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今天我们来学习一元二次方程。首先看一个实际问题:某正方形花坛原边长为x米,四周各扩建2米,新花坛面积为24平方米,求原正方形的边长。我们可以设原正方形边长为x米,那么扩建后的边长就是x加2米。根据面积公式,我们得到方程x加2的平方等于24。展开后得到x的平方加4x加4等于24,整理得x的平方加4x减20等于0。这就是我们要学习的一元二次方程。
现在我们来学习一元二次方程的定义。一元二次方程是指只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的整式方程。它的一般形式是ax的平方加bx加c等于0,其中a不等于0。让我们分析这个一般形式的结构:a是二次项系数,ax的平方是二次项;b是一次项系数,bx是一次项;c是常数项。特别要注意的是,a不能等于0,因为如果a等于0,方程就不是二次方程了。这个条件非常重要,是一元二次方程定义的关键部分。
现在我们来学习如何识别一元二次方程中的各项系数。对于一般形式ax的平方加bx加c等于0,我们需要找出二次项系数a、一次项系数b和常数项c。让我们通过几个例子来练习。例1:3x的平方减5x加2等于0,这里a等于3,b等于负5,c等于2。例2:x的平方减4等于0,这里a等于1,由于没有一次项所以b等于0,c等于负4。例3:2x的平方加3x等于0,这里a等于2,b等于3,由于没有常数项所以c等于0。例4:负x的平方加7x减1等于0,这里a等于负1,b等于7,c等于负1。通过这些例子,我们可以看出识别系数的关键是要仔细观察每一项的符号和系数。
现在我们来做一些判断练习,看看哪些方程是一元二次方程。第一题:2x的平方加3x减1等于0,这个方程只含一个未知数x,最高次数是2,是整式方程,所以是一元二次方程。第二题:x加5等于0,这是一次方程,不是一元二次方程。第三题:x的平方减2xy加y的平方等于0,这个方程含有两个未知数x和y,所以不是一元二次方程。第四题:x减1的平方等于x的平方减1,我们需要展开化简。展开左边得到x的平方减2x加1,所以方程变成x的平方减2x加1等于x的平方减1,化简后得到负2x加2等于0,这是一次方程,不是一元二次方程。第五题:3x的平方等于0,虽然没有一次项和常数项,但仍然是一元二次方程。通过这些练习,我们要记住判断的关键是看方程是否符合一元二次方程的所有条件。
现在我们学习如何将不同形式的方程化为一般形式ax的平方加bx加c等于0。这个过程需要掌握几个关键步骤。我们来看例1:x加3的平方等于2x加10。首先展开左边的完全平方式,得到x的平方加6x加9等于2x加10。然后移项,将右边的项移到左边并变号,得到x的平方加6x加9减2x减10等于0。接着合并同类项,得到x的平方加4x减1等于0。再看例2:2x乘以x减1等于3x加4。先展开左边,得到2x的平方减2x等于3x加4。然后移项,得到2x的平方减2x减3x减4等于0。最后合并同类项,得到2x的平方减5x减4等于0。整理方程的关键步骤是:展开、移项、合并同类项、确定系数。在这个过程中要特别注意符号的变化,移项时要变号,去括号时也要注意符号。