师:同学们,大家好。今天我们学习一元二次方程。这节课我们将会了解一元二次方程及其根的概念,掌握一元二次方程的一般形式,正确认识二次项及其系数、一次项及其系数和常数项。
师:首先回忆一下,什么叫方程?我们学过哪些方程呢?
生:含有未知数的等式叫做方程。我们学过整式方程、分式方程,分母中含有未知数的方程叫做分式方程。
师:没错,那整式方程里,我们学习了一元一次方程,谁能说说它的定义?
生:含有一个未知数,未知数的最高次数是一次的整式方程叫一元一次方程。
师:非常好,我们还学过二元一次方程、三元一次方程,后两者本质上也基于一元一次方程在“元”上进行了推广。那自然地,在次数上也可以推广,今天我们就来学习一元二次方程。先找一找生活中的一元二次方程问题。有一座高两米的人体雕像,要求它上部高度与下部高度比等于下部与全身高度比,求雕像下部高度为多少米?我们画个简单示意图,雕像上部高度设为$AC$,下部高度设为$BC$ ,那么就有$AC:BC = BC:2$,可转化成$BC^2 = 2AC$ 。设雕像下部高度$BC$为$x$米,此时雕像上部高度$AC$为$(2 - x)$米,由此可得方程$x^2 = 2(2 - x)$,整理后得到$x^2 + 2x - 4 = 0$ ,通过这个方程就能求出雕像下部高度。
师:再看第二个问题,有一块矩形铁皮,长为100厘米,宽为50厘米,在它四角切去同样的正方形,然后将四周突出部分折起制作无盖方盒。如果要使无盖方盒底面积为3600平方厘米,那么铁皮各角应切去多大的正方形呢?设切去的正方形边长为$x$厘米,那么盒底的长为$(100 - 2x)$厘米,宽为$(50 - 2x)$厘米,底面积为3600平方厘米,由此可得方程$(100 - 2x)(50 - 2x) = 3600$ 。去括号整理得$4x^2 - 300x + 1400 = 0$ ,两边同时除以4,化简得$x^2 - 75x + 350 = 0$ 。
师:第三个问题,要组织一次排球邀请赛,参赛每两个队伍之间都要比赛一场。根据场地和时间等条件,赛程计划安排7天,每天安排4场比赛,比赛组织者应邀请多少队参加比赛呢?全部比赛场次为$4×7 = 28$场。比赛规则是每个队伍与其他队伍各赛一场,如果有3个队伍参赛,每个队伍与其他$(3 - 1)$个队伍各赛一场;如果有4个队伍参赛,每个队伍与其他$(4 - 1)$个队伍各赛一场。设应邀请$x$个队伍参赛,每个队伍要与其他$(x - 1)$个队伍各赛一场。因为甲队对乙队的比赛和乙队对甲队的比赛是同一场比赛,所以比赛场次需要除以2,那么全部比赛共$\frac{1}{2}x(x - 1)$场,列方程得$\frac{1}{2}x(x - 1) = 28$ 。去括号整理得$\frac{1}{2}x^2 - \frac{1}{2}x = 28$ ,去分母得$x^2 - x = 56$ 。
师:以上三个问题所得方程,观察一下它们都有哪些共同点呢?
生:方程两边都是整式,方程中只含有一个未知数,未知数的最高次数是2。
师:非常好,像这样等号两边都是整式,只含有一个未知数(即一元),并且未知数最高次数是2(即二次)的方程,叫做一元二次方程。下面我们一起完成练习一,辨别下列各式是否为一元二次方程,请同学们按下暂停键,给大家一分钟做题时间。
(一分钟后)
师:大家想好了吗?看一下答案,一三五六均是一元二次方程,二四不符合题意。我们按照辨析三部曲来辨别这些方程。首先化简并分析是否为方程,比如题3、题4 ,题4是整式不符合题意,题3去括号整理可得方程,最高次项为$x^2$,是二次,符合题意。其次,辨别未知数个数与位置,如题2有两个未知数不符合题意,题6$x^2$在分子符合题意。最后,找出未知数最高次数,题3上面已经讲评,题5关于$x$的方程,$x^2$($m$不为0),其方程最高次项为二次,满足题意。从这些方程可以看出一元二次方程的一般形式是$ax^2 + bx + c = 0$,其中$a$、$b$、$c$为常数,并且$a≠0$,否则就不是二次方程了。其中$ax^2$是二次项,$a$是二次项系数,$bx$是一次项,$b$是一次项系数,$c$是常数项。下面我们动脑思考完成例一,将方程化成一元二次方程的一般形式,并写出二次项系数、一次项系数和常数项。
