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1、
配方法的拓展與解析
配方法是對數(shù)學(xué)式子進(jìn)行一種定向變形(配成“完全平方”)的技巧,通過配方找到已知和未知的聯(lián)系,從而化繁為簡。何時配方,需要我們適當(dāng)預(yù)測,并且合理運用“裂項”與“添項”、“配”與“湊”的技巧,從而完成配方。有時也將其稱為“湊配法”。
最常見的配方是進(jìn)行恒等變形,使數(shù)學(xué)式子出現(xiàn)完全平方。配方法的配方依據(jù)是二項完全平方公式(a+b)=a+2ab+b,將這個公式靈活運用,可得到各種基本配方形式,如:
a+b=(a+b)-2ab=(a-b)+2ab;
a+ab+b=(a+b)-ab=(a-b)+3ab。
配方法在數(shù)學(xué)的教與學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用。在初中階段它主要適用于:一元二
2、次方程、二次函數(shù)、二次代數(shù)式的討論與求解。經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn):很多情況下用配方法解一元二次方程或者求二次函數(shù)的頂點坐標(biāo)要比用公式法簡單實用。
在應(yīng)用配方法解一元二次方程(ax2+bx+c=0)時有兩種做法:
一種是先移走常數(shù)項,然后方程兩邊同時除以二次項的系數(shù),把二次項系數(shù)化為1,再兩邊同時加上一次項系數(shù)(除以二次項系數(shù)后的)一半的平方,把原方程化成(x+m)=n(n≥0)的形式,再兩邊同時開方,把一元二次方程轉(zhuǎn)化為一元一次方程。
典型例題:2x2+6x-3=0
解法1:移項得:2x2+6x=3
兩邊同時除以2得:
兩邊同時加得:
所以:
開方得:或
解得:
另一
3、種方法是先移走常數(shù)項,然后通過“湊”與“配”進(jìn)行配方。
解法2:移項得:2x2+6x=3
原方程變?yōu)椋?
即原方程化為:
兩邊同時開方得:或
解得:
與用配方法解一元二次方程不同的是,在用配方法求二次函數(shù)的頂點坐標(biāo)時,要把二次項和一次項看作一個整體,提出(而不是除以)二次項的系數(shù),再進(jìn)行配方,但配方時與解一元二次方程的配方有所不同。
典型例題2:用配方法求的頂點坐標(biāo)
解:
=
=
=
=
如上例,用配方法求二次函數(shù)頂點坐標(biāo)時,不是等號兩邊同時加上一次項系數(shù)一半的平方,而是在中括號里加上一次項系數(shù)一半的平方,但為了保持原有的二次函數(shù)不變,必須在中括號里再減去一次項系
4、數(shù)一半的平方。這是學(xué)生在以后學(xué)習(xí)用配方法求二次函數(shù)頂點坐標(biāo)時經(jīng)常與用配方法解一元二次方程相混淆的地方,也是學(xué)生經(jīng)常出錯的地方。
另外配方法在二次代數(shù)式的討論與求解中應(yīng)用也非常廣泛。
典型例題3:用配方法證明:無論x為何實數(shù),代數(shù)式的值恒大于零。
與用配方法求二次函數(shù)的頂點坐標(biāo)類似,此題也是把二次項和一次項看作一個整體,并對其進(jìn)行配方。解法如下:
∵
=
=>0
∴無論x為何實數(shù),代數(shù)式的值恒大于零。
典型例題4:若,求的值。
此題可以運用“裂項”與“湊”的技巧,把-20xy裂成-18xy與-2xy的和,來完成配方,并根據(jù)完全平方式為非負(fù)數(shù)的性質(zhì)把二元二次方程化為二元一次方程組
5、。其解法如下:
∵
∴
即
∴,
∴
典型例題5:(2005 卡西歐杯 全國初中數(shù)學(xué)競賽)若M=3x2-8xy+9y2-4x+6y+13(x,y是實數(shù)),則M的值一定是( )
A 正數(shù) B負(fù)數(shù) C零 D整數(shù)
精析:先將元多項式轉(zhuǎn)化成幾個完全平方式的和的形式,然后就其結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行合理的分析、推理,可達(dá)到目的。
解:因為M=3x2-8xy+9y2-4x+6y+13=2(x-2y)2+(x-2)2+(y+3)2≥0并且2(x-2y)2,(x-2)2,(y+3)2這三個式子不能同時為0,所以M〉0,故選A。
典型例題6 化簡二次根式
精析:復(fù)合
6、二次根式的化簡是競賽中比較常見的問題,化簡的關(guān)鍵是將被開方數(shù)化成完全平方的形式,要用到配方的思想。
解:
同理可得
所以,原式=8
典型例題7 已知三角形的三邊a,b,c滿足a2+b2+c2=ab+ac+bc,請你判斷這個三角形的形狀。
精析:確定三角形的形狀,主要是討論三條邊之間的關(guān)系。代數(shù)式a2+b2+c2=ab+ac+bc之中蘊(yùn)含了完全平方式,我們要重新拆項,組合如下:
2a2+2b2+2c2=2ab+2ac+2bc
2a2+2b2+2c2-2ab-2ac-2bc=0
a2-2ab +b2+ a2-2ac+ c2+b2-2bc+c2=0
(a-b)2+(a-c)2+(b-c)2=0
所以a=b=c
三角形是等邊三角形
我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài),需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式,改變粗放式增長模式,不斷優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)健康可持續(xù)發(fā)展進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展,推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化,推動城鄉(xiāng)發(fā)展一體化因:我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展還面臨區(qū)域發(fā)展不平衡、城鎮(zhèn)化水平不高、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡不協(xié)調(diào)等現(xiàn)實挑戰(zhàn)。