师:同学们好,这节课我们学习用因式分解法解一元二次方程。本节课学习目标有两个:一是学会用因式分解的方法解某些简单数字系数的一元二次方程;二是能根据具体一元二次方程的特征,灵活选择方程解法,体会解决问题方法的多样性。
首先,我们回忆一下因式分解的主要方法。第一种是提公因式法,看屏幕上这个式子,$AM + BM + CM = M(A + B + C)$。因为构成多项式的每一个单项式都含有字母$M$,所以把$M$提出来,就得到了因式分解后的式子。
第二种方法是公式法,学习过两种公式:一是平方差公式,$a^2 - b^2 = (a + b)(a - b)$;二是完全平方公式,$a^2 + 2ab + b^2 = (a + b)^2$,$a^2 - 2ab + b^2 = (a - b)^2$。
回忆完因式分解的两种方法,我们先来解决5个小问题。
$5X^2 - 4X$,用提公因式法还是公式法?对,用提公因式法。
$X^2 - 4X + 4$,用什么方法?很好,这是完全平方公式,用公式法。
$4X(X - 1) - 2 + 2X$,这个式子长一些,用什么方法呢?有的同学发现,把后面的$-2 + 2X$交换顺序写成$2X - 2$,提出$2$后得到$2(X - 1)$,再与前面$4X(X - 1)$提出$X - 1$,所以这道题用了两次提公因式法。
$X^2 - 4$,用平方差公式。
$(2X - 1)^2 - X^2$,先使用平方差公式转化为$(2X - 1 - X)(2X - 1 + X)$,再对化简后的式子进行合并运算。同学们这几道题做得很棒,希望接下来解题继续保持。
接下来看一个思考题,如果$a×b = 0$,我们能否得到下面两个结论:一是$a$和$b$都是$0$,即$a = 0$且$b = 0$;二是$a$和$b$至少有一个为$0$,即$a = 0$或$b = 0$。同学们回答第一个结论不一定能得到,为什么呢?有同学举例$0×5 = 0$,这种情况下$0$是$0$,但$5$不是$0$,所以只能得到第二个结论。也就是说,如果$a$和$b$两个式子中只要有一个是$0$,它们的积就是$0$。
再看一个小问题,同学们可以暂停思考,解决后继续观看。一个数的平方与这个数的$3$倍有可能相等吗?如果相等,这个数是几?你是怎么求出来的呢?
先看小影的做法,她设这个数为$X$,根据题意列出方程$X^2 = 3X$,化简移项得$X^2 - 3X = 0$。求解$X$的值时,她用之前学的求一元二次方程根的公式法,即$x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$,求得了两个根,$X_1 = 0$,$X_2 = 3$,所以这个数是$0$或者$3$。
再看小明同学的做法,他也设这个数为$X$,得到$X^2 = 3X$,因为等号左右两边有共同字母$X$,他先约去$X$,得到$X = 3$,所以他说这个数是$3$。
同学们观察发现,小明的结论只有一个,小影的结论有两个。小影和小明谁对谁错呢?小明的错误又在哪里呢?
接着看小亮同学的做法,他设这个数为$X$,根据题意得到方程$X^2 = 3X$,所以$X^2 - 3X = 0$,也就是$X(X - 3) = 0$。从这个式子到$X(X - 3) = 0$的过程用了什么方法?对,提公因式法。因为$X(X - 3) = 0$,联系前面的结论,可得$X = 0$或者$X - 3 = 0$,所以求得了两个根,$X_1 = 0$,$X_2 = 3$,这和如果$a×b = 0$,那么$a = 0$或者$b = 0$的结论一致,所以小亮同学的做法是对的。
观察三位同学的做法,小明同学的做法有问题,他错在哪里呢?在等式两边同时约去$X$时,$X$是字母,代表一个数字,它有可能等于$0$。所以在约去$X$时,必须保证$X$的值不等于$0$,小明解题过程中漏掉了根为$0$的情况。
对比三位同学的做法,我们要注意两点:一是在两式相乘等于$0$的情况下,不能随意约去其中一个式子,约去时一定要保证其值不为零;二是解一元二次方程时,方法多样,要选择更简单便捷的方法。对于一元二次方程的解法,除了小影的公式法,还有小亮的提公因式法,也就是常用的因式分解法。
总结归纳小亮使用的方法,对于方程一边为$0$,另一边将整式分解为两个一次因式乘积的形式,这种解一元二次方程的方法叫因式分解法。它适用的范围要注意,一元二次方程首先要是一般形式,如果不是,要先化为一般形式;方程一边要化为$0$,另一边要容易分解为两个一次因式的乘积形式,其依据是$a×b = 0$时,$a = 0$或者$b = 0$。
