——专题讲解———
把一个式子或一个式子的部分改写成一个完全平方式,或者几个完全平方式的和的形式,这种解题方法叫做配方法.这种变化的手段在解决初中数学问题时有着广泛的应用.
配方法的作用在于揭示式子的非负性,是挖掘隐含条件的有力工具;配方法的实质在于改变式子的原有结构,是变形求解的一种手段.
运用配方法解题的关键在于“配凑”,“拆项”和“添项”是配方中常用的技巧.一般常用的基本等式:
1.a2±2ab+b2=(a±b)2;
2.a2+b2+c2+2ab+2bc+2ac=(a+b+c)2;
3.a2+b2+c2±2ab±2bc±2ac= [a±b)2+(b±c)2+(c±a)2];
4.ax2+bx+c=a(x+)+
——提优范例———
例1】已知a,b,c满足a2+2b=7,b2-2c=-1,c2-6a=-17,则a+b+c的值等于( )
a.2 b.3 c.4 d.5
提示】根据已知等式左端的特点,将其配成完全平方式的和,然后利用非负数的性质:几个非负数的和为零,那么每一个加数也必为零.例如:若|a|++c2=0,则a = b = c =0.
感悟】特别地,对于形如的二次根式常常可以利用配方法来化简,因为只要适当变形常可使被开方数成为一个完全平方式.去掉根号时一定要注意表示的是算术根,防止出错.
例2】(江苏泰州中考)已知,(m为任意实数),则p、q的大小关系为( )
ab. c. d.不能确定。
提示】运用差值法、配方法比较.
感悟】用配方法证明不等关系的主要方法是通过配方产生非负数,然后利用非负数的性质,或者由平方式的非负性导出不等关系.
例3】先阅读理解下面的例题,再按要求解答下列问题:
例题:求代数式y2+4y+8的最小值.
解:y2+4y+8=y2+4y+4+4=(y+2)2+4,(y+2)2≥0,∴(y+2)2+4≥4,y2+4y+8的最小值是4.
1)求代数式m2+m+4的最小值;
2)求代数式4x2+2x的最大值;
3)某居民小区要在一块一边靠墙(墙长15m)的空地上建一个长方形花园abcd,花园一边靠墙,另三边用总长为20m的栅栏围成.如图,设ab=x(m),请问:当x取何值时,花园的面积最大?最大面积是多少?
提示】阅读理解解答.
感悟】用配方法确定代数式的最值:将二次三项式ax2+bx+c配方成a(x+)+由的符号决定其最大(小)值,此时x=.
——小试身手———
1.(☆若△abc的边长为a、b、c,且满足等式a2+b2+c2=ab+bc+ca, 则△abc的形状是( )
a.直角三角形 b.等腰三角形。
c.钝角三角形 d.等边三角形.
2.(☆2011·天津市)若实数x、y、z满足(x-z)2-4(x-y)(y-z)=0.则下列式子一定成立的是( )
a. b.
c. d.
3.(☆全国初中数学竞赛天津赛区预赛)已知:m2+n2+mn+m-n+1=0,则+的值等于( )
a.-1 b.0 c.1 d.2
4.(☆2011·呼和浩特)若x2-3x+1=0,则的值为 .
5.(☆2013全国初中数学联赛预赛)若,则满足该方程的所有根之和为。
6.(☆2012山东淄博)一个三位数,其各位上的三个数字的平方和等于其中两个数字乘积的2倍,请写出符合上述条件的一个三位数 .
7.(☆2015浙江杭州模拟)如图,同一段铁丝分成相等的四段可围成正方形,若分成相等的五段,则可围成正五边形,其中正方形的边长为(a2ab+b2)m.正五边形的边长为(2b-5)m,则这段铁丝的总长是 25
m.8.(☆2011·四川成都)设s1=1++,s2=1++,s3=1++,sn=1++,设s= +则s用含n的代数式表示,其中n为正整数).
9.(☆2014怀化模拟)若实数x、y、z满足x=4-y,z2=xy-4,求证:x=y.
10.(☆2013全国初中数学竞赛九年级预赛)已知:是完全平方式.
求证:.11.(☆已知:α,是一元二次方程x2-x-1=0的两个实数根,设s1=α+s2=α2+β2,…,sn=αn+βn.根据根的定义,有α2-α-1=0,β2-β-1=0,将两式相加,得(α2+β2)-(2=0,于是,得s2-s1-2=0.
根据以上信息,解答下列问题:
1)利用配方法求α,β的值,并直接写出s1,s2的值;
2)猜想:当n≥3时,sn,sn-1,sn-2之间满足的数量关系,并证明你的猜想的正确性;
3)根据(2)中的猜想,直接写出的值.
12.(☆2014贵州毕节)某工厂生产的某种产品按质量分为10个档次,第1档次(最低档次)的产品一天能生产95件,每件利润6元.每提高一个档次,每件利润增加2元,但一天产量减少5件.
1)若生产第x档次的产品一天的总利润为y元(其中x为正整数,且1≤x≤10),求y的最大值;
2)若生产第x档次的产品一天的总利润为1120元,求该产品的质量档次.
——参***———
例1.【答案】b
解析】由a2+2b=7,b2-2c=-1,c2-6a=-17得a2+2b+b2-2c+c2-6a+11=0,∴(a-3)2+(b+1)2+(c-1)2=0,∴a=3,b=-1,c=1,因此a+b+c=3.
例2.【答案】c
解析】由题意,知:qp=m2mm+1=m2m+1=m2m++=m)2+;由于(m)2≥0,所以(m)2+>0;因此qp>0,即q>p.
例3.【解析】(1)m2+m+4=(m+)2+,∵m+)2≥0,∴(m+)2+≥,则m2+m+4的最小值是;
2)4x2+2x=(x1)2+5,∵(x1)2≤0,∴(x1)2+5≤5,则4x2+2x的最大值为5;
3)由题意,得花园的面积是x(202x)=2x2+20x,2x2+20x=2(x5)2+50=2(x5)2≤0,2(x5)2+50≤50,2x2+20x的最大值是50,此时x=5,则当x=5m时,花园的面积最大,最大面积是50m2.
1.【答案】d
解析】将已知等式的两边同乘以2后,移项、配方得 (ab)2+(bc)2+(ca)2=0 ∴a=b=c.因此,△abc是等边三角形.
2.【答案】d
解析】∵(x-z)2-4(x-y)(y-z)=0,∴x2-2xz+z2-4xy+4xz+4y2-4yz=0,x2+2xz+z2-4xy-4yz+4y2=0,(x+z)2-4y(y+z)+4y2=0,(x+z-2y)2=0,∴x+z-2y=0.
3.【答案】b
解析】将m2+n2+mn+m-n+1=0变形,得2m2+2n2+2mn+2m-2n+2=0,即(m+1)2+(n-1)2+(m+n)2=0,∴m+1=0,n-1=0,解得m=-1,n=1.∴+1+1=0.
4.【答案】
解析】由已知x2-3x+1=0,得x2=3x-1.将x2=3x-1代入===
5.【答案】
解析】当2x1≥0时,即x≥,原方程化为x22x3=0,(x1)2=4,x1=3,x2=1(舍去),∴x=3;
当2x1<0,即x<时,原方程化为x2+2x5=0,(x+1)2=6,x+1=±,x1=1+,x2=1,∵1+>,x1=1+(舍去),∴x=1.
则3+(1)=2.
6.【答案】答案不唯一,如101,110,202,220等
解析】设此三位数为:100x+10y+z,根据题意得:x2+y2+z2=2xy或x2+y2+z2=2xz或x2+y2+z2=2yz,即x2+y2-2xy=-z2或x2-2xz+z2=-y2或y2+z2-2yz=-x2,则(x-y)2=-z2或(x-z)2=-y2或(y-z)2=-x2,故x-y=z或x-z=y或y-z=x,故此题答案不唯一,如101,110,202,220等,只要是两个相同的数学和0构成的三位数就行.
7.【答案】25
解析】根据题意得:4(a2ab+b2)=5(2b-5),4a2-4ab+2b2=10b-25,4a2-4ab+2b2-10b+25=0,4a2-4ab+b2+b2-10b+25=0,(2a-b)2+(b-5)2=0,∵(2a-b)2≥0,(b-5)2≥0,∴2a-b=0,b-5=0,∴b=5,a=,∴这段铁丝的总长是5(2b-5)=5×(2×5-5)=25(m).
8.【答案】
解析】 ∵sn=1++=1+-,s=1+1-+1+-+1+-=n+1-=.
9.【解析】∵x=4-y,∴z2=xy-4=(4-y)y-4=-y2+4y-4=-(y-2)2≥0,所以y=2,x=2.
10.【解析】证明:把已知代数式整理成关于x的二次三项式,得。
原式=3x2+2(a+b+c)x+ab+ac+bc ∵它是完全平方式, ∴0.
即4(a+b+c)2-12(ab+ac+bc)=0. ∴2a2+2b2+2c2-2ab-2bc-2ca=0,a-b)2+(b-c)2+(c-a)2=0.要使等式成立,必须且只需:
解这个方程组,得.
11.【解析】(1)移项,得x2-x=1,配方,得,即,开平方,得,即,所以,,.
于是,s1=1,s2=3;
2)猜想:sn=sn-1+sn-2.
证明:根据根的定义,α2-α-1=0,两边都乘以αn-2,得 αn-αn-1-αn-2=0,①
同理,βn-βn-1-βn-2=0,②
+②,得(αn+βn)-(n-1+βn-1)-(n-2+βn-2)=0,因为 sn=αn+βn,sn-1=αn-1+βn-1,sn-2=αn-2+βn-2,所以 sn-sn-1-sn-2=0,即sn=sn-1+sn-2.
3)47.理由:
由(1)知,s1=1,s2=3,由(2)中的关系式可得:
s3=s2+s1=4,s4=s3+s2=7,s5=7+4=11,s6=11+7=18,s7=18+11=29,s8=29+18=47.
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