方程的理论依据:两个因式的积为0,那么这两个因式中至少有一个等于0;(3)用分解因式法解一元二次方程的注意点:①必须将方程的右边化为0;②方程两边不能同时除以含有未知数的代数式.考点一:用因式分解法(除十字相乘法)求解一元二次方程例1.(23-24九年级·江苏·假期作业)解关于x 的方程(因式分解方法):(1)2350x -=;(2)7(3)39x x x -=-.【答案】(1)12503x x ,==(2)12337x x ,==【分析】(1)用提公因式法进行因式分解,再解方程即可;(2)移项后,用提公因式法进行因式分解,再解方程即可.【详解】(1)解:(35)0x x -=①0x =②350x -=∴12503x x ,==.(2)解:7(3)3(3)x x x -=-7(3)3(3)0x x x ---=(3)(73)0x x --=①30x -=②730x -=∴12337x x ,==.【点睛】本题考查了因式分解法解一元二次方程.其中找到合适的公因式是解题的关键.【变式1-1】(2023八年级下·浙江·专题练习)用因式分解解方程:585x x x -=-.【答案】18x =-,25x =【分析】采用因式分解法即可求解.【详解】()()585x x x -=-移项得,()()5850x x x ---=,提取公因式得,()()850x x +-=.故80+=x 或50x -=,解得18x =-,25x =.【点睛】本题重点是利用因式分解法解一元二次方程,掌握因式分解求解的方法是解题的关键.【变式1-2】(2024·陕西西安·模拟预测)解方程:()3263x x x -=-.【答案】x x 1212=-=,【分析】本题主要考查了解一元二次方程,先移项,然后利用因式分解法解方程即可.【详解】解:∵()3263x x x -=-,∴()()32320x x x -+-=,∴()()3210x x -+=,∴20x -=或10x +=,解得x x 1212=-=,.【变式1-3】(23-24八年级下·广西崇左·期中)解方程:(1)22350x x --=;(2)()2326x x +=+.【答案】(1)17x =,25x =-(2)13x =-,21x =-【分析】本题考查了解一元二次方程,能选择适当的方法解一元二次方程是解此题的关键,解一元二次方程的方法有直接开平方法、因式分解法、配方法、公式法等.(1)先分解因式,即可得出两个一元一次方程,求出方程的解即可;(2)移项后分解因式,即可得出两个一元一次方程,求出方程的解即可.【详解】(1)解:22350x x --=,因式分解得()()750x x -+=,即70x -=或50x +=,解得17x =,25x =-.(2)解:()2326x x +=+,移项得()()23230x x +-+=,因式分解得()()3320x x ++-=,即30x +=或320x +-=,解得13x =-,21x =-.考点二:用十字相乘法求解一元二次方程例2.(23-24九年级上·四川眉山·阶段练习)阅读材料:解方程22350x x +-=,我们可以按下面的方法解答:(1)分解因式2235x x +-①竖分二次项与常数项:()()2,3557x x x =⋅-=-⨯+②交叉相乘,验中项:(2)根据乘法原理,若0ab =,则0a =或0b =,则方程2235x x +-可以这样求解:方程左边因式分解得(5)(7)0x x -+=50x ∴-=或70x +=③横向写出两因式:2235(5)(7)x x x x +-=-+125,7x x ∴==-试用上述这种十字相乘法解下列方程(1)2540x x ++=;(2)2680x x -+=;(3)23100x x +-=;(4)2670x x --=.【答案】(1)14x =-,21x =-(2)12x =,24x =(3)12x =,25x =-(4)17x =,21x =-【分析】(1)利用十字相乘法解方程即可;(2)利用十字相乘法解方程即可;(3)利用十字相乘法解方程即可;(4)利用十字相乘法解方程即可.【详解】(1)解:2540x x ++=()()410x x ++=40x +=或10x +=∴14x =-,21x =-;(2)解:2680x x -+=()()240x x --=20x -=或40x -=∴12x =,24x =;(3)23100x x +-=()()520x x +-=50x +=或20x -=∴12x =,25x =-;(4)2670x x --=()()170x x +-=10x +=或70x -=【点睛】本题考查十字相乘法解方程,掌握十字相乘法是解题的关键.【变式2-1】(2024·广东广州·二模)解方程:22350x x --=.【答案】17x =,25x =-.【分析】本题考查了解一元二次方程,利用因式分解法求解即可,解题的关键在于灵活选取适当的方法解方程.【详解】解:22350x x --=,()()750x x -+=,70x -=或50x +=,∴17x =,25x =-.【变式2-2】(23-24八年级下·山东烟台·期中)阅读材料:解方程22350x x +-=,我们可以按下面的方法解答:(1)分解因式2235x x +-①竖分二次项与常数项:2x x x =⋅,()()3557-=-⨯+②交叉相乘,验中项:③横向写出两因式:2235(5)(7)x x x x +-=-+(2)若0ab =,则0a =或0b =,所以方程2235x x +-可以这样求解:方程左边分解因式得()()570x x -+=∴50x -=或70x +=∴15=x ,27x =-上述这种解一元二次方程的方法叫做十字相乘法.请参考以上方法解下列方程:(1)2540x x ++=;(2)22100x x +-=.【答案】(1)14x =-,21x =-;(2)12x =,252x =-【分析】本题主要考查解一元二次方程的能力,熟练掌握解一元二次方程的几种常用方法:直接开平方法、因式分解法、公式法、配方法,结合方程的特点选择合适、简便的方法是解题的关键.(1)利用十字相乘法将方程的左边因式分解,继而得出两个关于x 的一元一次方程,进一步求解可得答案;(2)利用十字相乘法将方程的左边因式分解,继而得出两个关于x 的一元一次方程,进一步求解可得答案.【详解】(1)解:2540x x ++=()()410x x ++=40x +=或10x +=(2)解:22100x x +-=()()2520x x +-=250x +=或20x -=∴12x =,252x =-.进行因式分解,我们可以按下面的方法解答:解:①坚分二次项与常数项:()222,221x x x =⋅-=-⨯.②交叉相乘,验中项(交叉相乘后的结果相加,其结果须等于多项式中的一次项):③横向写出两因式:()()2232221x x x x --=-+.我们把这种用十字交叉相乘分解因式的方法叫十字相乘法.(2)根据乘法原理:若0ab =,则0a =或0b =.试用上述方法和原理解下列方程:①2320x x -+=;②260x x --=;③22360x x -+=;④2260x x +-=.【答案】①11x =,22x =②13x =,22x =-③13x =,22x =④132x =,22x =-【分析】根据题中十字相乘法的解法步骤求解即可.【详解】解:①由题知,2x x x =⋅,()()212=-⨯-,∴原方程2320x x -+=可化为()()120x x --=,∴10x -=或20x -=,∴11x =,22x =;②由题知,2x x x =⋅,()632-=-⨯,∴原方程260x x --=可化为()()320x x -+=,∴30x -=或20x +=,∴13x =,22x =-;③由题知,2x x x =⋅,()()632=-⨯-,∴原方程()22360x x -++=可化为()()320x x --=,∴30x -=或20x -=,∴13x =,22x =;④由题知,22x x x =⋅,()623-=⨯-,∴原方程2260x x +-=可化为()()2230x x +-=,∴20x +=或230x -=,∴132x =,22x =-.【点睛】本题考查十字相乘法解一元二次方程,理解题干中的十字相乘法的解法是解答的关键.考点三:用因式分解法解一元二次方程中的错解复原问题例3.(22-23九年级上·陕西榆林·阶段练习)以下是某同学解方程2326x x x -=-+的过程:解:方程两边因式分解,得()()323-=--x x x ,①方程两边同除以()3x -,得2x =-,②∴原方程的解为2x =-.③(1)上面的运算过程第______步出现了错误.(2)请你写出正确的解答过程.【答案】(1)②(2)过程见解析【分析】(1)根据等式的性质作答即可;(2)先移项,然后用因式分解法求解.【详解】(1)解:∵()3x -可能为0,∴不能除以()3x -,∴第②步出现了错误故答案为②.(2)解:方程两边因式分解,得()()323-=--x x x ,移项,得()()3230-+-=x x x ,∴()()320x x -+=,∴13x =,22x =-.【点睛】本题考查了一元二次方程的解法,常用的方法有直接开平方法、配方法、因式分解法、求根公式法,熟练掌握各种方法是解答本题的关键.【变式3-1】(2024·浙江舟山·一模)解一元二次方程2230x x --=时,两位同学的解法如下:解法一:223x x -=(2)3x x -=1x =或23x -=∴11x =或25x =解法二:1a =,2b =-,3c =-244128b ac -=-=- 240b ac -<∴此方程无实数根.(1)判断:两位同学的解题过程是否正确,若正确,请在框内打“√”;若错误,请在框内打“×”.(2)请选择合适的方法求解此方程.【答案】(1)两位同学均错(2)13x =,21x =-【分析】本题考查了根的判别式:一元二次方程20(0)ax bx c a ++=≠的根与24b ac ∆=-有如下关系:当0∆>时,方程有两个不相等的实数根;当Δ0=时,方程有两个相等的实数根;当Δ0<时,方程无实数根.也考查了因式分解法解一元二次方程.(1)利用因式分解法解方程可对解法一进行判断;根据根的判别式的计算可判断解法二进行判断;(2)利用因式分解法把方程转化为30x -=或10x +=,然后解两个一次方程.【详解】(1)两位同学的解题过程都不正确.(2)2230x x --=,(3)(1)0x x -+=,30x -=或10x +=,所以13x =,21x =-.【变式3-2】(23-24八年级下·浙江·期中)甲、乙两位同学解方程22(2)(2)x x -=-的过程如下框:甲:22(2)(2)x x -=-两边同除以(2)x -得:22x =-则4x =()乙:移项得22(2)(2)0x x ---=提公因式(2)(22)0x x ---=则20x -=或220x --=122,0x x ∴==()你认为他们的解法是否正确?若正确请在括号内打“√”,若错误打“×”,并写出你的解答过程.【答案】×;×,见解析【分析】本题考查因式分解法解一元二次方程,掌握因式分解的技巧准确计算是解题关键.根据因式分解法解一元二次方程.【详解】解:根据题意得:甲:22(2)(2)x x -=-两边同除以(2)x -得:22x =-则4x =(×)乙:移项得22(2)(2)0x x ---=提公因式(2)(22)0x x ---=则20x -=或220x --=122,0x x ∴==(×)解:22(2)(2)0x x ---=(2)(22)0x x --+=12x =或24x =.【变式3-3】(23-24八年级下·广西百色·期中)小涵与小彤两位同学解方程366x x x -=-的过程如下:小涵的解题过程:第1步:两边同时除以()6x -得36x x =-,第2步:移项,得36x x =-,第3步:解得2x =-.小彤的解题过程:第1步:移项,得()()23660x x x ---=,第2步:提取公因式,得()()6360x x x ---=.第3步:则60x -=或360x x --=,第4步:解得16x =,22x =.(1)小涵和小彤的解法都不正确,小涵第一次出错在第_____步,小彤第一次出错在第_____步;(2)请你给出正确的解法,并结合你的经验提出一条解题注意事项.【答案】(1)1,2(2)正确的解法见解析,16x =,23x =-.注意事项:移项时要注意改变符号,或(除数不能为0)【分析】本题考查了解一元二次方程,能把一元二次方程转化成一元一次方程是解此题的关键.(1)根据等式的性质和因式分解法则即可得出答案;(2)利用因式分解法解答即可.【详解】(1)解:小涵的解法中,因为()6x -可能为0,所以不能两边同时除以()6x -,即第一次出错错在第1步;小彤的解法中,第1步移项没错,第2步提取公因式后有一项忘记变号,即第一次出错错在第2步;故答案为:1;2;(2)解:正确的解法是:()()2366x x x -=-,移项,得()()23660x x x ---=,提取公因式,得()()6360x x x --+=,则60x -=或360x x -+=,解得1263x x ==-,,注意事项:在利用因式分解法解一元二次方程时,注意把方程一边的多项式正确因式分解.考点四:用因式分解法解一元二次方程与几何的结合的问题例4.(2024·山东济宁·一模)三角形两边长分别为3和6,第三边长是方程2680 x x -+=的解,则这个三角形的周长是()A .1B .11和13C .11或8D .13【答案】D【分析】本题考查一元二次方程的解法,三角形三边的关系,先解方程求出方程的解,然后利用三角形的三边关系判断解得情况,并计算三角形的周长即可.【详解】解方程2680 x x -+=得2x =或4x =,当2x =时,236+<,不能构成三角形;当4x =时,这个三角形的周长是34613++=,故选D .【变式4-1】(23-24八年级下·安徽阜阳·阶段练习)如图,在ABCD Y 中,AE BC ⊥于点E ,BE a =,2AE CE a ==,且a 是一元二次方程2340x x +-=的根,则ABCD Y 的周长为()A .625+B .85C .10D .445+【答案】A 【分析】本题考查了平行四边形的性质,勾股定理,以及用因式分解法解一元二次方程,是基础知识要熟练掌握.先解方程求得a ,再根据勾股定理求得AB ,从而计算出ABCD Y 的周长即可.【详解】解:a 是一元二次方程2340x x +-=的根,2340a a ∴+-=,即()()140a a -+=,解得,1a =或4a =-(不合题意,舍去).∴1BE =,2AE CE ==,在Rt ABE △中,2222125AB AE BE =+=+=,3BC EB EC ∴=+=,ABCD ∴ 的周长()()5223652AB BC =+=+=+.故选:A .2的解,第三边是方程215560x x -+=的解,则这个直角三角形的周长是()A .23或24B .23C .24D .24或25【答案】C【分析】本题考查了解一元二次方程,勾股定理的逆定理,先解方程,勾股定理的逆定理得出第三边为8,即可求解.【详解】解:216600x x -+=∴()()6100x x --=解得:126,10x x ==由215560x x -+=∴()()780x x --=,解得:7x =或8x =依题意,这个直角三角形的三边分别为6,10,8,∴这个直角三角形的周长为610824++=,故选:C .【变式4-3】(23-24八年级下·浙江杭州·阶段练习)如图,在ABC 中,90ACB ∠=︒,以点B 为圆心,BC 的长为半径画弧,交线段AB 于点D ,以点A 为圆心,AD 长为半径画弧,交线段AC 于点E ,连接CD .设3BC =,4AC =,则方程26160x x +-=的一个根是线段()的长度A .AD 或AE 或CEB .BD 或BC C .CED .AC【答案】A 【分析】本题考查的是一元二次方程的解法,勾股定理的应用,先求解2AD AE CE ===,再解方程26160x x +-=,从而可得答案.【详解】解:∵3BC =,4AC =,90ACB ∠=︒,∴225AB AC BC =+=,532AD ∴=-=,∴2AD AE ==,∴422CE AC AE =-=-=,∵26160x x +-=,∴()()280x x -+=,解得:12x =,28x =-,∴线段AD ,AE ,CE 的长是方程26160x x +-=的一个根;故选A考点五:新定义型用因式分解法解一元二次方程问题例5.(2024·浙江杭州·一模)在实数范围内定义一种新运算“※”,其运算规则为()35b a b a b a =+-※.根据这个规则,方程()11x x +=-※的解是()A .45x =B .1x =C .45x =-或1x =D .45x =或1x =【答案】C 【分析】根据新定义,列出常规式的方程,解答即可.本题考查了新定义的应用、解一元二次方程,正确理解定义,建立方程是解题的关键.【详解】∵()35a b a b ab =+-※,()11x x +=-※,∴()()31511x x x x ++-+=-,整理,得2540x x --=,解得45x =-或1x =,故选C .m n ※2232232=-⨯=-※.若50x x =※,则方程的根为()A .都为10B .都为0C .0或10D .5或5-【答案】C 【分析】本题考查的知识点是新定义运算、解一元二次方程,解题关键是理解题意.现根据新定义运算得出一元二次方程,再求解即可.【详解】解:根据定义运算22m n m n =-※可得,50x x =※即为25·20x x -=,即()100x x -=,10x ∴=,210x =,则方程的根为0或10.故选:C .【变式5-2】(2024·安徽阜阳·三模)定义新运算a b ab a ⊗=-,如()()212124⊗-=⨯--=-,则方程()26x x x ⊗+=⊗的解是()A .10x =,24x =B .12x =,23x =C .12x =-,23x =-D .126x =226x =【答案】B 【分析】本题考查了解一元二次方程,解题的关键是熟练掌握解一元二次方程的方法和步骤.根据题意,将原方程化为()266x x x x +-=-,再将方程化为一般式,最后用因式分解法求解即可.【详解】解:根据题意可得:()()22x x x x x ⊗+=+-,666x x ⊗=-,∵()26x x x ⊗+=⊗,∴()266x x x x +-=-,整理得:2560x x -+=,解得:12x =,23x =,故选:B .【变式5-3】(2024·甘肃天水·一模)在正数范围内定义一种运算:()22,2M a b a ab b =-+,如()21,3121334M =-⨯⨯+=,若()2,9M m =,则m 的值为()A .1B .1-C .5或1-D .5【答案】C 【分析】此题考查了一元二次方程的应用,弄清题中的新定义是解本题的关键.利用题中的新定义,得到22249m m -+=,解出即可求解.【详解】解:由题意得:22249m m -+=,即2450m m --=解得:1m =-或5m =,故选:C .考点六:换元法解一元二次方程例6.(23-24八年级下·黑龙江哈尔滨·阶段练习)阅读下面的材料,回答问题:解方程42540x x -+=,这是一个一元四次方程,根据该方程的特点,它的解法通常是:设2x y =,那么42x y =,于是原方程可变为2540y y -+=①,解得11y =,24y =.当1y =时,21x =,1x ∴=±;当4y =时,24x =,2x ∴=±;∴原方程有四个根:11x =,21x =-,32x =,42x =-.这一方法,在由原方程得到方程①的过程中,利用“换元法”达到降次的目的,体现了数学的转化思想.(1)方程4260x x --=的解为________.(2)仿照材料中的方法,尝试解方程()()2224120x x x x +-+-=.【答案】(1)13x =,23x =-(2)13x =-,22x =;【分析】本题考查了根的判别式,换元法解一元二次方程,能够正确换元是解此题的关键.(1)结合材料,利用2x m =,再换元,求出m 的值,再代入求出x 即可;(2)结合材料,利用2x x n +=,再换元,求出n 的值,再代入求出x 即可.【详解】(1)解:设2x m =,则原方程变为260m m --=,解得:13m =,22m =-,当3m =时,23x =,解得3x =±;当2m =-时,22x =-,方程无解;故原方程的解为:13x =,23x =-,故答案为:13x =,23x =-.(2)解:设2x x n +=,则原方程变为24120--=n n ,解得:16n =,22n =-,当6n =时,26x x +=,解得:13x =-,22x =;当2n =-时,22x x +=-,即220x x ++=,2141270∆=⨯⨯=-<-,∴方程无解;故原方程的解为:13x =-,22x =.()22260x x --=然后设2x t =,则()222x t =,原方程化为260t t --=①,解①得122,3t t =-=.当12t =-时,22x =-无意义,舍去;当23t =时,23x =,解得3;x =∴原方程的解为123,3x x ==-;上面这种方法称为“换元法”,把其中某些部分看成一个整体,并用新字母代替(即换元),则能使复杂的问题转化成简单的问题.(1)利用换元法解方程()()2224120x x x x ----=时,新字母设为t ,则t =___________,原方程化为___________,解得t =___________.(2)求方程()()2224120x x x x ----=的解.【答案】(1)2x x -,24120t t --=;6,2-(2)123,2x x ==-【分析】本题考查了换元法解方程,正确换元是解题的关键;(1)根据题意,可设2t x x =-,于是原方程变形为24120t t --=,利用因式分解法求解即可.(2)根据6,2t t ==-,转化为方程26x x -=,22x x -=-,解方程即可.【详解】(1)解:根据题意,可设2t x x =-,于是原方程变形为24120t t --=,解得6,2t t ==-,故答案为:2x x -,24120t t --=;6,2-.(2)解:根据题意,得6,2t t ==-,方程转化为26x x -=,22x x -=-,故260x x --=,解得123,2x x ==-;当220x x -+=时,此时()2Δ14120=--⨯⨯<,方程无解,故原方程的解为123,2x x ==-.【变式6-2】(23-24八年级下·安徽亳州·阶段练习)解高次方程的思想就是“降次”,将含未知数的某部分用低次项替换,例如解四次方程42280x x +-=时,可设2y x =,则原方程可化为2280y y +-=,先解出y ,将y 的值再代入2y x =中解x 的值,由此高次方程得解.解高次方程也可以将方程中某个部分看作一个整体,例如上述方程中,可将2x 看作一个整体,得()222280x x +-=,解出2x 的值,再进一步求解即可.根据上述方法,完成下列问题:(1)若()()22222232237x y x y +-++=,则22x y +的值为___________;(2)解方程:()22234120y yy y --+=.【答案】(1)2(2)1y =-或4y =或0y =或3y =【分析】本题考查了换元法解一元二次方程,注意,解方程时要解完整.(1)根据题意,设22+=x y k ,然后解关于k 的一元二次方程,再根据220≥+x y 取值即可;(2)设23y y t -=,然后解关于t 的一元二次方程,然后再来求关于y 的一元二次方程.【详解】(1)解:设22+=x y k ,原方程为:()()222223237x y x y ⎡⎤⎡⎤+-++=⎣⎦⎣⎦,即()()23237k k -+=,2497k -=,24k =,2k ∴=或2k =-,220≥+x y ,2k ∴=,∴222x y +=,故答案为:2;(2)解:设23y y t -=,原方程为:()()2223430y y y y ---=,即240t t -=,()40t t -=,0t ∴=或4t =,当0=t 时,230y y -=,()30y y -=,0y ∴=或3y =;当4t =时,234y y -=,()()140y y +-=,1y \=-或4y =;综上,1y =-或4y =或0y =或3y =.【变式6-3】(23-24九年级上·江苏宿迁·阶段练习)解方程222(1)5(1)40x x ---+=时,我们可以将21x -视为一个整体,设21y x =-,则222(1)y x =-,原方程化为2540y y -+=,解此方程,得11y =,24y =,当1y =时,211x -=,22x =,∴2x =当4y =时,214x -=,25x =,∴5x =±.∴原方程的解为12x =-22x =35x =-45x =.以上方法就叫换元法,达到了降次的目的,体现了转化的思想.运用上述方法解答下列问题:(1)42340x x --=;(2)222(2)(2)60x x x x +-+-=.【答案】(1)12x =,22x =-(2)13x =,21x =-【分析】本题主要考查了换元法解一元二次方程、因式分解法解一元二次方程、一元二次方程的根的判别式等知识,利用换元法解一元二次方程是解题关键.(1)先把要求的式子变形为2340y y --=,再进行因式分解,求出符合条件的的值,从而得出的值;(2)根据已知条件设求出22x x y +=的值,即可获得答案.【详解】(1)解:42340x x --=,设20y x =≥,则原方程化为2340y y --=,∴(4)(1)0y y -+=,∴4y =或1y =-(舍去),即24x =,∴12x =,22x =-;(2)解:222(2)(2)60x x x x +-+-=,设22y x x =+,则原方程化为260y y --=,∴(3)(2)0y y -+=,∴3y =或=2y -,当3y =时,可有2230x x +-=,解得13x =,21x =-,当=2y -时,可有2220x x ++=,∵2241240∆=-⨯⨯=-<,∴该方程无解,∴原方程的解为13x =,21x =-.一、单选题1.(23-24八年级下·安徽亳州·阶段练习)解方程()()2575x x -=-,选择相对合适的方法是()A .直接开平方法B .配方法C .公式法D .因式分解法【答案】D 【分析】本题考查解一元二次方程,熟练掌握解一元二次方程的方法是解题的关键.先移项变形,再提取公因式()5x -即可求解.【详解】解:()()2575x x -=-,()()20575x x +--=,()()0557x x +=⎡-⎤⎦-⎣,即()()0512x x --=,∴最合适的方法是因式分解法,故选:D .2.(23-24九年级上·云南昭通·阶段练习)方程(3)6(3)x x x -=-的根是()A .3x =B .6x =C .123,6x x ==D .123,6x x =-=-【答案】C【分析】本题考查了因式分解法方程的根,选择适当解方程的方法是解题的关键.【详解】∵(3)6(3)x x x -=-,∴()()630x x --=,解得123,6x x ==.故选C .3.(2023·贵州贵阳·模拟预测)若菱形两条对角线AC 和BD 的长度是方程()()240x x --=的两根,则该菱形的边长为()A 5B .4C .25D .5【答案】A 【分析】本题考查了解一元二次方程和菱形的性质.先求出方程的解,即可得出2AC =,4BD =,根据菱形的性质求出AO 和OD ,根据勾股定理求出AD 即可.【详解】解:解方程(2)(4)0x x --=得:12x =,24x =.即2AC =,4BD =,四边形ABCD 是菱形,90AOD ∴∠=︒,1AO OC ==,2BO DO ==,由勾股定理得:22125AD =+=,故选:A .()()A .它是一元二次方程B .解方程时,方程两边先同时除以()32x +C .它有两个不相等的实数根D .用因式分解法解此方程最适宜【答案】B【分析】本题考查了一元二次方程的定义、解法及根的判别式,根据一元二次方程的定义、解法及根的判别式逐一判断即可求解,掌握一元二次方程的定义、解法及根的判别式是解题的关键.【详解】解:A 、方程()()32632x x x +=+整理得为2316120x x --=,故方程是一元二次方程,该说法正确,不合题意;B 、解方程时,方程两边先同时除以()32x +,会漏解,故该说法错误,符合题意;C 、由2316120x x --=得:()()21643124120∆=--⨯⨯-=>,故方程有两个不相等的实数根,该说法正确,不合题意;D 、用因式分解法解此方程最适宜,该说法正确,不合题意;故选:B .5.(23-24六年级上·河南南阳·阶段练习)定义新运算:对于两个不相等的实数,a b ,我们规定符号{},max a b 表示,a b 中的较大值,如:{}2,44max =,{2,4}2max --=-.按照这个规定,若2{,}57max x x x x -=--,则x 的值是()A .211+1-B .2117C .1-或7D .211+211-【答案】B 【分析】本题考查新定义运算解方程,理解新运算,根据新定义的运算,分两种情况:①2{,}57max x x x x x -=--=;②2{,}57max x x x x x -=--=-,解一元二次方程即可得到答案.【详解】解:由题意得:分两种情况:①2{,}57max x x x x x -=--=,257x x x --=∴,即2670x x --=,()()710x x ∴-+=,解得:121,7x x =-=,当7x =时,7x -=-,即{7,7}7max -=,符合题意;当=1x -时,1x -=,即{1,1}1max -=,不符合题意;∴7x =;②2{,}57max x x x x x -=--=-,257x x x --=-∴,即2470x x --=,()2211x ∴-=,解得:12211,211x x =+=-,当211x =+时,()211x -=-+,即(){211,211}211max +-+=+,不符合题意;当211x =-时,112x -=-,即{211,112}112max --=-,符合题意;∴211x =-;综上,x 的值是211-或7,故选:B .二、填空题6.(2024八年级下·浙江·专题练习)一元二次方程22x x =的根是.【答案】10x =,22x =【分析】先移项,再提公因式,使每一个因式为0,从而得出答案.本题考查了一元二次方程的解法:解一元二次方程常用的方法有直接开平方法,配方法,公式法,因式分解法,要根据方程的特点灵活选用合适的方法.【详解】解:移项,得220x x -=,提公因式得,(2)0x x -=,0x =或20x -=,10x ∴=,22x =.故答案为:10x =,22x =.7.(2023·山东潍坊·模拟预测)等腰三角形的底边长为6,腰长是方程28150x x -+=的一个根,则该等腰三角形的周长为.【答案】16【分析】本题主要考查等腰三角形的概念、三角形三边的关系、解一元二次方程的能力,结合方程的特点选择合适、简便的方法是解题的关键.利用因式分解法解方程求出x 的值,再根据等腰三角形的概念和三角形三边关系确定出三角形三边长度,继而得出答案.【详解】解:∵28150x x -+=,∴()()350x x --=,则30x -=或50x -=,解得1235x x ==,,①若腰长为3,此时三角形三边长度为3、3、6,显然不能构成三角形,舍去;②若腰长为5,此时三角形三边长度为5、5、6,可以构成三角形,所以该等腰三角形的周长为55616++=,故答案为:16.8.(2024·浙江·三模)若方程()()37x x m --=有一个解为1x =,则方程()()37x x m ++=的解为.【答案】121,9x x =-=-【分析】本题考查了一元二次方程的解,解一元二次方程,根据题意得出12m =,进而解方程()()3712x x ++=,即可求解.【详解】解:∵方程()()37x x m --=有一个解为1x =,∴()()131712m =--=∴()()3712x x ++=即21090x x ++=∴()()190x x ++=解得:121,9x x =-=-故答案为:121,9x x =-=-.9.(2024八年级下·浙江·专题练习)已知()()2222135x y x y +++-=,则22x y +的值等于.【答案】4【分析】本题考查解一元二次方程,首先把22x y +当作一个整体,设22+=x y k ,方程即可变形为关于k 的一元二次方程,解方程即可求得k 即22x y +的值.此题注意把22x y +看作一个整体,然后运用因式分解法解方程,最后注意根据式子的形式分析值的取舍.【详解】解:设22+=x y k ,∴()()135k k +-=,∴2235k k --=,即2280k k --=,∴4k =或2k =-,∵22x y +的值一定是非负数,∴224x y +=.故答案为:410.(23-24八年级下·安徽淮北·期中)定义:如果关于x 的一元二次方程20ax bx c ++=有两个实数根为αβ,,且满足2αβ=,则称这样的方程为“倍根方程”.(1)方程29180x x -+=(选填“是”或“不是”)“倍根方程”.(2)若()()50x x a --=是“倍根方程”,则=a 【答案】是10或52【分析】本题主要考查了解一元二次方程,新定义:(1)利用因式分解法求出方程的两个根,再根据“倍根方程”的定义求解即可;(2)先解方程得到125x a x ==,,再根据“倍根方程”的定义求解即可.【详解】解:(1)∵29180x x -+=,∴()()360x x --=,解得1236x x ==,,∴212x x =,∴方程29180x x -+=是“倍根方程”.故答案为:是;(2)解方程()()50x x a --=得125x a x ==,,∵()()50x x a --=是“倍根方程”,∴2510a =⨯=或15522a =⨯=,故答案为:10或52.三、解答题11.(23-24八年级下·江苏南通·期中)解下列方程:(1)267x x -=;(2)23520x x -+=.【答案】(1)127,1x x ==-(2)1221,3x x ==【分析】本题考查了解一元二次方程的解法,熟练掌握一元二次方程的解法是解题的关键.(1)运用因式分解法解方程即可;(2)运用因式分解法解方程即可.【详解】(1)解:267x x -=2670x x --=()()710x x -+=70x -=或10x +=∴127,1x x ==-;(2)解:23520x x -+=()()1320x x --=10x -=或320x -=∴1221,3x x ==.12.(23-24八年级下·浙江杭州·期中)解方程:(1)2430x x ++=;(2)()()()21332x x x --+=.【答案】(1)1213x x =-=-,(2)12121x x =-=,【分析】本题考查了解一元二次方法,熟练掌握一元二次方程的求解方法是解题关键.(1)利用因式分解法解方程即可;(2)利用因式分解法解方程即可.【详解】(1)解:∵2430x x ++=,()()130x x ∴++=,∴10x +=或30x +=,∴1213x x =-=-,;(2)()()()23=213x x x --+,整理得:211120x x +-=,∴()()1210x x +-=,120x ∴+=或10x -=,12121x x =-∴=,.13.(23-24八年级下·黑龙江哈尔滨·阶段练习)解方程:(1)()()628x x x -=-(2)()()221230x x +--=【答案】(1)124x x ==;(2)12243x x ==,.【分析】本题主要考查解一元二次方程,解一元二次方程的常用方法有直接开平方法、公式法、因式分解法.(1)整理成一般式,再利用公式法将方程的左边因式分解后求解可得;(2)利用公式法将方程的左边因式分解后求解可得.【详解】(1)解:()()628x x x -=- ,26216x x x ∴-=-,则28160x x -+=,即2(4)0x -=,124x x ∴==;(2)解:∵()()221230x x +--=.∴()()1231230x x x x ++-+-+=,∴1230x x ++-=或1230x x +-+=∴12243x x ==,.14.(23-24九年级上·河南信阳·阶段练习)下面是小明同学解一元二次方程的过程,请仔细阅读,并完成相应的任务.解方程:2(31)2(31)x x -=-解:方程两边除以(31)x -,得312x -=第一步移项,合并同类项,得33x =第二步系数化为1,得1x =第三步任务:(1)小明的解法从第__________步开始出现错误;(2)此题的正确结果是__________;(3)用因式分解法解方程:3(2)24x x x +=+.【答案】(1)一(2)113x =,21x =(3)12x =-,223x =【分析】本题主要考查一元二次方程的解法,熟练掌握一元二次方程的解法是解题的关键;(1)根据题意可直接进行求解;(2)利用因式分解法求解方程即可得出答案;(3)根据因式分解法求解方程即可.【详解】(1)解:由题意可知小明的解法从第一步开始出现错误;故答案为一;(2)解:2(31)2(31)x x -=-2(31)2(31)0x x ---=(31)(33)0x x --=310x -=或330x -=∴121,13x x ==;故答案为121,13x x ==;(3)解:3(2)24x x x +=+()3(2)220x x x +-+=()()2320x x +-=解得:122,23x x ==-.15.(23-24八年级下·广西贺州·阶段练习)阅读下列材料:为解方程可将方程变形为()22260x x --=然后设2x y =,则()222x y =.例:4260x x --=,解:令2x y =,原方程化为260y y --=,解得12y =-,23y =,当12y =-时,22x =-(无意义,舍去)当23y =时,23x =,解得3x =±∴原方程的解为13x =23x =-.上面这种方法称为“换元法”,把其中某些部分看成一个整体,并用新字母代替(即:换元),则能使复杂的问题转化成简单的问题.利用以上学习到的方法解下列方程:(1)()()22225260x x x x ----=;(2)()22351511x x x x ++-++=.【答案】(1)171x =+,271x =-+,341x x ==(2)10x =、25x =-【分析】本题考查了换元法解一元二次方程;(1)令22x x y -=,原方程化为2560y y --=,进而得出226x x -=,221x x -=-,解方程,即可求解;(2)令251x x y ++=,原方程化为2321y y -=,解得113y =-,21y =,进而分别解一元二次方程,即可求解.【详解】(1)解:令22x x y -=,原方程化为2560y y --=,解得16y =,21y =-.当16y =时,226x x -=,解得71x =±+.当21y =-时,221x x -=-,解得1x =.∴原方程的解为:171x =+,271x =-+,341x x ==(2)令251x x y ++=,原方程化为2321y y -=,解得113y =-,21y =当113y =-时,21513x x ++=-(无意义舍去)当21y =时,2511x x ++=,解得10x =、25x =-.∴原方程的解为10x =、25x =-.。
初中数学竞赛辅导讲义-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除初中数学竞赛辅导讲义(初三)第一讲 分式的运算[知识点击]1、分部分式:真分式化为另几个真分式的和,一般先将分母分解因式,后用待定系数法进行。
2、综合除法:多项式除以多项式可类似于是有理数的除法运算,可列竖式来进行。
3、分式运算:实质就是分式的通分与约分。
[例题选讲]例1.化简2312++x x + 6512++x x + 12712++x x 解:原式= )2)(1(1++x x + )3)(2(1++x x + )4)(3(1++x x = 11+x - 21+x + 21+x - 31+x + 31+x - 41+x =)4)(1(3++x x例2. 已知z z y x -+ = y z y x +- = x z y x ++- ,且xyz ≠0,求分式xyz x z z y y x ))()((+-+的值。
解:易知:z y x + = y z x + = x z y + =k 则⎪⎩⎪⎨⎧=+=+=+)3()2()1(kx z y ky z x kz y x (1)+(2)+(3)得:(k-2)(x+y+z)=0 k=2 或 x+y+z=0 若k=2则原式= k 3 = 8 若 x+y+z=0,则原式= k 3 =-1例3.设 12+-mx x x =1,求 12242+-x m x x 的值。
解:显然X 0≠,由已知x mx x 12+- =1 ,则 x +x1 = m + 1 ∴ 22241x x m x +- = x2 + 21x - m2= (x +x1)2-2 –m2 =( m +1)2-2- m2= 2m -1 ∴原式=121-m例4.已知多项式3x 3 +ax 2 +3x +1 能被x 2+1整除,求a的值。
解:1- a=0 ∴ a=1例5:设n为正整数,求证311⨯ + 511⨯ + …… +)12)(12(1+-n n < 21证:左边=21(1 - 31 + 31 - 51+ …… +121-n - 121+n ) =21(1- 121+n )∵n 为正整数,∴121+n < 1 ∴1- 121+n < 1 故左边< 21 [小结归纳]1、部分分式的通用公式:)(1k x x + = k 1 (x 1 - kx +1) 2、参数法是解决比例问题特别是连比问题时非常有效的方法,其优点在于设连比值为K ,将连等式化为若干个等式,把各字母用同一字母的解析式表示,从而给解题带来方便。
园幂定理相交弦定理、切割线定理、割线定理统称为圆幂定理.圆幂定理实质上是反映两条相交直线与圆的位置关系的性质定理,其本质是与比例线段有关.相交弦定理、切割线定理、割线定理有着密切的联系,主要体现在:1.用运动的观点看,切割线定理、割线定理是相交弦定理另一种情形,即移动圆内两条相交弦使其交点在圆外的情况;2.从定理的证明方法看,都是由一对相似三角形得到的等积式.熟悉以下基本图形、基本结论:【例题求解】【例1】如图,PT切⊙O于点T,PA交⊙O于A、B两点,且与直径CT交于点D,CD=2,AD=3,BD=6,则PB= .思路点拨综合运用圆幂定理、勾股定理求PB长.注:比例线段是几何之中一个重要问题,比例线段的学习是一个由一般到特殊、不断深化的过程,大致经历了四个阶段:(1)平行线分线段对应成比例;(2)相似三角形对应边成比例;(3)直角三角形中的比例线段可以用积的形式简捷地表示出来; (4)圆中的比例线段通过圆幂定理明快地反映出来.【例2】 如图,在平行四边形ABCD 中,过A 、B 、C 三点的圆交AD 于点E ,且与CD 相切,若AB=4,BE=5,则DE 的长为( ) A .3 B .4 C .415 D .516思路点拨 连AC ,CE ,由条件可得许多等线段,为切割线定理的运用创设条件.注:圆中线段的算,常常需要综合相似三角形、直角三角形、圆幂定理等知识,通过代数化获解,加强对图形的分解,注重信息的重组与整合是解圆中线段计算问题的关键.【例3】 如图,△ABC 内接于⊙O ,AB 是∠O 的直径,PA 是过A 点的直线,∠PAC=∠B .(1)求证:PA 是⊙O 的切线;(2)如果弦CD 交AB 于E ,CD 的延长线交PA 于F ,AC=8,CE :ED=6:5,,AE :BE=2:3,求AB 的长和∠ECB 的正切值.思路点拨 直径、切线对应着与圆相关的丰富知识.(1)问的证明为切割线定理的运用创造了条件;引入参数x 、k 处理(2)问中的比例式,把相应线段用是的代数式表示,并寻找x 与k 的关系,建立x 或k 的方程.【例4】如图,P是平行四边形AB的边AB的延长线上一点,DP与AC、BC分别交于点E、E,EG是过B、F、P三点圆的切线,G为切点,求证:EG=DE思路点拨由切割线定理得EG2=EF·EP,要证明EG=DE,只需证明DE2=EF·EP,这样通过圆幂定理把线段相等问题的证明转化为线段等积式的证明.注:圆中的许多问题,若图形中有适用圆幂定理的条件,则能化解问题的难度,而圆中线段等积式是转化问题的桥梁.需要注意的是,圆幂定理的运用不仅局限于计算及比例线段的证明,可拓展到平面几何各种类型的问题中.【例5】如图,以正方形ABCD的AB边为直径,在正方形内部作半圆,圆心为O,DF切半圆于点E,交AB的延长线于点F,BF=4.求:(1)cos∠F的值;(2)BE的长.思路点拨解决本例的基础是:熟悉圆中常用辅助线的添法(连OE,AE);熟悉圆中重要性质定理及角与线段的转化方法.对于(1),先求出EF,FO值;对于(2),从△BE F ∽△EAF,Rt△AEB入手.注:当直线形与圆结合时就产生错综复杂的图形,善于分析图形是解与圆相关综合题的关键,分析图形可从以下方面入手:(1)多视点观察图形.如本例从D点看可用切线长定理,从F点看可用切割线定理.(2)多元素分析图形.图中有没有特殊点、特殊线、特殊三角形、特殊四边形、全等三角形、相似三角形.(3)将以上分析组合,寻找联系.学力训练1.如图,PT是⊙O的切线,T为切点,PB是⊙O的割线,交⊙O于A、B两点,交弦CD于点M,已知CM=10,MD=2,PA=MB=4,则PT的长为.2.如图,PAB、PCD为⊙O的两条割线,若PA=5,AB=7,CD=11,则AC:BD= .3.如图,AB是⊙O的直径,C是AB延长线上的一点,CD是⊙O的切线,D为切点,过点B作⊙O的切线交CD于点F,若AB=CD=2,则CE= .4.如图,在△ABC中,∠C=90°,AB=10,AC=6,以AC为直径作圆与斜边交于点P,则BP的长为( )A.6.4 B.3.2 C .3.6 D.85.如图,⊙O 的弦AB 平分半径OC ,交OC 于P 点,已知PA 、PB 的长分别为方程024122=+-x x 的两根,则此圆的直径为( )A .28B .26C .24D .226.如图,⊙O 的直径Ab 垂直于弦CD ,垂足为H ,点P 是AC 上一点(点P 不与A 、C两点重合),连结PC 、PD 、PA 、AD ,点E 在AP 的延长线上,PD 与AB 交于点F ,给出下列四个结论:①CH 2=AH ·BH ;②AD =AC :③AD 2=DF ·DP ;④∠EPC=∠APD ,其中正确的个数是( )A .1B .2C .3D .47.如图,BC 是半圆的直径,O 为圆心,P 是BC 延长线上一点,PA 切半圆于点A ,AD ⊥BC 于点D .(1)若∠B=30°,问AB 与AP 是否相等?请说明理由; (2)求证:PD ·PO=PC ·PB ;(3)若BD :DC=4:l ,且BC =10,求PC 的长.8.如图,已知PA 切⊙O 于点A ,割线PBC 交⊙O 于点B 、C ,PD ⊥AB 于点D ,PD 、AO 的延长线相交于点E ,连CE 并延长交⊙O 于点F ,连AF . (1)求证:△PBD ∽△PEC ;(2)若AB=12,tan ∠EAF=32,求⊙O 的半径的长.⌒⌒⌒9.如图,已知AB 是⊙O 的直径,PB 切⊙O 于点B ,PA 交⊙O 于点C ,PF 分别交AB 、BC 于E 、D ,交⊙O 于F 、G ,且BE 、BD 恰哈好是关于x 的方程0)134(622=+++-m m x x (其中m 为实数)的两根.(1)求证:BE=BD ;(2)若GE ·EF=36,求∠A 的度数.10.如图,△ABC 中,∠C=90°,O 为AB 上一点,以O 为圆心,OB 为半径的圆与AB 相交于点E ,与AC 相切于点D ,已知AD=2,AE=1,那么BC= .11.如图,已知A 、B 、C 、D 在同一个圆上,BC=CD ,AC 与BD 交于E ,若AC=8,CD=4,且线段BE 、ED 为正整数,则BD= .12.如图,P 是半圆O 的直径BC 延长线上一点,PA 切半圆于点A ,AH ⊥BC 于H ,若PA=1,PB+PC=a (a >2),则PH=( )A .a2B .a 1C .2a D .3a 13.如图,△ABC 是⊙O 的内接正三角形,弦EF 经过BC 的中点D ,且EF ∥AB ,若AB=2,则DE 的长为( )A .21 B .215- C .23D .114.如图,已知AB 为⊙O 的直径,C 为⊙O 上一点,延长BC 至D ,使CD=BC ,CE ⊥AD 于E ,BE 交⊙O 于F ,AF 交CE 于P ,求证:PE=PC .15.已知:如图,ABCD 为正方形,以D 点为圆心,AD 为半径的圆弧与以BC 为直径的⊙O 相交于P 、C 两点,连结AC 、AP 、CP ,并延长CP 、AP 分别交AB 、BC 、⊙O 于E 、H 、F 三点,连结OF .(1)求证:△AEP ∽△CEA ;(2)判断线段AB 与OF 的位置关系,并证明你的结论; (3)求BH:HC16.如图,PA 、PB 是⊙O 的两条切线,PEC 是一条割线,D 是AB 与PC 的交点,若PE=2,CD=1,求DE 的长.17.如图,⊙O 的直径的长是关于x 的二次方程0)2(22=+-+k x k x (k 是整数)的最大整数根,P 是⊙O 外一点,过点P 作⊙O 的切线PA 和割线PBC ,其中A 为切点,点B 、C 是直线PBC 与⊙O 的交点,若PA 、PB 、PC 的长都是正整数,且PB 的长不是合数,求PA+PB+PC 的值.参考答案。
第四讲明快简捷—构造方程的妙用
有些数学问题虽然表面与一元二次方程无关,但是如果我们能构造一元二次方程,那么就能运用一元二次方程丰富的知识与方法辅助解题,构造一元二次方程的常用方法是:1.利用根的定义构造
当已知等式具有相同的结构,就可把某两个变元看成是关于某个字母的一元二次方程的两根.
2.利用韦达定理逆定理构造
若问题中有形如,的关系式时,则、可看作方程的两
实根.
3.确定主元构造
对于含有多个变元的等式,可以将等式整理为关于某个字母的一元二次方程.
成功的构造是建立在敏锐的观察、恰当的变形、广泛的联想的基础之上的;成功的构造能收到明快简捷、出奇制胜的效果.
注:许多数学问题表面上看难以求解,但如果我们创造性地运用已知条件,以已知条件为素材,以所求结论为方向,有效地运用数学知识,构造出一种辅助问题及其数学形式,就能使问题在新的形式下获得简解,这就是解题中的“构造”策略,构造图形,构造方程、构造函数、构造反例是常用构造方法.
【例题求解】
【例1】已知、是正整数,并且,,则.
思路点拨,变形题设条件,可视、为某个一元二次方程两根,这样问题可从整体上获得简解.
【例2】若,且有及,则的值是( ) A.B.C.D.
思路点拨第二个方程可变形为,这样两个方程具有相同的结构,从利用定义构造方程入手.
【例3】已知实数、满足,且,求的取值范围.
思路点拨由两个等式可求出、的表达式,这样既可以从配方法入手,又能从构造方程的角度去探索,有较大的思维空间.
【例4】已知实数、、满足,.
(1)求、、中最大者的最小值;
(2)求的最小值.
思路点拨不妨设a≥b,a≥c,由条件得,.构造以b、c为实根的一元二次方程,通过△≥0探求的取值范围,并以此为基础去解(2).
注:构造一元二次方程,在问题有解的前提下,运用判别式△≥0,建立含参数的不等式,缩小范围逼近求解,在求字母的取值范围,求最值等方面有广泛的应用.
【例5】试求出这样的四位数,它的前两位数字与后两位数字分别组成的二位数之和的平方,恰好等于这个四位数.(2003年全国初中数学联赛试题)
思路点拨设前后两个二位数分别为,,则有,将此方程整理成关于(或)的一元二次方程,在方程有解的前提下,运用判别式确定(或)的取值范围.
学历训练
1.若方程的两个实数根的倒数和是,则的取值范围是.2.如图,在Rt△ABC中,斜边AB=5,CD⊥AB,已知BC、AC是一元二次方程
的两个根,则m的值是.
3.已知、满足,,则= .
4.已知,,,则的值为( )
A.2 B.-2 C.-1 D.0
5.已知梯形ABCD的对角线AC与BD相交于点O,若S△AOB=4,S△COD=9,则四边形ABCD的面积S的最小值为( )
A.21 B.25 C.26 D.36
6.如图,菱形A6CD的边长是5,两条对角线交于O点,且AO、BO的长分别是关于的方程的根,则m的值为( )
A.一3 B.5 C.5或一3 n一5或3
7.已知,,其中、为实数,求的值.
8.已知和是正整数,并且满足条件,,求的值.9.已知,,其中m、n为实数,则=.
10.如果、、为互不相等的实数,且满足关系式与,那么的取值范围是.
11.已知,则= ,= .;
12.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=b,AB=c,若D、E分别是AB和AB延长线上的两点,BD=BC,CE⊥CD,则以AD和AE的长为根的一元二次方程是.
13.已知、、均为实数,且,,求的最小值.
14.设实数、、满足,求的取值范围.
15.如图,梯形ABCD中,AD∥BC,AD=AB,,梯形的高AE=,且.
(1)求∠B的度数;
(2)设点M为梯形对角线AC上一点,DM的延长线与BC相交于点F,当,求作以CF、DF的长为根的一元二次方程.
16.如图,已知△ABC和平行于BC的直线DE,且△BDE的面积等于定值,那么当
与△BDE之间满足什么关系时,存在直线DE,有几条?
参考答案。