涉及二次方程的文字题是 DSE 卷一甲部(2) 及乙部的常见题型。 本文聚焦三种经典类型:面积问题、 数字与数列问题 及 物理情境 如抛体运动。你将学会 系统化方法 将文字转化为二次方程, 使用因式分解、配方法或公式求解,并在情境中诠释结果。 内容包括逐步例题、DSE 应试贴士、练习题及作业,助你掌握此课题。
二次方程经常出现在现实情境中。在 DSE 数学中,你会遇到需要从给定信息 建立二次方程、求解,然后诠释答案的文字题。常见情境包括:
关键是 清楚定义变量、写出方程, 并记住 舍弃任何负数或不合理的解。
在面积问题中,通常给定图形的面积及尺寸之间的关系,你需要求尺寸。
一个长方形的长比宽多 3 cm。若面积为 40 cm²,求其尺寸。
解:
设宽度为 \(x\) cm,则长度为 \(x+3\) cm。
面积 = 长 × 宽:
\[
x(x+3) = 40.
\]
\[
x^2 + 3x - 40 = 0.
\]
因式分解:
\[
(x+8)(x-5) = 0.
\]
所以 \(x = -8\) 或 \(x = 5\)。
由于宽度不能为负,故 \(x = 5\)。
宽度 = 5 cm,长度 = \(5+3 = 8\) cm。
答案: 宽 5 cm,长 8 cm。
一个三角形的底比高多 4 cm。若面积为 30 cm²,求其高。
解:
设高为 \(h\) cm,则底为 \(h+4\) cm。
三角形面积 = \(\frac{1}{2} \times \text{底} \times \text{高}\):
\[
\frac{1}{2}(h+4)h = 30.
\]
\[
h(h+4) = 60.
\]
\[
h^2 + 4h - 60 = 0.
\]
因式分解:
\[
(h+10)(h-6) = 0.
\]
所以 \(h = -10\) 或 \(h = 6\)。
由于高度必须为正,故 \(h = 6\)。
答案: 高 = 6 cm。
这类问题涉及连续整数、连续偶数/奇数,或具有给定和或积的数字。
两个连续正整数之积为 72。求这两个整数。
解:
设较小的整数为 \(x\),则下一个整数为 \(x+1\)。
乘积:
\[
x(x+1) = 72.
\]
\[
x^2 + x - 72 = 0.
\]
因式分解:
\[
(x+9)(x-8) = 0.
\]
所以 \(x = -9\) 或 \(x = 8\)。
由于整数为正,故 \(x = 8\)。
整数为 8 和 9。
答案: 8 和 9。
两个连续偶数的平方和为 100。求这两个整数。
解:
设较小的偶数为 \(x\),则下一个偶数为 \(x+2\)。
平方和:
\[
x^2 + (x+2)^2 = 100.
\]
展开:
\[
x^2 + x^2 + 4x + 4 = 100.
\]
\[
2x^2 + 4x - 96 = 0.
\]
除以 2:
\[
x^2 + 2x - 48 = 0.
\]
因式分解:
\[
(x+8)(x-6) = 0.
\]
所以 \(x = -8\) 或 \(x = 6\)。
若 \(x = 6\),整数为 6 和 8;若 \(x = -8\),整数为 \(-8\) 和 \(-6\)。
两组皆有效。(通常题目可能指定正数。)
答案: 6 和 8,或 \(-8\) 和 \(-6\)。
许多物理问题以二次方程建模。常见例子是向上抛出的物体高度, 由 \(h = -5t^2 + v_0 t + h_0\) 给出(取 \(g \approx 10\) m/s²)。
一个球从地面以初速 20 m/s 向上抛出。 其 \(t\) 秒后的高度 \(h\)(以米为单位)为 \(h = 20t - 5t^2\)。 求球到达 15 m 高度时的时间。
解:
设 \(h = 15\):
\[
20t - 5t^2 = 15.
\]
移项:
\[
5t^2 - 20t + 15 = 0.
\]
除以 5:
\[
t^2 - 4t + 3 = 0.
\]
因式分解:
\[
(t-1)(t-3) = 0.
\]
所以 \(t = 1\) 或 \(t = 3\)。
球在 \(t = 1\) 秒(上升时)及 \(t = 3\) 秒(下降时)处于 15 m 高度。
答案: \(t = 1\) 秒及 \(t = 3\) 秒。
不要忘记在情境要求正值时 舍弃负解。 同时,检查答案是否合理 – 例如时间不能为负。
为每个问题建立并解二次方程。
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基础练习: 二次方程文字题:面积、数列及物理情境