studyssmart -一体化学习应用程序。
4.8•+11k收视率
下载量超过300万次
免费的
在处理代数表达式时,用最简单的形式来看待它们总是有帮助的。这样,我们可以很容易地解决这些表达式,并确定可能涉及的模式。在这种情况下,我们想看看如何化简二次方程。到目前为止,我们已经学习了分解的方法,如分组和确定最大公因数。在这篇文章中,我们将介绍一个叫做完成正方形的新概念。我们将看到通过完成平方来求解二次方程的步骤以及它的应用示例。
形式的表达式都被称为完整的广场。
展开第一个表达式,我们得到
。
类似地,第二个表达式变成
,
在扩张。
完成正方形是一种将二次方程简化为易于求解的代数表达式的方法。这种技术还可以用于确定二次方程的最大值或最小值,并帮助绘制图形。
这里的目的是转换二次方程的标准形式,使它看起来像上面的表达式。完成平方的一般公式如下。
对于二次方程,我们可以把这个表达式的平方化成这个形式
,
在哪里。这种形式被称为顶点的形式二次元的。
那么完成正方形是什么意思呢?在我们讨论一些涉及二次方程的例子之前,理解这种方法背后的几何原理可能会有所帮助。让我们看看下面的图表。
在第一张图中,我们有一个红色的正方形和一个绿色的矩形。将这两个形状相加,我们得到了表达式
。
我们要重新排列它,使它看起来像一个正方形。将绿色矩形的宽度减半,我们得到。
现在重新排列这两个绿色的小矩形,我们得到了第二张图。注意,我们在第二张图片的角落有一个缺失的部分。因此,为了完成这个正方形,我们需要加上蓝色正方形的面积,。完整的正方形如图3所示。我们可以用代数方法表示如下。
在这里,术语完成正方形。
这里,我们将处理形式为x的二次方程2+ bx + c,这里是x的系数2是1。
在上一节中,重要的是要注意我们不能添加术语而不是从初始表达式中减去它。如果我们不这样做,我们的等式就会完全改变。让我们用下面的例子来说明这一点。
完成二次方程的平方。
解决方案
由上式可知,b = 4, c = 3。
要完成这个正方形,我们有
注意,我们需要加和减来平衡这个等式。现在,注意到上面的前三项可以简化成一个完全平方的形式
因此,方程变成
如你所见,我们把方程从标准形式变成了顶点形式h = -2 k = -1。
从上面的例子中可以看到,变量x在完成的平方表达式中只出现了一次。这使得我们可以用基本代数解出x的方程。此外,这意味着我们不必通过执行二次公式来解决给定的二次方程的麻烦。让我们回到前面的例子。
解这个方程通过完成正方形。
解决方案
之前,我们发现
解出x,我们得到
因此,我们得到了两个解。
在某些情况下,上述方法可能很难求解,特别是当我们给定系数较大的二次方程时。知道一个使计算更快的捷径总是很有帮助的。通过完成这个正方形,我们希望我们的表达式是顶点形式:
。展开这个表达式的第一项就得到了完全平方的定义。方程变成了,
这里的技巧是“强迫”我们给定的二次方程,使其呈现上述表达式的形式。让我们在前面的例子中尝试这种方法。
完成以下二次方程的平方:
。
解决方案
对于上面的二次方程,使用这个表达式把左边表示为。
结合这两个表达式,我们有
从这里我们可以看出4x一定是2hx的形式,所以d = 2
常数3必须是h的形式2加上k,因为我们知道d = 2,
因此,我们得到
就像我们之前解的那样。
在进入下一节之前,让我们展示另一个工作示例。
用完整的平方法求解二次方程。
解决方案
由上式可知,b = -6, c = -12。
然后我们注意到
将前三项简化为完全平方项并求解,得到
现在解出x
因此我们有两个解,精确到两个小数点
在本节中,我们将处理形式为ax的二次方程2+ bx + c,这里是x的系数2不等于1。对于这种形式的二次方程,我们可以按照下面的步骤完成平方。
步骤1:已知二次方程的标准形式所有的项都除以a,这就是x的系数2
。
步骤2:移动术语到方程的右边。
。
步骤3:完成等式左边的正方形。通过在等式右边加上相同的值来平衡等式
步骤4:两边开平方根
步骤5:求出x
注意,我们已经用平方补全的方法推导了二次公式!
现在回到步骤3,我们已经推导出
把右边的项移回左边
将整个方程乘以a并化简,我们得到
注意,现在方程的形式是在哪里
这就是二次方程平方的一般形式我们一开始就提到过。下面是一些演示这一点的工作示例。
完成的正方形解出x。
解决方案
步骤1:将表达式除以a = 10
步骤2:移动术语到另一边去
步骤3:完成正方形并平衡等式
现在将整个方程乘以a = 10,我们得到顶点形式
步骤4:两边开平方根
请注意记住这一点
步骤5:解x,
因此,我们有两个解决方案
完成的正方形解出x。
解决方案
步骤1:将表达式除以a = -3
步骤2:移动术语到另一边去
步骤3:完成正方形并平衡等式
现在把整个方程乘以a = -3,我们得到顶点形式
步骤4:两边开平方根
步骤5:解x,
因此,我们有两个解决方案
完成平方还可以帮助我们确定给定二次方程的最大值和最小值。通过这样做,我们可以定位这个值,并更准确地绘制二次方程的图形。
的顶点是图形上曲线由递减变为递增或由递增变为递减的一个点。这也被称为转折点。
的最大值是图形中曲线的最高点。这也被称为最大拐点或局部最大值。
的最小值是图形中曲线的最低点。这也被称为最小拐点或局部最小值。
对于一般形式的二次方程,图上的最大值和最小值满足以下两个条件。
实际上,如果x的系数2是正的,那么图像向下弯曲如果x的系数2是负的,那么曲线向上。由一般公式完成平方,当x的系数2是1,
,
拐点或顶点的x和y坐标可以通过点(h, k)找到。同样,当x的系数2不是1,
,
拐点或顶点的x和y坐标,可以由同一个点找到,(h, k)注意ta的值不影响顶点的位置!
让我们寻找上一节最后两个示例的最大值和最小值。
确定是否为二次方程有最大值或最小值。因此,求出它的拐点的坐标。
解决方案
x的系数2是正的,因为a = 10。因此,我们有一个最小值。在这种情况下,曲线打开。由这个表达式的完全平方形式的推导,我们得到
。
在这里,。
记住a的值不会改变顶点的x值!
因此,最小值为当。
最小拐点的坐标为图表如下所示。
确定是否为二次方程有最大值或最小值。因此,求出它的拐点的坐标。
解决方案
x的系数2是负的,a = -3。因此,我们有一个最大值。在这种情况下,曲线向下打开。由这个表达式的完全平方形式的推导,我们得到
。
在这里,。
因此,最大值为当。
最大拐点的坐标为图表如下所示。
平方补全是一种用于简化二次方程并确定最大值或最小值的方法
通过平方补全来解二次方程,我们必须
是的,所有的二次方程都可以通过完成平方来求解
完成平方的公式是(xd)2+e=0,其中d= -b /2a e=c-b2/ 4
通过平方补全来解二次方程,我们必须
做好充分的准备,按时制定个人计划。
用游戏化的小测验测试你的知识。
在创纪录的时间内创建和查找抽认卡。
创造美丽的音符比以往任何时候都快。
把所有的学习材料放在一个地方。
上传无限的文件并在线保存。
确定你的学习优势和劣势。
设定个人学习目标,达到目标就能获得积分。
不要再用学习提醒来拖延时间。
赚取积分,解锁徽章和水平,同时学习。
在笔记中完全自动创建抽认卡。
使用我们的模板创建最漂亮的学习材料。
注册标记并做笔记。100%免费。