南京中考常考的构造方程,三种思路帮孩子快速找到突破口
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南京中考常考的构造方程,三种思路帮孩子快速找到突破口
上一篇咱们讲了根的分布问题,四个判断条件搞清楚了,5种情况都能自己推。今天讲一个更巧妙的知识点——构造方程解题。一、什么是构造方程?
构造方程,简单说就是:如果题目告诉我们两个数的和与积,那这两个数就是某个一元二次方程的两个根。比如a+b=5,ab=6,那a和b就是方程x²-5x+6=0的两个根。因为根据韦达定理,两根之和等于5,两根之积等于6,正好对应。为什么要构造方程?因为构造出方程后,我们可以用韦达定理、根的判别式、求根公式等工具来解决问题,比直接解a和b要方便得多。核心思想就一句话:看到两个字母的和与积,就把它们看作一元二次方程的两个根。二、三种构造思路
构造方程解题,常见的有三种思路。我带过的学生里,把这三种思路掌握了,这类题基本都能快速找到突破口。思路一:已知两根之和与两根之积,直接构造方程。
这是最直接的一种。题目明确告诉我们x1+x2和x1x2,或者能通过已知条件求出这两个值,那就直接构造方程x²-(x1+x2)x+x1x2=0。比如已知a+b=5,ab=6,直接构造方程x²-5x+6=0,a和b就是这个方程的两根。接下来要求a²+b²、a³+b³、1/a+1/b等,都可以用韦达定理来算,不用解出a和b。思路二:已知两个数满足的对称关系,构造方程。
有时候题目不会直接给和与积,但给出了两个数满足的对称式子。比如a和b满足a²-5a+6=0,b²-5b+6=0,且a≠b。这说明a和b是方程x²-5x+6=0的两个不同根,可以直接用韦达定理。这种情况的关键是判断"对称"——把a和b交换位置,式子不变。如果交换后式子变了,就不能直接构造方程。思路三:利用根的定义,构造方程求解。
有时候题目里某个复杂的式子满足一个一元二次方程,我们可以把这个式子看作方程的根,代入方程来求解。比如已知x²-3x+1=0,求x⁴+1/x⁴的值。这时候可以把x看作方程的根,利用x²=3x-1来降次,逐步求出高次幂的值。三、典型例题
光说不练假把式,来看一道有技巧性的题。
例题:已知a²-3a+1=0,求a⁴+1/a⁴的值。
解法:
第一步,变形求对称式。因为a≠0(代入a=0不满足方程),方程两边同时除以a,得a-3+1/a=0,即a+1/a=3。
第二步,构造方程。a和1/a是方程x²-3x+1=0的两个根,两根之和为3,两根之积为1。
第三步,逐步升次。先求a²+1/a² = (a+1/a)²-2 = 3²-2 = 7。
第四步,再求a⁴+1/a⁴ = (a²+1/a²)²-2 = 7²-2 = 47。
这道题的关键是先除以a得到a+1/a=3,再构造方程,然后用完全平方公式逐步升次。如果直接解方程a²-3a+1=0求出a=(3±√5)/2,再代入计算a⁴+1/a⁴,计算量会大很多。
再看一道进阶题。
进阶题:已知a²-7a+12=0,b²-7b+12=0,且a≠b,求a/b+b/a的值。
由题意,a和b是方程x²-7x+12=0的两个不同根,所以a+b=7,ab=12。
a/b+b/a = (a²+b²)/ab = [(a+b)²-2ab]/ab = (49-24)/12 = 25/12。
看到了吗?构造方程后,用韦达定理就能快速解决,不用管a和b具体是多少。
四、最容易踩的三个坑
第一个坑:符号搞反。
构造方程时,应该是x²-(两根之和)x+(两根之积)=0。很多孩子写成x²+(两根之和)x+(两根之积)=0,一次项系数的符号搞反了。记住:一次项系数是两根之和的相反数,常数项是两根之积。第二个坑:忘记验证实根。
构造出方程后,要验证判别式Δ≥0,确保方程有实数根。如果Δ<0,说明不存在这样的实数,不能直接用韦达定理计算。虽然大部分题目Δ都是正的,但养成验证的习惯不会错。第三个坑:对称式判断错误。
不是所有含两个字母的式子都能构造方程。关键看交换两个字母后,式子是否不变。比如a²+b是对称的吗?交换后变成b²+a,和原来不一样,所以不是对称式,不能直接构造方程。而a²+b²、ab、a+b都是对称的。写在最后
今天讲的构造方程,是一元二次方程里非常实用的技巧。南京中考经常考,掌握了能省不少时间。三种思路:已知和与积直接构造、对称关系构造、根的定义构造。核心就是韦达定理——两根之和、两根之积,把它们和方程联系起来。这个技巧学会了,后面学二次函数、代数综合题都会用到。很多压轴题的中间步骤,就是用构造方程来简化计算的。下一篇咱们聊整数解问题——一元二次方程里的难点题型,怎么判断方程有整数解,怎么求参数范围。我是博哥,在南京教初高数学。觉得有用的话,点个关注,咱们下篇见。
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