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配方法在初中数学解题中的应用

2015-04-13任秀娟

新课程(中学) 2015年11期
关键词:变形数学方法

任秀娟

(陕西师范大学成州中学)

所谓配方,就是把一个解析式利用恒等变形的方法,把其中的某些项配成一个或几个多项式正整数次幂的和的形式。通过配方解决数学问题的方法叫配方法。其中,用得最多的是配成完全平方式:a2±2ab+b2=(a±b)2。配方法是数学中一种重要的恒等变形的方法,它的应用非常广泛,在分解因式、求二次函数的最值、化简求值、判定几何图形的形状、证明等式、比较大小、推导一元二次方程的求根公式等方面都经常用到它,下面我来例谈“配方法”在初中数学解题中的应用。

一、应用于分解因式

例1.分解因式x4+4

解:原式=x4+4x2+4-4x2=(x2+2)2-(2x)2=(x2+2x+2)(x2-2x+2)

例2.分解因式a2-4ab+3b2-2bc-c2

解:原式=(a2-4ab+4b2)-(b2+2bc+c2)=(a-2b)2-(b+c)2=(a-b+c)(a-3b-c)

二、应用于求二次函数的最值

例3.已知x 是实数,求y=x2-4x+5 的最小值。

解:由配方得y=x2-4x+4-4+5=(x-2)2+1

∵x 是实数,∴(x-2)2≥0,当x-2=0

即当x=2 时,y 最小,y最小=1

三、应用于化简求值

分析:本题若把x,y 直接代入,较为复杂,但用配方法将代数式适当变形,则可简化运算。

四、应用于判定几何图形的形状

例5. 已知:a、b、c 是△ABC 的三边,且满足a2+b2+c2-ab-bcca=0,判定△ABC 是正三角形。

证明:由已知等式两边乘以2,得2a2+2b2+2c2-2ab-2bc-2ca=0,拆项、配方,得(a2-2ab+b2)+(b2-2bc+c2)+(c2-2ca+a2)=0,

(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2=0.由实数的非负性,得:

a-b=0,b-c=0,c-a=0,∴a=b,b=c,c=a,a=b=c.

故△ABC 是等边三角形。

五、应用于证明等式

例6.已知:(p2+q2)s2-2q(p+r)s+q2+r2=0,求证:q2=pr。

分析:本题要将已知方程左边拆开重组,进行配方变形,然后由非负数性质,便可找出其中奥妙。

证明:∵(p2+q2)s2-2q(p+r)s+q2+r2=0

∴p2s2+q2s2-2qps-2qrs+q2+r2=0

∴(ps-q)2+(qs-r)2=0

由非负数的性质,得ps-q=0 且qs-r=0,∴ps=q,qs=r

∴q2=pr

六、应用于比较大小

例7.若代数式M=10a2+b2-7a+8,N=a2+b2+5a+1,则M-N 的值(B)

A.一定是负数 B.一定是正数

C.一定不是负数 D.一定不是正数

分析:本题通过作差法拆项、配成完全平方,使差大于零来比较大小。

解:(作差法)M-N=10a2+b2-7a+8-(a2+b2+5a+1)

=10a2+b2-7a+8-a2-b2-5a-1

=9a2-12a+7=9a2-12a+4+3=(3a-2)2+3>0,故选B。

七、应用于推导一元二次方程的求根公式

公式法是由配方法解一元二次方程的一般形式得来的:

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