例题 01 哪些式子一定是二次方程 知识清单例题
题目
下列关于 的方程,哪些一定是一元二次方程?
① ; ② ;
③ ; ④ 。
答案与解析
解析
| 序号 | 检查过程 | 结论 |
|---|---|---|
| ① | 未给 ,二次项可能消失 | 不一定 |
| ② | 原式分母含 | 不是整式方程 |
| ③ | 右边为 ,整理得 | 实际降为一次 |
| ④ | 整理为 | 一元二次 |
不要根据未整理时出现了 就直接判断。
本题结论
只有④。
约 8954 字大约 30 分钟
一元二次方程的解法都在做同一件事:把二次关系转化成容易求解的一次关系。先理解平方、零乘积与配方,再看根的情况和实际问题,四种解法就不再是互不相干的公式。
等号两边都是整式,只含一个未知数,整理后未知数的最高次数是 2,这样的方程叫一元二次方程。一般形式为
ax2+bx+c=0(a=0).
| 项目 | 含义 | 读取时注意 |
|---|---|---|
| a | 二次项系数 | 必须不为 0,否则降次 |
| b | 一次项系数 | 包括符号;缺一次项时为 0 |
| c | 常数项 | 先移到同一边;缺常数项时为 0 |
“一次、二次”要按去括号、移项、合并后的有效次数判断;但整式条件应先检查。含 x1 的原方程不能因为去分母后出现二次式,就改称原方程为一元二次方程。
把一个数代入原方程,能使等式成立,这个数就是方程的根。方程是二次,不代表一定有实数根。
一些可直接检查的特殊根:
它们都来自“把候选值代回原式”,不是另立的求根法则。
| 方程结构 | 等价的较简单关系 | 条件边界 |
|---|---|---|
| U2=k,k>0 | U=k 或 U=−k | 两个分支都保留 |
| U2=0 | U=0 | 两个符号对应同一个值 |
| U2=k,k<0 | 没有实数解 | 实数平方不为负 |
| AB=0 | A=0 或 B=0 | 必须是乘积等于零 |
这里的 U,A,B 可以是含未知数的整个表达式。解出整体以后,还要继续求原来的未知数。
零乘积法为什么成立?若 A=0,乘积当然为零;若 A=0,从 AB=0 两边除以 A 才得到 B=0。两种情况合起来是“或”,不是要求两个因子同时为零。
同理,U2=V2 可化成 U=V 或 U=−V,不能只保留第一支。
完全平方公式是
(x+t)2=x2+2tx+t2.
要把 x2+px 配成平方,就要让 2t=p,所以 t=2p,所缺的常数是 (2p)2。
对 ax2+bx+c=0,因为 a=0,可以除以 a:
x2+abx=−ac.
两边加 (2ab)2,得到
(x+2ab)2=4a2b2−4ac.
补项要匹配化为1以后的一次项系数;只在左边补项,或忘记先处理二次项系数,都会改变原来的关系。
也可把原方程两边乘非零数 4a,移项后加 b2,直接得到
4a2x2+4abx+b2=b2−4ac,
即 (2ax+b)2=b2−4ac。记 Δ=b2−4ac,叫根的判别式。
当 Δ≥0 时,2ax+b=±Δ,所以
x=2a−b±b2−4ac(a=0, Δ≥0).
| 判别式 | 平方关系的情况 | 实数根的情况 |
|---|---|---|
| Δ>0 | 2ax+b 有正负两个不同值 | 两个不相等的实数根 |
| Δ=0 | 2ax+b=0 | 两个相等的实数根,即重根 |
| Δ<0 | 平方不可能等于负数 | 没有实数根 |
重根只有一个不同的数值,按重数记作两根相等。本页讨论实数范围,不对负数取实数平方根。
这个推导中 a 可以为负;不要把 4a2 错当成总等于 2a。使用公式前先确认 a=0,并把 −b±Δ 整个分子除以 2a。
若 ax2+bx+c=0 的两个实数根为 x1,x2,其中 a=0,Δ≥0,则
x1+x2=−ab,x1x2=ac.
从哪里来? 把求根公式的两个分支相加,根号项抵消;相乘时分子是平方差:
x1x2=4a2b2−Δ=4a24ac=ac.
| 目标形式 | 可转化为 | 额外条件 |
|---|---|---|
| x12+x22 | (x1+x2)2−2x1x2 | 不能漏掉交叉项 |
| x11+x21 | x1x2x1+x2 | x1x2=0 |
| x2x1+x1x2 | x1x2(x1+x2)2−2x1x2 | x1x2=0 |
只含一个根的平方时,先用它满足的方程降次;同时出现两根的和、积时,再用上面关系。
先设未知量并写出允许范围,再由等量关系列方程。纯方程求出的根,还要经过实际条件筛选。
| 模型 | 数量关系 | 边界与解释 |
|---|---|---|
| 两次平均增长 | A(1+r)2=B | 第二次基数已变为 A(1+r) |
| 两次平均下降 | A(1−r)2=B | 原量、新量为正时 0≤r<1 |
| 面积 | 长×宽=面积 | 每一条实际边都为正;不能只验乘积 |
| 调价利润 | (售价−单位成本)×销量=总利润 | 售价、降价额不能混用 |
| 销售额 | 售价×销量=销售额 | 不是利润,不应擅自扣未知成本 |
| 单循环比赛 | 2n(n−1) 场 | 每两队只赛一次,n≥2 为整数 |
| 双循环比赛 | n(n−1) 场 | 每两队赛两次 |
单循环中,每队要与其余 n−1 队比赛,先数出 n(n−1) 次;每场同时被两队各算一次,所以除以 2。双循环则每对比赛两次,不再除以 2。
连续平均增长率是使总倍数相同的等效统一率,不表示实际每年的增长率必定相同,也不是把总增长率简单除以年数。
先排除含未知数分母的原式,再去括号、移项、合并。参数既可能改变指数,也可能使二次项系数变成零;两个条件要同时检查。
题目
下列关于 x 的方程,哪些一定是一元二次方程?
① ax2+bx+c=0; ② x2+x1−1=0;
③ 2x2−x−1=2(x−1)(x+3); ④ (x+1)2=2(x+1)。
解析
| 序号 | 检查过程 | 结论 |
|---|---|---|
| ① | 未给 a=0,二次项可能消失 | 不一定 |
| ② | 原式分母含 x | 不是整式方程 |
| ③ | 右边为 2x2+4x−6,整理得 −5x+5=0 | 实际降为一次 |
| ④ | 整理为 x2−1=0 | 一元二次 |
不要根据未整理时出现了 x2 就直接判断。
本题结论
只有④。
题目
(1)(m−2)xm2−5m+8+(m−3)x+5=0 是关于 x 的一元二次方程,求 m。
(2)(m−1)x∣m+1∣+mx−1=0 是关于 x 的一元二次方程,求 m。
解析
(1)要求 m2−5m+8=2 且 m−2=0。由 (m−2)(m−3)=0 得候选 2,3,排除使系数为零的 2,取 m=3。此时为 x2+5=0,虽无实数根,仍是二次方程。
(2)要求 ∣m+1∣=2 且 m−1=0。指数条件给 m=1 或 −3,排除 1,所以 m=−3。
本题结论
(1)m=3;(2)m=−3。
“某数是根”意味着代入原式后等式成立。目标表达式含平方项时,先展开或整理,把已知等式中的整体找出来;含倒数时先证明分母不为零,不必急着写出根式解。
题目
判断括号里的数是不是方程的根。
(1)2x2−3x+1=0,候选 21,1。
(2)x2−23x+3=0,候选 3,1。
解析
(1)代入 21,左边为 21−23+1=0;代入 1,左边为 2−3+1=0。两者都是根。
(2)代入 3,左边为 3−6+3=0,是根;代入 1,左边为 4−23>0,不是根。检验的是原等式,不能只看数的形式。
本题结论
(1)两者都是;(2)3 是,1 不是。
题目
(1)m 是 x2−2x−1=0 的根,求 m2+m21。
(2)(2024 四川南充)m 是 x2+4x−1=0 的一个根,求 (m+5)(m−1)。
解析
(1)m2−2m−1=0。m=0 不满足原式,所以可以除以 m,得到 m−m1=2。平方得
m2−2+m21=4,
所以所求为 6。交叉项是 −2m⋅m1=−2。
(2)由根的定义,m2+4m=1。展开目标得 m2+4m−5=1−5=−4。两个可能的根都满足这条关系,不需分别求根。
本题结论
(1)6;(2)−4。
| 看到的结构 | 优先考虑 | 完成后检查 |
|---|---|---|
| 已是一个整体的平方等于常数 | 直接开平方 | 正负分支是否齐全 |
| 无常数项或有公共括号 | 因式分解 | 公共因子为零的分支有没有被除掉 |
| 二次系数化1后容易配平方 | 配方法 | 两边补同一个数 |
| 没有明显简便结构 | 公式法 | 一般形式、系数符号、判别式 |
方法选择是为了减少计算,不要求同一道题把四种方法都演一遍。若题目指定方法,则按指定方法完成。
题目
解:(1)2x2=54;(2)9x2+6x+1=8。
解析
(1)除以 2 得 x2=27,所以 x=±27=±33。
(2)识别左边为 (3x+1)2。于是 3x+1=±22,每个分支再减 1、除以 3:
x=3−1+22或x=3−1−22.
两个整体值分别为 22、−22,平方都为 8。
本题结论
(1)x=±33;(2)x=3−1±22。
题目
用配方法解:(1)x2−4x+2=0;(2)2x2−3x+2=0。
解析
(1)移项得 x2−4x=−2。两边同加 (−2)2=4,得 (x−2)2=2,所以 x=2±2。
(2)先除以 2,再移项:x2−23x=−1。此时一次系数的一半是 −43,两边同加 169:
(x−43)2=−1+169=−167.
实数平方不能为负,因此无实数根。这里不是“少写一个负根”,而是没有任何实数能够满足。
本题结论
(1)x=2±2;(2)无实数根。
题目
用公式法解:
(1)x2−3x=2;(2)2x2+x+1=0;(3)y2+2=22y。
解析
先整理,再连同符号读取系数。
| 小题 | 一般形式中的 (a,b,c) | Δ=b2−4ac | 结果 |
|---|---|---|---|
| (1) | (1,−3,−2) | 9+8=17 | x=23±17 |
| (2) | (2,1,1) | 1−8=−7 | 无实数根 |
| (3) | (1,−22,2) | 8−8=0 | y1=y2=2 |
(1)右边 2 移到左边是 −2;(3)先写成 y2−22y+2=0,公式分子为 22±0,整体除以 2。负的判别式不继续取实数根号。
本题结论
(1)x=23±17;(2)无实数根;(3)y1=y2=2。
题目
用适当的方法解:
(1)3x2−2x−2=0;(2)(x−1)2=3;
(3)2(x−3)=3x(x−3);(4)x2−4x=21。
解析
(1)用公式法:Δ=(−2)2−4×3×(−2)=28,所以 x=62±28=31±7。
(2)直接开平方:x−1=±3,故 x=1±3。
(3)移项提取公共因子:(x−3)(2−3x)=0。所以 x=3 或 x=32。不能先约掉 x−3。
(4)两边加 4 配方:(x−2)2=25,所以 x−2=±5,得到 x=7 或 −3。
本题结论
(1)31±7;(2)1±3;(3)3,32;(4)7,−3。
题目
解方程:
(1)(2024 山东滨州节选)x2−4x=0。
(2)(2024 安徽)x2−2x=3。
解析
(1)提公因式 x(x−4)=0,所以 x=0 或 4。两个根都使原左边为零。
(2)先移项成 x2−2x−3=0,再分解为 (x−3)(x+1)=0,所以 x=3 或 −1。代原式分别为 9−6=3、1+2=3。
第二题不能在右边还为 3 时,就把左边的因子各自置零。
本题结论
(1)x=0 或 4;(2)x=3 或 −1。
题目问根的情况时,计算判别式即可;问参数范围时,把文字译成 Δ>0、=0 或 ≥0 等条件,再与二次系数非零条件一起考虑。
题目
(1)不解方程,判断 x2+2mx+m2−1=0 的根的情况,m 为实数。
(2)(2024 四川自贡)x2+mx−2=0 的根的情况是哪一个?
A. 两个不相等的实数根 B. 两个相等的实数根
C. 只有一个实数根 D. 没有实数根
(3)(2024 江苏连云港)x2−x+c=0 有两个相等的实数根,求 c。
解析
(1)a=1 始终非零,Δ=(2m)2−4(m2−1)=4>0,因此对每个实数 m 都有两个不相等的实数根。
(2)Δ=m2+8≥8>0,所以选 A。这里不论怎样计数,都有两个不同的根值。
(3)重根条件是 Δ=1−4c=0,得 c=41。代回为 (x−21)2=0,确为重根。
本题结论
(1)总有两个不相等的实数根;(2)A;(3)c=41。
先检查实根与分母条件,再把目标化成两根和、积。若目标不对称,先用其中一根满足的方程降低次数,看剩下的部分能否合成根和。
题目
(2024 四川成都)m,n 是 x2−5x+2=0 的两个实数根,求 m+(n−2)2。
解析
由 n 是根,得到 n2=5n−2;由根与系数的关系,m+n=5。
展开目标再替换:
m+(n−2)2=m+n2−4n+4=m+(5n−2)−4n+4=m+n+2=7.
第一条条件用来降次,第二条用来求和。不能把 n2 直接写成 5n 而漏掉常数 −2。
本题结论
7。
先数清变化次数:从第一阶段到第三阶段,是两次变化;从2021年到2023年也是两次。先写第一步,再写第二步,就不会把平方误成“率乘2”。
题目
(1)水稻单位面积产量第一阶段为 700 千克,第三阶段为 1008 千克。求第二、第三阶段的平均增长率;若第四阶段仍按这个增长率增长,能否达到至少 1200 千克?
(2)(2024 重庆A)某公司2021年缴税 40 万元,2023年缴税 48.4 万元。求这两年缴税的年平均增长率。
解析
(1)设平均增长率 r,两次连乘给出 700(1+r)2=1008。所以 (1+r)2=2536,1+r=±56,候选为 r=51 或 −511。
后者使中间阶段产量为负,不合题意,故平均增长率为 20%。按同样增长因子,第四阶段为 1008×1.2=1209.6 千克,超过目标。
(2)40(1+r)2=48.4,所以 1+r=±1.1。正量的增长因子取 1.1,故 r=10%;负因子舍去。核验 40×1.1×1.1=48.4。
本题结论
(1)20%,按该模型可达1209.6千克;(2)10%。
长、宽都含未知量时,乘积就可能形成二次式。剪去一角与两端各剪一角不同;条带交叉的面积不能重复计入。方程求完还要检查每条边是否为正、是否超过限制。
题目
长 80 cm、宽 60 cm 的薄钢片,四角截去四个相同的小正方形,折成底面积 1500 cm2 的无盖长方体盒子。求截去的小正方形边长。
解析
设边长 x cm。两端各剪去 x,底长、底宽分别为 80−2x,60−2x;所以必须 0<x<30。
(80−2x)(60−2x)4x2−280x+3300(x−55)(x−15)=1500,=0,=0.
两个形式根为 55,15。55 超过允许范围,两条底边均为负,不能作为几何长度;取 15,底面为 50×30=1500 cm2,符合条件。
本题结论
截去的小正方形边长为15厘米。
题目
长 20 m、宽 12 m 的图案中,有一横两竖三条彩条。横条与每条竖条的宽度比为 3:2,三条覆盖的总面积是 96 m2。求横、竖彩条的宽度。

解析
设横条宽 3x 米,每条竖条宽 2x 米。扣去彩条后,白色部分可平移拼成宽 20−4x、高 12−3x 的长方形。必须 0<x<4。
(20−4x)(12−3x)12x2−108x+96(x−1)(x−8)=240−96=144,=0,=0.
x=8 不符合范围,取 x=1。故横条宽 3 米、竖条宽 2 米。
也可直接核彩色面积:横条 20×3=60,两竖条 2×12×2=48;两个交叉区共 2×3×2=12,重复算过一次,应扣除,得到 60+48−12=96。
本题结论
横彩条宽3米,竖彩条宽2米。
“每轮每个已有对象新增相同数量”这类理想化模型,要逐轮注明谁参与、是否退出、是否重复计数。若旧对象仍参加下一轮,第二轮的参与数是第一轮结束的累计数,不只是第一轮新增数。
题目
在一个理想化的两轮传播模型中,最初有1名感染者;每轮所有已有感染者都参与传播,每人平均新传给 x 人。两轮中没有重复计人,没有退出,原感染者也计入累计人数。两轮后累计为361人,求 x。
本题只讨论上述计数约定,不用于现实疫情预测。
解析
| 阶段 | 本轮参与者 | 本轮新增 | 结束时累计 |
|---|---|---|---|
| 最初 | — | — | 1 |
| 第一轮 | 1 | x | 1+x |
| 第二轮 | 1+x | (1+x)x | 1+x+(1+x)x |
因此 (1+x)2=361,得 1+x=±19,所以 x=18 或 −20。人数条件排除负值,取 18。
核验第一轮累计 19 人,第二轮新增 19×18=342 人,最终累计 19+342=361。若只有第一轮新增者参加第二轮,式子会变成 1+x+x2;不能在没有说明规则时混用。
本题结论
按题设模型,平均每人每轮新传给18人。
将售价、降价额、销量、单位成本分栏,再写目标关系。销售额是售价乘销量;总利润还要扣去每件成本。每件成本固定,不代表每天总成本固定,因为卖出的数量会变。
题目
某玩具售价每个480元时,每天卖160个;每降价1元,每天可多卖2个。每个玩具成本固定为360元。
(1)每个降价5元,每天销量、总利润分别是多少?
(2)销售单价为多少时,每天总利润可达20000元?
解析
(1)销量 160+2×5=170 个;单件利润 480−5−360=115 元;总利润 115×170=19550 元。
(2)设售价 x 元。降价额为 480−x,销量为 160+2(480−x),单件利润为 x−360。降价且目标利润为正,要求 360<x≤480。
(x−360)[160+2(480−x)]=20000.
展开、移项并除以 −2,得到 x2−920x+211600=0,即 (x−460)2=0,故 x=460。
此时销量 200 个、单件利润 100 元,总利润恰为 20000 元,且售价在允许范围内。重根只对应一种售价,不需要再找一个不同价格。
本题结论
(1)170个,19550元;(2)每个460元。
题目
(2024 辽宁)商品日销量 y 件与售价 x 元满足一次函数关系,部分数据如下。
| 售价 x/元 | 45 | 55 | 65 |
|---|---|---|---|
| 日销量 y/件 | 55 | 45 | 35 |
(1)求 y 与 x 的关系式,不要求写自变量取值范围。
(2)日销售额能否达到2600元?若能,求售价;若不能,说明理由。
解析
(1)一次函数关系可写为 y=kx+b。代两组数据:45k+b=55,55k+b=45,相减得 k=−1,再得 b=100。所以 y=100−x,第三组 65,35 也符合。
(2)销售额为 xy=x(100−x)。若等于2600,则
x2−100x+2600=0.
判别式 Δ=10000−10400=−400<0,不存在实数售价,因此不能达到2600元。
从配方也能看出原因:x(100−x)=2500−(x−50)2≤2500。按该模型,售价50元、销量50件时达到2500元,仍小于目标。题问销售额,没有给成本,不用利润公式。
本题结论
(1)y=100−x;(2)不能达到2600元。
“某数是根”只说明代入等式成立;原方程还必须保持二次。先求参数候选,再逐个检查二次系数,不能把退化成一次的值留下。
题目
(1)(a2+2a−3)x2+x+a2−1=0 是一元二次方程,且一个根为0。求 a。
A. 1 B. −1 C. 1 或 −1 D. 21
(2)(2024 四川凉山州)(a+2)x2+x+a2−4=0 是一元二次方程,且一个根为0。求 a。
A. 2 B. −2 C. 2 或 −2 D. 21
解析
(1)代入0得 a2−1=0,候选 a=±1。但二次系数 a2+2a−3 不能为零:a=1 时为0,排除;a=−1 时为 −4,保留,选 B。
(2)代入0得 a2−4=0,候选 a=±2。二次系数 a+2=0 排除 −2,保留 2,选 A。
两题其余选项不是包含退化值,就是不满足零根条件。
本题结论
(1)B;(2)A。
等式两边可以除以已知非零的数;未知表达式可能为零,不能直接约掉。移项后提公因式,并分别令各因子为零,能保留完整分支。
题目
求 x2=2x 的全部实数根。
解析
移项并因式分解:x2−2x=x(x−2)=0。于是 x=0 或 x=2。
若两边直接除以 x,实际上先假定了 x=0,会删除使原式两边同为0的合法根。两根回验分别为 0=0、4=4。
本题结论
x=0 或 2。
参数影响二次项系数时,要把“保持二次”和“根的情况”并列写出。判别式为正本身不能替代二次系数非零,边界重根也不能混入两个不同根的范围。
题目
一元二次方程 kx2−3x−1=0 有两个不相等的实数根,求 k 的范围。
解析
首先 k=0。其次 Δ=(−3)2−4k(−1)=9+4k>0,得 k>−49。
两条件合并为 k>−49 且 k=0。端点 −49 给重根,不能取;k=0 时方程退化为 −3x−1=0,也不能取。
本题结论
k>−49 且 k=0。
先用恒等式整理目标,再代根和、根积。平方和应从和的平方中减去两倍根积;根积可能为负,通分后仍要保留分母符号。
题目
α,β 是 3x2+2x−9=0 的两根,求 αβ+βα。
A. 274 B. −274 C. −2758 D. 2758
解析
Δ=4+108=112>0,存在两实根;α+β=−32,αβ=−3=0,所以两个分母都不为零。
αβ+βα=αβα2+β2=αβ(α+β)2−2αβ=−34/9+6=−2758.
A、B 漏掉了分子中的 6;D 漏掉了负号。平方和为正、根积为负,也能先判断结果应为负数。
本题结论
选C。
第二次下降按已经下降过的量计算,不再按最初量计算。写出两步新量,比记忆“平方还是乘2”更可靠。
题目
(2024 云南)两年前每千克某药品的生产成本为80元,现在为60元。设成本的年平均下降率为 x,正确方程是哪一个?
A. 80(1−x2)=60 B. 80(1−x)2=60
C. 80(1−x)=60 D. 80(1−2x)=60
解析
第一年成本 80(1−x);第二年在此基础上再乘 1−x,所以 80(1−x)2=60,选 B。
A 把连续因子误写成 1−x2;C 只计一次;D 两次都按最初80元下降,漏掉第二次基数变化。展开正确式为 80(1−2x+x2)=60,比 D 多了 80x2。成本保持正值,下降率应在 0≤x<1 内。
本题结论
选B。
面积乘积正确,不等于每条边都可行。设未知量时就记录上限与正值条件,求出所有形式根以后再筛选。题问哪一条边,最后就答哪一条边。
题目
(2024 内蒙古通辽)用10米铁丝网围成一边靠墙的矩形鸭舍,墙长5.5米,鸭舍面积15平方米。在侧边中间留一个1米宽的门,门由其他材料制成。求图中 BC 的长。

A. 5米或6米 B. 2.5米或3米 C. 5米 D. 3米
解析
设 BC=x 米,AB=h 米。网围三边,但门的1米不用网,故 2h+x−1=10,所以 h=211−x。
面积给 211−xx=15,整理为 (x−5)(x−6)=0。形式根为5、6,但 BC 与靠墙边等长,不能超过墙长5.5米,排除6,取5。
此时 AB=3,检查网长 2×3+5−1=10、面积 3×5=15。题问 BC,不是 AB,故选 C。
本题结论
选C,BC长5米。