高中数学单元整体教学-江苏省南京高中数学书
初中高中教材衔接内容
近阶段发现同学们对一些必要与初中衔接的数学知识及方法,掌
握不好,
现归纳如下,与同学们共享.
第一讲 十字相乘法
我们在前面研究了<
br>a
2
?2ab?b
2
这样的二次三项式,那么对于
x
2
?5x?6
,
3x
2
?11x?10
这样的二次三项式
,各项无公因式,不能用提公因式法,又
不能凑成完全平方公式的形式,应怎样分解?
我们来
观察
x
2
?5x?6?x
2
?(2?3)x?2?3?x
2
?2x?3x?2?3
?x(x?2)?3(x?2)?(x?2)(x?3)
又有在我们学习乘法运算时
有:
(x?a)(x?b)?x
2
?(a?b)x?ab
因此在分
解因式中有
x
2
?(a?b)x?ab?(x?a)(x?b)
注意观察上式的系数。
对于一个关于某个字母的二次项系数是1的二次三项式
x2
?px?q
,它的
常数项可看作两个数,a与b的积,而一次项系数恰是a与b
的和,它就可以
分解为(x+a)(x+b),也就是令p=a+b,q=ab时,
x
2
?px?q?x
2
?(a?b)x?ab?(x?a)(x?b)
用此方法分解因式关键在于a与b的值的确定。
例1:分解因式:
(1)
x
2
?5x?6
(2)
x
2
?4x?21
分析:用十字相乘法分解因式时
,首先要找准各项的系数和常数项,然后
利用来分系数,使得左边两数乘积为二次项系数,右边两项乘积
为常
数项,交叉相乘后结果作和,应与一次项系数同,这样就分解出来了。
解:(1)原式=(x-2)(x-3)
1?
1?2
1
?
?3
?6
?3?2??5
(2)原式=(x+3)(x-7)
1?
13
1
?
?7
??21
3?7??4
例2:分解因式
(1)
x
4
?2x
2
?8
(2)
(a?b)
2
?4(a?b)?3
分析
:要想用十字相乘法分解因式,应具备二次三项式的条件,有些多项
式可以看作关于某个整体的二次三项
式,也可以照上例方法进行因式分解,
如(1)可以看作关于
x
2
的二次三项
式(2)可以看作关于(a+b)的二次三项
式。
解:(1)原式
?(x
2
?2)(x
2
?4)
?(x
2
?2)(x?2)(x?2)
1?
12
1
?
?4
??8
2?4??2
(2)原式=(a+b-1)(a+b-3)
1?
1?1
1
?
?3
?3
?1?3??4
例3:分解因式
(1)
x
2
?3xy?2y
2
(2)
3
a
2
x
2
?15a
2
xy?42a
2
y<
br>2
分析:当多项式中出现两个字母时,分解同前,只不过常数项也会出现字
母
,如(1)可以看作关于x的二次三项式,则y就当作常数处理。(2)应先
进行公因式的提取,再分解
,记住,提取公因式是分解因式的第一步。
解:(1)原式=(x-2y)(x-y)
1?
1?2y2
1
?
?y
?2y
?2y?y??3y
(2)原式
?3a
2
(x
2
?5xy?14y
2<
br>)
?3a
2
(x?7y)(x?2y)
1?
1
1
?
?7y2
2y
??14y
?7y?
2y??5y
例4:分解因式:
(1)
2x
2
?7x?
3
(2)
4x
4
y
2
?5x
2
y
2
?9y
2
分析:当二次项系数不是1时,数的分解不太容易,应不断试一
试几种可
分的情况,同时注意符号的合理匹配。
解:(1)原式=(x-3)(2x-1)
2?
1?3
2
?
?1
?3
?6?1??7
(2)原式
y
2
(4x
4
?5x
2
?9)
?y
2
(x
2
?1)(4x
2
?9)
?y
2
(x
2
?1)(2x?3)(2x?3)
4?
11
4
?
?9
??9
4?9??5
例5:分解因式
(1)
(x
2
?2x
2
)?7(
x
2
?2x)?8
(2)
x
2
?2x?15?ax?5a
分析:用十字相乘
法分解因式也要注意分解彻底,有时可能会多次使用十
字相乘法,并且对于项数较多的多项式,应合理使
用分组分解法,找公因式,
如五项可以三、二组合。
解:(1)原式
?(x
2
?2x?1)(x
2
?2x?8)
?(x?1)
2
(x?2)(x?4)
1?
1
1
?
1
?8
??8
1?8??7
1?
1?2
1
?
4
??8
?2?4?2
(2)原式
?(x
2
?2x?15)?(ax?5a)
?(x?3)(x?5)?a(x?5)?(x?5)(x?3?a)
1?
1?3
1
?
5
??15
?3?5?2
注:不是所有的二次三项式都能进行因式分解。
第二讲 一元二次方程
一元二次方程是中学代数的重要内
容之一,是进一步学习其他方程、不
等式、函数等的基础,其内容非常丰富,本讲主要介绍一元二次方程
的基本
解法.
1、 概念:方程ax
2
+bx+c=0 (a≠0)
称为一元二次方程.
2、基本解法有开平方法、配方法、公式法和因式分解法.
3、
对于方程ax
2
+bx+c=0 (a≠0),△=b
2
-4ac称为该方
程的根的判别式.当
△>0时,方程有两个不相等的实数根,即
当△=0时,方程有两个相等的实数根,即
当△<0时,方程无实数根.
练习:1、
只含有_____个未知数,并且未知数的最高次数是_____的
整式方程叫做一元二次方程,它的一
般形式是__________.
⒉
一元二次方程的二次项系数
α
是______实数.
⒊
方程
ax
2
+
bx
+
c
=0 (
a≠
0,
b
2
-4
ac
≥0)
的两个根
,
x
2
=_____.
⒋
一元二次方程的解法有______, ______, ______,
_______等,
简捷求解的关键是观察方程的特征,选用最佳方法.
⒌
应用配方法解一元二次方程
ax
2
+
bx
+
c
=0
(
b
2
-4
ac
≥0)时,第一
步是把方程的常数项移到等
号的右边,得
ax
2
+
bx
=-
c
;第二步把方程
两边同除以
a
,得
x
2
+;紧接方程两边同时加上____
_,并配方
得________.
⒍
对于实系数的一元二次方程
ax
2
+
bx
+
c
=0
(
a≠
0)
△=
b
2
-4
ac
称为此方程根的判别式且有如下性质:
(1)△>0 二次方程有两个________实数根;
(2)△=0
二次方程有两个________实数根;
(3)△<0 二次方程________实数根.
这些性质在解题中主要的应用如下:(1)不解方程判断_________的情
况;
(2)求方程中的参数值、范围或相互关系;
(3)判定二次三项式在实数范围内
________分解因式.
⒎
(1)若一元二交方程
ax
2
+
bx
+
c
=0
(
a
≠
0)的两个根为
x
1
,
x
2
,则
x
1
+
x
2
=_____,
x<
br>1
x
2
=_______. (韦达定理)
(2)若
x1
,
x
2
是方程
x
2
+
px
+
q
=0的二根,则
p
=______,
q
=_____
__,以实
数
x
1
,
x
2
为根的一元二次方程(二
次项系数为1)是________.
⒏ 根与系数关系主要应用是:
(1)求作________方程;
(2)求含有根有关代数式的值;
(3)确定字母系数_______以及字母系数之间关系.
(4)验根,求根式确定_______符号.
(5)解特殊方程式_________.
⒐ 注意根与系数式关系与根的判别式配合使用.
【学法指要】
例1. 解方程:
x
2
-3
x
+2=0
思路分析1
:此方程左边是二次三项式,它引起我们联想二
次三项式的因式分解──十字相乘法,可在这条道路上探
索,
找到解题思路.
思路分析2:此方程是一元二次方程的标准形式,因已知
a
=1,
b
=-3,
c
=2,由此可知应用求根公式可解.
观
察本例,可发现它的结构符号二次三项式及一元二次方
程的标准形式,使我们把陌生的一元二次方程与十
字相乘法,
求根公式这些熟知的问题连在一起,化陌生为熟悉.“化陌生为
熟悉”这种重要的数
学思维方法,是解决新问题常用方法,当
你遇到新问题时,不妨用此法一试,它确定可助你一臂之力!
一道新问题解决以后,除分享胜利喜悦外,还要静心回忆
一下,通过问题解决,我们学习了什么
?如本例, 我们学习了
用因式分解法,求根公式法解一元二次方程,又学习了“转化”
思想,继续探索还会有什么新的发现,新的收获吗?这也是我
们获取知识,提高数学素养的重要
途径之一.如本例,经过探索,
观察可发现
a+b+c
=1+(-3)+2=0,它的
根是
x
1
=1,
x
2
=2是不是
a+b+c=0它们必有一个根是1呢?另一个根是常数项呢?再选几
由(3)得
4
n
=
m
2
+8
m
-8
代入(1),(2)并化简,得
解得
例进行探索.
解方程:(⒈)
x
2
+5
x
-6=0
(⒉)2
x
2
-3
x
+1=0
(⒊)199
x
2
-2000
x
+1=0
…………………
⒈ 的方程解为
x
1
=1
x
2
=-6
⒉
的方程解为
x
1
=1
x
2
=
⒊ 的方程解为
x
1
=1
x
2
=
由以上可以发现,当
a+b+c
=0
→
x
1
=1,
x
2
=,这一重要发
现给我们解所类方程提供十分简捷的方法──观察法.下面提
供几例,给读者练习.解方程:
⒈
x
2
-14
x
+13=0
⒉1949
x
2
-1999
x
+50=0
⒊
x
2
-(4+)
x
+3+=0
⒋
x
2
-2000
x
+1999=0
1. 已知
m,n
为整数,关于x
的三个方程:
x
2
+(7-
m
)
x
+3+
n
=0
有两个不相等的实数根;
x
2
+(4+
m
)
x
+
n
+6=0有两个相等实数根;
x
2
-(m-4)x+n+1=0没有实数根. 求m,n的值 。
依题意有:(答案学生写出)
∵
m
为整数,∴
m
=2
∴
n
=3
16
2
-4
n
=400-28
∴4
n
=-116 , ∴
n
=-29
∵
m<
br>=4,
n
=-29满足
m
4
-4
n
≥0
∴
m
=4,
n
=-29
第三讲 一元二次方程的根与系数的关系
例1:已知,
x
1
、
x
2
是关于x的一元二次方
程
ax
2
?bx?c?0 (a?0)
的两根。
求证:
x
1
?x
2
??
b
a
x?x
c
1
2
?
a
分析:由求根公式
x?
?b?b
2
?4ac
2a
计算一下
x
1
?x
2
,
x
1
?x
2
可以找到一
元二次方程根与系数的关系,这条性质也称作韦
达定理。
证明:由求根公式有:
x
?b?b
2
?4ac?b?b<
br>2
?4ac
1
?
2a
,
x
2
?2a
?b?b
2
?4ac?b?b
2
∴
x?
x
?4ac?2bb
12
?
2a
?
2a
?
2a
??
a
x
?b?b
2
?4ac?b?b2
?4ac
1
?x
2
?
2a
?
2a<
br>
(?b)
2
?(b
2
?4ac)b
2
?b
2
?
?4acc
4a
2
?
4a
2
?
a
注:韦达定理当一元二次方程二次项系数为1时,即关于x的方程
x<
br>2
?px?q?0
时,
x
1
?x
2
??p<
br>,
x
1
?x
2
?q
也很常用。
例2:已知
:
x
1
、
x
2
是方程
x
2
?5x
?2?0
两个实数根。
1
求:①
x
1
?x
2②
x
1
?x
2
③
x
?
1
1<
br>1
x
2
④
x
2
1
?x
2
2
⑤
x
3
1
?x
3
2
⑥
x
2
1
?x
2
2
⑦
(x
1
?1)(x
2
?1)
分析:
题目所求的式子都可以称为对称式,即交换
x
1
与
x
2
的位
置代数
式的形式不变,这些对称式均可以变形为用两根和与两根积表示的形式,利
用韦达定理代
入后,可求值,请记住这些常规变形,在今后的学习中是很常
见的。
解:∵
x
2
?5x?2?0
两根为
x
1
、x
2
∴①
x
1
?x
2
?5
②
x
1
?x
2
??2
1
?
1
?
x
1
?x2
5
③
x
1
x
2
x
?
?2<
br>??
5
1
x
2
2
④
x
2
2
22
1
?x
2
?(x
1
?x
2
)?2x
1
x
2
?5?2(?2)?29
⑤
x<
br>3322
1
?x
2
?(x
1
?x
2
)(x
1
?x
2
?x
1
x
2
)?5[29
?(?2)]?155
1
2
?x
2
2
⑥
x
2
?
1
2
1
x
2
?
x
1
2
x
1
?x
2
?
29
(?2)
2
?
29
2
4
⑦
(x
1
?1)
(x
2
?1)?x
1
?x
2
?(x
1
?x
2
)?1??2?5?1??6
例3:已知:α、β是方程
x<
br>2
?7mx?4m
2
?0
的两根,且(α-1)(β
-1)=
3,求m的值
分析:解这种求字母值的问题时,需考虑题目对字母的几点限制,①是二
次项系
数不为0;②是方程有实根的条件,即判别式;③是由已知带来的信息。
综合①②③找到公共解集,才能
确定字母的值。
解:由题意可得:
?
?
??0
?
??
?
?
?7m
?
??
?4m
2
?(
22
?
?
(
?
?1)(
?
?1)?
3
?
?7m)?4?4m?0
?
∴
?
??
?(?
?
?
)?1?3
?
m?R
∴
?
4m
2
?7m?1?3
?
?
m?R
?
1
1
∴
?
?m
1
?2或m
2
??
4
∴m的值为2或
?4
例5:已知关于x的方程
x
2
?
mx?n?0
的根为2和-2,求
x
2
?nx?m?0
的两根。 <
br>分析:由方程①的根系关系可以确定m与n的值,这样可以得到方程②,
再解方程即可得到方程两
根
解:∵关于x的方程
x
2
?mx?n?0
的两根为2和-2 <
br>?
∴
?
2?(?2)??m
?
m?0
?
2?
(?2)?n
∴
?
?
n??4
∵
x
2
?nx?m?0
即
x
2
?4x?0?0
∴x(x-4)=0
∴
x
1
?0
或
x
2
?4
例6:m为何值时,
x
2
?(m?1)x?(2m?3)?0
的两根均为正
分析:两根均为正,即
x
1
?x
2
?0
,
x
1
?x
2
?0
由此可以得到m的取值范围,
但注意检验,
看是否满足判别式。
解:由题意可列:
?
?
?
?
??0
?
(m?1)
2
?4(2m?3)?0
?
m?R
?
x
?
m?1?0
?
m??1
?
1
?x2
?0
?
?
?
x
?
1
?x
2
?0
∴
?
2m?3?0
∴
?
?
m?
3
2
∴
m?
3
2
∴
m?
3
2
时,原方程两根均为正。
注:此类问题还会有
两根均为负,一正一负根,有一根为0,两根互为相
反数,两根互为倒数,有两根均大于1等多种形式,
望同学多积累解题经验。
1.已知:
x
1
、
x
2
是方程
2x
2
?3x?1?0
的两个实数根,分别求出下列各
式的值
。
1
①
x
1
?x
2
、②
x
1<
br>?x
2
、③
x
?
1
11
1
x
2
、④
x
2
1
?x
233
2
、⑤
x
1
?x
2
、⑥
x
2
?
1
x<
br>2
2
⑦
(x
1
?1)(x
2
?1
)
、⑧
|x
1
?x
2
|
2.已知方程<
br>5x
2
?kx?6?0
的一个根是2,求它的另一根及k的值。
3.已知两个数的和等于8,积等于-9,求这两个数
4.求作一个方程,使它的根是方程<
br>x
2
?7x?8?0
的两根的平方的负倒数
参考答案:
3
1345
17
1.①
2
、②
?
1
2
、③-
3、④
4
、⑤
8
、⑥13、⑦-1、⑧
2
2.设方程的另一个根是x,则
2x??
6
5
3
∴
x??
5
,
(?
3
5
)?2??
k5
∴k=-7
3.设这两个数为a、b则a、b为方程
x
2
?8x?9?0
的两根,则a=-1,b=9
或a=9,b=
-1
4.设
x
1
、
x
2
是方程
x
2
?7x?8?0
的两根,∴
x
1
?x
2
?7<
br>,
x
1
?x
2
?8
,设
y
1
、
y
2
是新方程的两根
y
1
?y
11
22
2
2
????
33
则
x
2
?
1
x
2
??
x
1
?x
2
x
22<
br>1
?x
2
64
y
11
1
?y2
?
x
2
x
2
?
1
?
264
y
2
?
33
∴
64
y?
1
64
?0
∴
64y
2
?33y?1?0
第四讲 立方和与立方差公式(一)
(公式1:(a+b)(a-b)=a
2-b
2
,公式2:(a±b)=a
2
±2ab+b
2
,
公式中的字母
可以表示数、单项式,也可以表示多项式.语言叙述略)
(a+b)(a2
-ab+b
2
)=a
3
+b
3
.
(a-b)(a
2
+ab+b
2
)=a
3
-b
3<
br>.
特点:1
(都是两个因式相乘,一个是二项式,一个是二次三项式,结果
都是二项式,而且是立方的形式)
2 (两等式中对应的项只有符号不完全相同,字母和指数都相同,左边的
两个因式中只有一个
负号,右边两项的符号同左边二项式的符号相同)
1.填空,使之符合立方和或立方差公式:
(1)(x-3)( )=x
3
-27;(2)(2x+3)(
)=8x
3
+27;
(3)(x
2
+2)(
)=x6+8;(4)(3a-2)( )=27a
3
-8.
2.填空,使之符合立方和或立方差公式:
(1)(
)(a
2
+2ab+4b
2
)=______;(2)(
)(9a
2
-6ab+4b
2
)=_____
_;
3.运用立方和与立方差公式计算:
(1)(y+3(y
2
-3y+
9);
(2)(c+5)(25-5c
+c
2
);
(5)(x
2
-y
2
)(x
4
+x
2
y
2
+y
4
).
计算时同学们要注意两点:
1.两步审查——对乘式的两个因式要分两步分
别审查,即从二项式的因
式判断公式中的a与b,又从乘式的三项式看是否符合公式的使用条件,然后<
br>再运用公式.
2.记清运算结果是积的形式——a与b的立方和或立方差.
第五讲 二次函数配方法求最值
1、二次函数大致图象:
1、 已知函数
y??2(x?1)
2
?1
,在直角坐标系中画出它的大致图象
2、
已知函数
y?2x
2
?4x?1
,在直角坐标系中画出它的大致图象
b
2
b
2
?4
2、二次函数
y?ax
2
?bx?c(a?0)
经配方得:
y?a(x?
2a
)?
ac
4a
的图象:1)a>0 2)a<0
Y
Y
O
O
x
x
x
3、应用二次函数图象,利用配方法求函数最值
(一) 定轴定区间
3、1、
顶点在给定区间内
例1、
已知函数
y??2x
2
?4x?1
,
(1)
若
x?R
,求:该函数的最大值或最小值
(2)
若
x?
?
?1,2
?
,求:该函数的最大值或最小值
2、顶点在给定区间外
(3)
若
x?
?
?1,0
?
,求;该函数的最大值或最小值。
(二) 动轴定区间
例2、已知:函数
y?x
2
?ax?1(a?R)
,若
x?[2,4]
,
求:该函数的最大值或最小值。
(三)定轴动区间
思考题:已知:函数
y??2x
2
?4x?1
,若
x?[t,t?
1](t?R)
求:该函数的最大值或最小值。
(3)顶点横坐标在给定区间左;
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