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高中数学人教B版 (2019)必修 第一册第二章 等式与不等式2.1 等式2.1.1 等式的性质与方程的解集学案
展开有只狡猾的狐狸平时总喜欢戏弄其他动物,有一天它遇见老虎,
狐狸说:“我发现了2和5可以相等,我这里有一个方程5x-2=2x-2.
等式两边同时加上2,得5x-2+2=2x-2+2,即5x=2x,①
等式两边同时除以x,得5=2,②”
老虎瞪大了眼睛,一脸的疑惑.你认为狐狸的说法正确吗?
知识点一 等式的性质
性质(1):等式的两边同时加上同一个数或代数式,等式仍成立.
用字母表示为:如果a=b,则对任意的c,都有a+c=b+c.
性质(2):等式的两边同时乘以同一个不为零的数或代数式,等式仍成立.
用字母表示为:如果a=b,则对任意的不为零的c,都有ac=bc.
1.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)若eq \f(x,a)=eq \f(y,a),则x=y.( )
(2)若x=y,则eq \f(x,a)=eq \f(y,b).( )
(3)若x+a=y-a,则x=y.( )
(4)若x=y,则ax=by.( )
(5)若x-m=y-m,则x=y.( )
[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√
知识点二 恒等式
1.恒等式的含义
一般地,含有字母的等式,如果其中的字母取任意实数时等式都成立,则称其为恒等式,也称等式两边恒等.
[拓展] 等式的分类:
(1)恒等式,如2+3=5,a+a=2a等;
(2)条件等式:等号两边中的字母只有取某些值时才能使等号两边的值相等的等式,如2x=3,x(x-1)=0等;
(3)矛盾等式:在形式上用等号连接但实质上无法成立的等式,如1+2=1,a+1=a+2等.
2.常见的代数恒等式
(1)(a+b)2=a2+2ab+b2,
(a-b)2=a2-2ab+b2.
(2)a2-b2=(a+b)(a-b).
(3)a3+b3=(a+b)(a2-ab+b2),
a3-b3=(a-b)(a2+ab+b2).
3.十字相乘法
(1)给定式子x2+Cx+D,如果能找到a和b,使得D=ab且C=a+b,则x2+Cx+D=(x+a)(x+b).为了方便记忆,已知C和D,寻找满足条件的a和b的过程,通常用图来表示:,其中两条交叉的线表示对应数相乘后相加要等于C,也正因为如此,这种因式分解的方法称为“十字相乘法”.
代数式x2+Cx+D能进行因式分解的条件是C2-4D≥0.
(2)用“十字相乘法”分解因式:
①直接利用公式x2+(a+b)x+ab=(x+a)(x+b)进行分解;
②利用公式acx2+(ad+bc)x+bd=(ax+b)(cx+d)进行分解.
1.十字相乘法分解因式的关键是什么?
[提示] 把二次项和常数项分解,交叉相乘,得到两个因数,再把两个因式相加,看它们的和是不是正好等于一次项系数.
2.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)计算(2a+5)(2a-5)=2a2-25.( )
(2)因式分解过程为:x2-3xy-4y2=(x+y)(x-4).( )
(3)用因式分解法解方程时部分过程为:
(x+2)(x-3)=6,所以x+2=3或x-3=2.( )
[答案] (1)× (2)× (3)×
[提示] (1)(2a+5)(2a-5)=(2a)2-25=4a2-25.
(2)x2-3xy-4y2=(x+y)(x-4y).
(3)若(x+2)(x-3)=0,可化为x+2=0或x-3=0.
3.(多选题)下列等式中,是恒等式的是( )
A.(x-2)(x+2)=x2-4
B.(a-b)2=a2-2ab+b2
C.(-3+m)(3+m)=m2-9
D.16x2-9=24x
ABC [A中,(x-2)(x+2)=x2-4,使用平方差公式化简,是恒等式;B中,(a-b)2=a2-2ab+b2,使用完全平方公式化简,是恒等式;C中,(-3+m)(3+m)=(m-3)·(m+3)=m2-9,平方差公式化简,是恒等式;D中,16x2-9=24x是方程,不是恒等式.]
知识点三 方程的解集
1.方程(x-x1)(x-x2)=0,当x1≠x2时解集为{x1,x2},当x1=x2时解集为{x1}.
2.方程的解(或根)是指能使方程左右两边相等的未知数的值.求方程解的过程叫做解方程.把一个方程所有解组成的集合称为这个方程的解集.
2.把方程通过适当变换后,求出的未知数的值都是这个方程的解(根)吗?
[提示] 把方程通过变换,求出的未知数的值不一定是这个方程的根,也可能是这个方程的增根.
4.已知三角形两边长分别为4和7,第三边的长是方程x2-17x+66=0的根,则第三边的长为________.
6 [由方程x2-17x+66=0得:
(x-6)(x-11)=0,解得:x=6或x=11,
当x=6时,三边长为4,6,7,符合题意;
当x=11时,以4,7,11为三边构不成三角形,不合题意,舍去,则第三边长为6.]
类型1 等式性质的应用
【例1】 已知x=y, 则下列各式:①x-3=y-3;②4x=6y;③-2x=-2y;④eq \f(x,y)=1;⑤eq \f(x-2,3)=eq \f(y-2,3);⑥eq \f(x,a)=eq \f(y,a).其中正确的有( )
A.①②③ B.④⑤⑥ C.①③⑤ D.②④⑥
C [①x-3=y-3;③-2x=-2y;⑤eq \f(x-2,3)=eq \f(y-2,3)正确,故选C.]
等式性质的应用
在等式变形中运用等式的性质时要注意,必须保证等式两边同乘以或除以的同一个数是不为零的数(易错点),此外,还要注意等式本身隐含的条件(易漏点).
[跟进训练]
1.设x,y,c是实数,下列正确的是( )
A.若x=y,则x+c=y-c
B.若x=y,则xc=yc
C.若x=y,则eq \f(x,c2)=eq \f(y,c2)
D.若eq \f(x,2c)=eq \f(y,3c),则2x=3y
B [A.两边加不同的数,故A不符合题意;B.两边都乘以c,故B符合题意;C.c=0时,两边都除以c2无意义,故C不符合题意;D.两边乘6c,得到3x=2y,故D不符合题意.故选B.]
类型2 恒等式的化简
【例2】 化简:
(1)(3a-2)-3(a-5);
(2)-3x2y+2x2y+3xy2-2xy2;
(3)2m+(m+n)-2(m+n);
(4)(4a2b-5ab2)+[-2(3a2b-4ab2)].
[解] (1)(3a-2)-3(a-5)=3a-2-3a+15=13.
(2)-3x2y+2x2y+3xy2-2xy2=-x2y+xy2.
(3)2m+(m+n)-2(m+n)=2m+m+n-2m-2n=m-n.
(4)(4a2b-5ab2)+[-2(3a2b-4ab2)]=4a2b-5ab2+(-6a2b+8ab2)=4a2b-5ab2-6a2b+8ab2=-2a2b+3ab2.
恒等式化简注意事项
去括号时,首先要弄清楚括号前究竟是“+”号,还是“-”号,其次要注意法则中的“都”字,都改变符号或都不改变符号,一定要一视同仁,尤其是括号前面是“-”号时,容易出现只改变括号内首项符号,而其余各项均不变号的错误.
[跟进训练]
2.计算:
(1)a2-3ab+5-a2-3ab-7;
(2)5(m+n)-4(3m-2n)+3(2m-3n);
(3)3(-5x+y)-[(2x-4y)-2(3x+5y)].
[解] (1)原式=(1-1)a2+(-3-3)ab+(5-7)=-6ab-2.
(2)原式=5m+5n-12m+8n+6m-9n=(5-12+6)m+(5+8-9)n=-m+4n.
(3)原式=-15x+3y-(2x-4y-6x-10y)=-15x+3y-(-4x-14y)=-15x+3y+4x+14y=(-15+4)x+(3+14)y=-11x+17y.
类型3 十字相乘法分解因式
【例3】 十字相乘法分解因式:
(1)x2-x-56;
(2)x2-10x+16;
(3)6x2+11x-7.
[解] (1)因为
所以:原式=(x+7)(x-8).
(2)因为
所以:原式=(x-2)(x-8).
(3)因为
所以:原式=(2x-1)(3x+7)
如何利用十字相乘法对代数式ax2+bx+c进行因式分解?
[提示] 对于ax2+bx+c,将二次项的系数a分解成a1×a2,常数项c分解成c1×c2,并且把a1,a2,c1,c2排列如图:,按斜线交叉相乘,再相加,就得到a1c2+a2c1,如果它正好等于ax2+bx+c的一次项系数b,那么ax2+bx+c就可以分解成(a1x+c1)(a2x+c2).
[跟进训练]
3.将y2-5y+4因式分解的结果是( )
A.(y+1)(y+4)B.(y+1)(y-4)
C.(y-1)(y+4)D.(y-1)(y-4)
D [因式分解,可得y2-5y+4=(y-1)(y-4),故选D.]
类型4 方程的解集
【例4】 (对接教材)求下列方程的解集.
(1)x(x+2)=2x+4;
(2)16(x-5)2-9(x+4)2=0.
[解] (1)原方程可变形为x(x+2)=2(x+2),即 (x-2)(x+2)=0,
从而x+2=0或x-2=0,所以x=-2或x=2,方程的解集为{-2,2}.
(2)利用平方差,将原方程变为[4(x-5)+3(x+4)][4(x-5)-3(x+4)]=0,
整理可得(7x-8)(x-32)=0,所以7x-8=0或x-32=0,所以x=eq \f(8,7)或x=32,
故原方程的解集为eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(8,7),32)).
用“十字相乘法”求一元二次方程的解集的一般步骤
(1)移项,将一元二次方程的右边化为0.
(2)化积,利用提取公因式法、公式法等将一元二次方程的左边分解为两个一次因式的积.
(3)转化,两个因式分别为0,转化为两个一元一次方程.
(4)求解,解这两个一元一次方程,它们的解就是原方程的解.
(5)将其解写成集合的形式.
[跟进训练]
4.若x=-2是关于x的一元二次方程x2-eq \f(5,2)ax+a2=0的一个根,则a的值为( )
A.1或4B.-1或-4
C.-1或4D.1或-4
B [∵x=-2是关于x的一元二次方程x2-eq \f(5,2)ax+a2=0的一个根,∴4+5a+a2=0,∴(a+1)(a+4)=0, 解得a=-1或a=-4.]
1.(多选题)若3a=2b,下列各式进行的变形中,正确的是( )
A.3a+1=2b+1 B.3a-1=2b-1
C.9a=4bD.-eq \f(a,2)=-eq \f(b,3)
ABD [A.∵3a=2b,∴3a+1=2b+1,正确,符合题意;
B.∵3a=2b,∴3a-1=2b-1,正确,符合题意;
C.∵3a=2b,∴9a=6b,故此选项错误,不符合题意;
D.∵3a=2b,∴-eq \f(a,2)=-eq \f(b,3),正确,符合题意.故选ABD.]
2.(m+n)-2(m-n)的计算结果是( )
A.3n+2mB.3n+m
C.3n-mD.3n-2m
C [原式=m+n-2m+2n=-m+3n,故选C.]
3.下列方程的解正确的是( )
A.x-3=1的解集是{-2}
B.eq \f(1,2)x-2x=6的解集是{-4}
C.3x-4=eq \f(5,2)(x-3)的解集是{3}
D.-eq \f(1,3)x=2的解集是eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(-\f(3,2)))
B [方程x-3=1的解是x=4,eq \f(1,2)x-2x=6的解是x=-4,3x-4=eq \f(5,2)(x-3)的解是x=-7,-eq \f(1,3)x=2的解是x=-6,故选B.]
4.方程2x-1=0的解集是________.
eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(1,2))) [由2x-1=0,解得x=eq \f(1,2),所以方程的解集是eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(1,2))).]
5.因式分解:(a-b)2+11(a-b)+28=________.
(a-b+4)(a-b+7) [把a-b看作一个整体.
因为
所以,原式=(a-b+4)(a-b+7).]
回顾本节知识,自主完成以下问题:
1.用因式分解法解一元二次方程的步骤是怎样的?
[提示] (1)将方程右边化为0;
(2)将方程的左边分解为两个一次因式的积;
(3)令每个因式等于0,得两个一元一次方程,再求解.
提醒:(1)用因式分解法解一元二次方程,经常会遇到方程两边含有相同因式的情况,此时不能将其约去,而应当移项将方程右边化为零,再提取公因式,若约去则会使方程失根;(2)对于较复杂的一元二次方程,应灵活根据方程的特点分解因式.
2.因式分解常用的方法有哪些?
[提示] 提取公因式法、公式法、分组法、十字相乘法.
1.能够从具体实例中探索等式的性质.(重点)
2.理解恒等式的概念,会进行恒等变形.(难点)
3.会求方程的解集.(重点)
1.借助等式的性质,培养逻辑推理的素养.
2.通过求方程的解集,提升数据分析、数学运算的核心素养.
高中数学人教B版 (2019)必修 第一册第二章 等式与不等式2.1 等式2.1.1 等式的性质与方程的解集导学案及答案: 这是一份高中数学人教B版 (2019)必修 第一册第二章 等式与不等式2.1 等式2.1.1 等式的性质与方程的解集导学案及答案,共12页。学案主要包含了恒等式,十字相乘法分解因式,方程的解集等内容,欢迎下载使用。
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