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節 一元二次方程式解的判別

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第七章 一元二次方程式的解法

7.4 節 一元二次方程式的公式解

7.4.1 節 一元二次方程式解的判別

例題 7.4.1-2

【練習】7.4.1-2

利用判別式判斷下列方程式解的情形:

(1) 3x2x50 (2) 2x2  x8 160

(3) 4x2 12x90 (4) x22x70

例題 7.4.1-3

若一元二次方程式ax2 x4 80有兩相異解,試求a 的範圍。

詳解:

一元二次方程式ax2 x4 80有兩相異解,代表判別式b2  ac4 0 0

2 ac4  b

0 8 4

42  a  0 32 16 a

0 2

1 a (等號兩邊同除以 16)

1 2 

 a 1

2a (等號兩邊同乘以(-1),不等號方向相反)

2

1 a

即若ax2 x4 80有兩相異解,則

2

1

a

【練習】7.4.1-3

若一元二次方程式ax2  x3 90無解,試求a 的範圍。

例題 7.4.1-4

已知一元二次方程式x2 bx250有重根,試求b 之值。

詳解:

一元二次方程式x2 bx250有重根,代表判別式b2 ac4 0 0

2 ac4  b

0 25 1

24  

b

0

2 100 b

2 100 b

10

b

即若x2 bx250有重根,則b10

【練習】7.4.1-4

已知一元二次方程式x2 bx160有重根,試求b 之值。

7.4.2 節 用公式解一元二次方程式

例題 7.4.2-1

2 20

【練習】7.4.2-1

(2) a=4、b=29、c=-24

(4) a=-6、b=-1、c=40

例題 7.4.2-3 (重根)

【練習】7.4.2-3

a=1、b=-5、c=3

7.4 節 習題

習題 7.4-1

利用判別式判斷下列方程式解的情形:

(1) x2  x4 450 (2) x2 x2 110

(3) x2  x6 90 (4) x2 x10 250

習題 7.4-2

利用判別式判斷下列方程式解的情形:

(1) 2x2 x6 30 (2) 16x2 x8 10

(3) 2x2 x6 70 (4) 3x2 10x90

習題 7.4-3

若一元二次方程式ax2 x3 40有兩相異解,試求a 的範圍。

習題 7.4-4

已知一元二次方程式x2 bx90有重根,試求b 之值。

習題 7.4-5

利用公式求下列一元二次方程式的解。

(1) x2 x3 180 (2)x2  x19 600

習題 7.4-6

利用公式求下列一元二次方程式的解。

(1) 6x2 x7 20 (2)5x2  x9 20

(3) x2x120 (4)12x213x30

習題 7.4-7

利用公式求下列一元二次方程式的解。

(1) x222x1210 (2)3x212x120

習題 7.4-8

利用公式求下列一元二次方程式的解。

(1) (x2)25(x2)50 (2)(x2)2 3(x2)50

7.5 節 一元二次方程式的應用題與綜合題

在前三節,我們學習了利用因式分解、配方法與公式解找出二元一次方程式的解,本 節我們將應用這些學到的方法,來處理應用問題。

利用因式分解求解:

將方程式因式分解成(axb)(cxd)0的形式,則解為

a xb

c

d 。(a0,c0)

利用配方法求解:

將方程式配方成(xa)2 b的形式,則解為xa b。(b0) 利用公式求解:

方程式ax2bxc0,其解為

a ac b

x b

2

2 4

 。(a0,b2 4ac0)

之前在例題7.1-1,我們只有在情境中列式,現在可以試著求出未知數之值了。

(3)列成方程式為 (x2)(x3)6

例題 7.5-3

如圖7.5-1,某正方形,若將其一邊長度 減少2 公分,另一邊長度變為 2 倍,則所 得新長方形面積比原正方形面積多32 平 方公分,試求原正方形邊長。

圖7.5-1 詳解:

令原正方形邊長為x 公分,則其面積為 x2平方公分。

新長方形邊長為(x2)公分與2x公分,面積為2x(x2)平方公分。

新長方形面積比原正方形面積多32 平方公分 列成方程式為 2x(x2)x2 32

32 4

2x2xx2  0 32

2 x4  

x

0 ) 4 )(

8

(xx 

8

x

 4

(邊長不可為負,

 4

不合) 得原正方形邊長為8 公分。

例題 7.5-4

(2) 紙片中間減去的小長方形:

長:x44x8(公分) 寬:(x8)44x16(公分)

128 24

) 16 )(

8

(xx x2x

小長方形面積為(x224x128)平方公分

(3) 剩餘的紙片面積=原長方形紙片面積-小長方形面積

128 16

) 128 24

( ) 8

(x2xx2x  x

剩餘的紙片面積為(16x128)平方公分。

(4) 剩餘紙片的面積,比剪去的小長方形紙片面積多128 平方公分

128 ) 128 24

( ) 128 16

( x  x2x  0 128 128 24

128

16x x2x   0

384

2 40  

x x

0 384

2 40x 

x

0 ) 16 )(

24

(xx 

24

x 、16 (若x16,則小長方形寬為0,故不合) 因此原長方形紙片之長為24 公分。

例題 7.5-6

邊長1 公尺的正方形後,可使剩下的長方形長

條螺旋形的線。自然界中,舉凡海螺的形狀、衛星雲圖中的颱風圖、蜘蛛網的形狀都與 這種螺旋線相當相似。

2 5

1 的數值大約是1.618,一個有趣的地方是,1.618 的倒數再加上 1,大約也是 1.618。

618 . 1

1 ≒0.618 0.61811.618

例題 7.5-8

如圖7.5-6,有一長 250 公分的梯子靠在牆上,若牆腳到梯頂的距 離比牆腳到梯腳的距離多50 公分,試求牆腳到梯腳的距離。

(牆與地面垂直,直角三角形斜邊平方等於兩股平方和)

圖7.5-6 詳解:

令牆腳到梯腳的距離為 x 公分,則牆腳到梯頂的距離為(x50)公分。

牆與地面垂直,因此可將梯子與牆面、地面所構成圖形視為直角三角形,斜邊長 為250 公分,兩股長分別為 x 公分與(x50)公分,如圖7.5-7。

直角三角形斜邊平方等於兩股平方和,可列式:

2 2

2 ( 50)

250 xx

2500 100

62500x2x2x 2500 100

2

62500 x2x 0 60000 100

2x2x  0 30000

2 50x 

x

0 ) 200 )(

150

(xx 

150

x 、-200 (長度不可為負,負不合) 圖7.5-7 得牆腳到到梯腳的距離為150 公分。

例題 7.5-9

若買20 張,則總價為200204000,40004455,可知小明買的門票超過20 張。

設小明買的門票比20 張又多出 x 張,也就是(20x)張。則門票單價為(2005x)元。

總價=門票數

門票單價

) 5 200 )(

20 (

4455 xx 5 2

100 4000

4455  xx 0 455 100

5x2x  0 91

2 20x  x

0 ) 7 )(

13

(xx  ,得x13或x7

因此小明可能買了33 張或 27 張門票。

我們來驗算看看:

13

x ,則門票共33 張,單價為 135 元,總價為331354455,符合題意。

7

x ,則門票共27 張,單價為 165 元,總價為271654455,符合題意。

例題 7.5-12

此三個連續整數可能為-9、-10、-11 或 9、10、11。

例題 7.5-13

例題 7.5-14

一元二次方程式(axb)(cxd)0的解為-2 和 3,其中a0c0,且 0

a

b0

c

d

試求 c d

b a 之值。

詳解:

0 ) )(

(axb cxd  的解為-2 和 3

a、b、c、d 的關係為下列兩種情形之一:

(1) a(2)b0c(3)d 0 (2) a(3)b0c(2)d 0 情形(1):

0 )

2 (  

b

a2ab0b2a2

a b

與題目 0

a

b 矛盾,可知正確的情形應為(2) 情形(2):

0 )

3 (  

b

a3a b0b3aab 3

0 )

2 (  

d

c2cd 0d 2c2

c d

1 2 3 

c d a b

例題 7.5-15

7.5 節 習題

習題 7.5-1

試求下列各情境中的x 之值。

(1)某長方形的長為(2x5)公分,寬為2x公分,面積為36 平方公分。

(2)小美買了(2x3)顆蘋果,每顆蘋果售價都是 x 元,小美共花了35 元。

(3)(x1)(x2)兩數的乘積為10。

習題 7.5-2

有一三角形,底為(5x3)公分,高為(x7)公分,面積為90 平方公分,試求其 底。

習題 7.5-3

如右圖,某長方形,其長為寬的3 倍多 1 公分,若將其 寬度變為2 倍,長度減少 4 公分,則得新正方形,面積 比原長方形面積多6 平方公分,試求原長方形的寬。

習題 7.5-4

如右圖,有三角形ABC,其中 B 為直角。已知AB x1

3

BCCA x2,且直角三角形邊長有AB2BC2 CA2

的關係,試求三角形ABC 之周長。

在紙片中間剪去了一塊小長方形,使剩餘紙片的四 周寬度均為2 公分。若原長方形紙片之長為 x 公分,

試回答下列問題:

(1)原長方形的面積為何?(以 x 表示) (2)剪去的小長方形面積為何?(以 x 表示)

(3)剪去小長方形後,剩餘的紙片面積為何?(以 x 表示)

(4)若剩餘紙片的面積,比剪去的小長方形紙片面積多 36 平方公分,試求 原長方形紙片之長。

習題 7.5-6

若將一正方形的一邊減少2 公分,另一邊變成原來的 3 倍,則所得新長方形的面 積比原正方形的面積多20 平方公分,求原正方形的邊長是多少公分?

習題 7.5-7

如右圖,有一長260 公分的梯子靠在牆上,若牆腳到梯頂的距 離比牆腳到梯腳的距離多140 公分,試求牆腳到梯腳的距離。

(牆與地面垂直,直角三角形斜邊平方等於兩股平方和)

習題 7.5-8

端午節媽媽包了若干顆粽子,每 x 顆綁成一捆,恰可綁成3x捆,若吃掉4 捆後,

還剩粽子32 顆,請問媽媽總共包了幾顆粽子?

一袋糖果分給 x 人,每人分得(5x2)顆糖果且沒有剩下。若改為分給10 人,則 每人分得(x2)顆,剩下1 顆,請問這袋糖果共有幾顆?

習題 7.5-10

某游泳班預定招生20 人,每人收費 300 元,但人數若少於 20 人,每減少 1 人,

則每人要加收10 元。已知該游泳班共收到 5040 元,請問共有多少人參加?

習題 7.5-11

已知三個連續整數的平方和為77,試求此三個連續整數。

習題 7.5-12

若某一元二次方程式x2bxc0的兩根為3 和5,試求b、c 之值。

例題 7.5-13

(x5)(x4)(x3)(x2)360,試求x2 x7 ?

第七章綜合習題

習題 1:

解下列一元二次方程式 (1) x2 x16 640

(2) x290

(3) 4x2 x5 10

(4) 4x219x50

(5) 6x2  x10

(6) 2x(x5)3(x5)0 (7) (x3)(3x4)5(3x4) (8) 53x2  x38 70

(9) (x2)(x6)9 (10) (x4)2 9x2

習題

2:

利用配方法,解下列一元二次方程式 (1) x2  x2 70

(2) x2 x8 30

(3) 4x2134 8x

(4) 41x2  x32 121 0

習題

3:

利用公式解,解下列一元二次方程式 (1) 2x2 x8 30

(2) 5x2 x4 30

(3) (x2)(2x5)15 (4) 23x2  x32 210

習題

4:

若 2

1 3 為方程式(2xa)2 b的解,則a b?

習題

5:

x 1是方程式x23xk0的解,求k 值及方程式的另一根。

習題

6:

若方程式2x2 x8 50與(x2)2 m有相同的解,則m ?

習題

7:

若方程式x26xk0無解,則k的範圍為何?

習題

9:

有一三角形的底是(3x5)公分,高是(2x5)公分,且其面積是7 平方公分,則 底是多少公分?

習題

10:

若將一正方形的一邊減少2 公分,另一邊變成原來的 3 倍,則所得新長方形的面 積比原正方形的面積多20 平方公分,求原正方形的邊長是多少公分?

習題

11:

如右圖,在長20 公尺、寬 14 公尺的長方形草地內部開 闢一條等寬的十字形道路,已知道路與草地的長寬平行,

若剩下的草地面積為187 平方公尺,則十字形道路的 寬應是多少公尺?

習題

12:

如右圖,沿著正方形菜園的四周鋪上一條寬2 公尺的道 路,

若菜園面積與道路面積相等,問菜園的邊長為多少?

習題

13:

某補習班預定招收30 名學生,每人收費 1000 元,但人數若少於 30 人,則每減 少1 人,每人要加收 50 元。已知該補習班共收到 31200 元,請問共招收多少名 學生?

習題

14:

已知x2  x2 20,則(x1)2

習題

15:

(2x3)2 180的兩根為 a 、b,且ab,則a b?

基測與會考模擬試題

( ) 1. 如下列何者可為方程式91x2 53x60的解?【90(一)基測】

(A) -72 ˉ (B) -132 ˉ(C) 132 ˉ (D) 133

( ) 2. 如圖,有一個數學遊戲如下,由左方入口進入,按框框內的指示判斷正確 的路徑,則最後到達哪一個地方?【90(一)基測】

(A)甲 ˉ(B)乙 ˉ(C)丙 ˉ(D)丁

( ) 3. 如x2不是下列哪一個方程式的解?【93(一)基測】

(A) 3(x2)0 (B) 2x2 x3 2 (C) (x2)(x2)0 (D) x2 x20

( ) 4. 如 a 、b 為方程式x(3x7)0的兩根,且ab,則b a?【94(一)基測】

(A) 37   (B) 73   (C) 37  (D) 73

( ) 5. 已 知 方 程 式 x2 56250的 兩 根 為 75, 則 下 列 何 者 可 為 方 程 式

0 5616

2  x6  

x 的解?【95(二)基測】

(A) x69 (B) x72 (C) x77 (D) x81

( ) 6. 將一元二次方程式x2 x6 50化成(xa)2 b的型式,則b?【96(一)基 測】

(A) -4 (B) 4 (C) -14 (D) 14

( ) 7. 用 配 方 法 將 y2x212x1化 成 y2(xh)2 k的 形 式 , 求 h k

【98(二)基測】

(A) 16  (B) 21  (C) -20  (D) -14

( ) 8. 若 a 為方程式(x 17)2 100的一根,b為方程式(y4)2 17的一根,且 a 、

b都是正數,則ab之值為何?【99(一)基測】

(A) 5  (B) 6  (C) 83 (D) 10 17

( ) 9. 關於方程式88(x2)2 95的兩根,下列判斷何者正確?【100(一)基測】

(A)一根小於 1,另一根大於 3 (B)一根小於-2,另一根大於 2 (C)兩根都小於 0 (D)兩根都大於 2

( ) 10. 用配方法將y2x24x6化成ya(xh)2 k的形式,求ahk之值為何?

【100(二)基測】

(A) 5  (B) 7  (C) -1  (D) -2

( ) 11. 小傑用長為 x 公分的竹筷去量一張長方形的紙,發現紙的長度比竹筷的兩 倍長少1 公分,寬比竹筷長多 2 公分。已知紙的面積為 3000 平方公分,

依題意下列哪一個一元二次方程式是正確的?【90(二)基測】

(A) (x2)(2x1)3000ˉ (B) (x2)(2x1)30000 (C) 2x2 x3 3002 (D) 2x2  x3 30020

( ) 12. 對於方程式(2x5)(x1)(3x2)(x1)根的敘述,下列何者正確?【91(一) 基測】

(A)方程式只有一根,而且這個根是正數 (B)方程式有兩根,而且兩根的正、負號相同 (C)方程式一根為正數,一根為負數

(D)方程式無解

( ) 13. 小風想利用一個遊戲的方法問出兩位朋友的年齡。他說:「將你的年齡,先 減5,再平方,最後加上 25。所出現的數字將會是你今天的幸運數字 喔!」阿珠說:「我是89 耶!」阿花說:「我的是 146!」若阿珠的年齡是 a ,阿花的年齡是b,則ab的值會落在下列哪一個範圍內?【91(二)基 測】

(A) 18ab21ˉ (B) 21ab24 (C) 24ab27ˉ (D) 27ab30 ( ) 14. 樂樂以配方法解2x2bxa0,可得

2 15 2

3

x 。求 a ?【91(二)基測】

(A) -6ˉ(B) -3ˉ(C) 6ˉ(D) 3

( ) 15. 下列有關 10的敘述,何者不正確?【92(一)基測】

(C) 10 2 5 (D) 104

( ) 16. 若一元二次方程式x2  x2 3230的兩根為 a 、b,且ab,則2a b?

【92(二)基測】

(A) -53 (B) 15 (C) 55 (D) 21

( ) 17. 利用配方法將4x2  8xa化成b(x c)23的形式,則abc?【93(二)基 測】

(A) 9 (B) 12 (C) 13 (D) 25

( ) 18. 已知x2 6xb0可配方成(x a)2 7的型式、請問x26xb2可配方成下列 何種型式?【94(二)基測】

(A) (x a)2 5  (B) (x a)2 9 (C) (x a2)2 9  (D) (x a2)2 5

( ) 19. 下列哪一個選項為方程式4x2 16x150的兩根?【95(一)基測】

(A) 23

2

5 (B) 23

2

 5 (C) 23

2

5 (D) 23

2

 5

( ) 20. 若 a 、b為方程式(x29)2 247的兩根,則下列敘述何者正確?【95(一)基 測】

(A) a 為 247 的平方根 (B) ab為247 的平方根 (C) a29為247 的平方根 (D) 29b為247 的平方根 ( ) 21. 已知方程式 1)( 2) 0

(3xx 

的兩根為 a 、b,其中ab,則下列哪一個選項 是正確的?【95(一)基測】

(A) 3a 6 (B) 2b6 (C) a b1 (D) a b1

( ) 22. 下列何者為一元二次方程式(2x3)(x1)(x1)(x3)的解?【96(一)基測】

(A) x0x1 (B) x1x 3

(C) x23x 1 (D) x3x=-23x 1

( ) 23. 關於方程式49x2 98x10的解,下列敘述何者正確?【97(一)基測】

(A)無解 (B)有兩正根 (C)有兩負根 (D)有一正根及一負根 ( ) 24. 若

為 方 程 式

8 ) 2 ( 7

) 5 )(

3

(xx  x x

的 兩 根 , 且, 則2

【97(二)基測】

(A) 5  (B) 10  (C) -6 (D) -8

( ) 25. 若 a 、b為方程式x24(x1)1的兩根,且ab,則

b

a ?【98(一)基測】

(A) -5 (B)-4  (C) 1  (D) 3

( ) 26. 已知一元二次方程式x2 ax160的兩根均為整數,a0且 a 為二位數,

求 a 的個位數字與十位數字相差為何?【98(二)基測】

(A) 0  (B) 1  (C) 4  (D) 6

( ) 27. 若 一 元 二 次 方 程 式 ax(x1)(x1)(x2)bx(x2)2的 兩 根 為 0 、 2 , 則

b a 4

3 之值為何?【100 北北基】

(A) 2  (B) 5  (C) 7  (D) 8

( ) 28. 若方程式(3x c)2 600的兩根均為正數,其中 c 為整數,則 c 的最小值為 何?【100(二)基測】

(A) 1  (B) 8  (C) 16  (D) 61

( ) 29. 若一元二次方程式x2 x2 35990的兩根為 a 、b,且ab,則2ab之值 為何?【101 基測】

(A) -57  (B) 63  (C) 179  (D) 181 ( ) 30. 若一元二次方程式a(x b)2 7的兩根為 7

2 1

21  ,其中 a 、b為兩數,則

b

a 之值為何?【102 基測】

(A) 25 (B) 29 (C) 3 (D) 5

( ) 31. 如圖,有A 型、B 型、C 型三種不同的紙板,其 A 型:邊長為

公分(

為 圓周率)的正方形,共有 7 塊;B 型:長為

公分,寬為 1 公分的長方形,

一個大長方形,請問拿掉的是哪一種紙板?【91(二)基測】

(A)A 型 ˉ(B)B 型 ˉ(C)C 型 ˉ(D)完全不用拿掉,就可排出一個大長方形 ( ) 32. 已知 a 、b為方程式 1) 680

5

(2x2  的兩根,且ab,利用下表,求 a b

5 2 52 

之值最接近下列哪一數?【94(二)基測】

(A) 0  (B) 2  (C) 37  (D) 52

( ) 33. 若b為正數且方程式x2xb0的兩根均為整數,則b可能為下列哪一數?

【96(二)基測】

(A) 23511 (B) 23711 (C) 25711 (D) 35711

習題解答

(1)

x33 2

(2)

x2 11

練習

7.4.2-4

3.答:

基測與會考模擬試題解答

9. 《答案》(A)

17. 《答案》(B)

26. 《答案》(C)

680 5 1

2a 

1 680

5

2b 

1 680 ( 1 680) 2 680 5

2 5

2a b     

由表知

680 26.077

2 680 52.154

,最接近 52

33. 《答案》(B)

詳解:

x2xb0

的兩根均為整數,

b

需可分解為相差 1 的兩數乘積 (A)

23511

,無法分解為相差 1 的兩數乘積

(B)

23711

,僅此數可分解為 21 22

(C)

25711

,無法分解為相差 1 的兩數乘積

(D)

35711

,無法分解為相差 1 的兩數乘積

在文檔中 代數第七章 目錄 (頁 40-0)

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