領(lǐng)" 銜" 人：許斌（江蘇省宿遷市學(xué)科帶頭人，宿遷市宿城區(qū)初中數(shù)學(xué)兼職教研員）

組稿團(tuán)隊(duì)：南京師范大學(xué)附屬中學(xué)宿遷分校學(xué)院路校區(qū)

概念的建構(gòu)

方程是刻畫現(xiàn)實(shí)世界中相等關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。七、八年級(jí)我們學(xué)習(xí)了一元一次方程、二元一次方程（組）、分式方程等知識(shí)。下面，我們通過一個(gè)例子來回憶這些方程的“樣子”。

例1 根據(jù)題意，列出符合題意的方程。

如圖1，一塊矩形花圃，四周由柵欄圍成。

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圖1

（1）若柵欄的周長為50米，長比寬多5米，設(shè)寬為x米；

（2）若柵欄的長比寬多5米，花圃面積為150平方米，設(shè)長為x米；

（3）若柵欄周長為50米，花圃面積為150平方米，設(shè)長為x米，寬為y米；

（4）若柵欄周長為50米，花圃面積為150平方米，設(shè)長為x米。

【分析】本題從花圃的長、寬、周長、面積這四個(gè)量之間的關(guān)系來設(shè)置問題。據(jù)（1），可列出方程2［x+（x+5）］=50①；據(jù)（2），可列出方程x（x-5）=150②；據(jù)（3），可列出方程2（x+y）=50③，xy=150④；

據(jù)（4），可列出方程x（25-x）=150⑤，或2（x+[150x]）=50⑥。①、②、③、④、⑤這些方程都是整式之間的數(shù)量關(guān)系，我們稱之為整式方程；⑥中含有分式，我們稱之為分式方程。我們又發(fā)現(xiàn)，①、②、⑤只含有一個(gè)未知數(shù)，歷史上稱未知數(shù)為“元”，因此它們是一元方程；③、④中含有兩個(gè)未知數(shù)，我們稱之為二元方程。再對(duì)①、②、⑤化簡處理，發(fā)現(xiàn)①中未知數(shù)的最高次數(shù)為1，所以方程①是一元一次方程；而②、⑤中未知數(shù)的最高次數(shù)為2，所以方程②、⑤是一元二次方程。方程③中未知項(xiàng)的最高次數(shù)為1，所以方程③是二元一次方程，而方程④未知項(xiàng)的最高次數(shù)為2，因此方程④是二元二次方程。

本章我們將學(xué)習(xí)一元二次方程。試著寫一些一元二次方程，觀察這些方程，你一定可以發(fā)現(xiàn)它們之間的共性特征：只含有一個(gè)未知數(shù)，未知數(shù)的最高次數(shù)為2，這樣的整式方程，我們稱之為一元二次方程，這些方程都可以寫成ax2+bx+c=0（a、b、c為常數(shù)，a≠0）的形式，我們稱其為一元二次方程的一般形式。

聰明的你一定會(huì)想到是否存在一元三次方程呢？它們是否也有一般形式呢？這個(gè)時(shí)候，類比就發(fā)揮了作用，請(qǐng)同學(xué)們?cè)囈辉嚒?/p>

解法的建構(gòu)

利用等式的基本性質(zhì)，通過去分母、去括號(hào)、移項(xiàng)、合并同類項(xiàng)、把未知數(shù)的系數(shù)化為1這些步驟我們可以求出一元一次方程的解；而二元一次方程組，可以通過代入或加減消元，把二元轉(zhuǎn)化為一元，從而求出二元一次方程組的解；分式方程通過去分母，將分式方程轉(zhuǎn)化為整式方程求解，由于這個(gè)過程不是同解變形，因此求出整式方程的解后，要代入分式方程進(jìn)行檢驗(yàn)，才能確定這個(gè)值是不是分式方程的解。那一元二次方程又如何求解呢？

例2 解下列一元二次方程。

（1）x2=1；（2）（x+1）2=1；（3）x2+2x=1；（4）2x2+2x-1=0。

【分析】根據(jù)平方根的定義，我們可求得方程（1）的兩根分別為x1=1，x2=-1。這里你是否發(fā)現(xiàn)，一元二次方程的根的個(gè)數(shù)與一元一次方程的根的個(gè)數(shù)不同？我們還可以將方程（1）變形為x2-1=0，再將等式左邊因式分解，得到（x+1）（x-1）=0，根據(jù)ab=0，則a=0或b=0，得到x+1=0或x-1=0這兩個(gè)一元一次方程，從而解得x1=-1，x2=1。對(duì)于方程（1）的求解，我們這里用了兩種方法——直接開平方法和因式分解法。這兩種方法都是將二次方程轉(zhuǎn)化為一次方程，化陌生為熟悉來解決問題。降次是解高次方程的基本思想，而直接開平方和因式分解是實(shí)現(xiàn)降次的路徑。

我們只要把方程（2）中的x+1看成一個(gè)整體，就可以類比方程（1）的兩種方法，求得方程的解，聰明的你可以試一試。事實(shí)上，形如x2=a，（x+m）2=n這樣的一元二次方程，我們都可以用上述的方法來解。

仔細(xì)觀察方程（3），我們可以發(fā)現(xiàn)，利用等式的基本性質(zhì)，方程左右兩邊同時(shí)加1，可得x2+2x+1=2。此時(shí)，左邊是完全平方式，即（x+1）2=2，再利用直接開平方法求得方程的解。對(duì)于方程（4），我們只需要將等式兩邊同時(shí)除以2，把二次項(xiàng)系數(shù)化為1，再通過移項(xiàng)、配方，將其轉(zhuǎn)化為方程（2）的形式，直接開平方即可求得方程的解。我們把這種解一元二次方程的方法叫作配方法。

一般地，將一元二次方程ax2+bx+c=0

（a、b、c為常數(shù)，a≠0）兩邊同時(shí)除以a，再移項(xiàng)、配方，得到（x+[b2a]）2=[b2-4ac4a2]?？梢钥闯?，當(dāng)b2-4ac≥0時(shí)，此方程的兩根為x=[-b±b2-4ac2a]；當(dāng)b2-4ac＜0時(shí)，此方程沒有實(shí)數(shù)根。于是，我們把b2-4ac叫作一元二次方程根的判別式，把[-b±b2-4ac2a]叫作一元二次方程的求根公式，將一元二次方程中的a、b、c代入這個(gè)公式，求得一元二次方程的解的方法叫作公式法。

我們不僅要會(huì)使用直接開平方法、配方法、公式法、因式分解法來解一元二次方程，還應(yīng)該理解這些方法之間的聯(lián)系，這樣才能實(shí)現(xiàn)知識(shí)的融會(huì)貫通。在解具體方程時(shí)，我們應(yīng)先自覺地分析方程的結(jié)構(gòu)特征，再使用恰當(dāng)?shù)姆椒ń夥匠?，提升觀察能力和思維品質(zhì)。

應(yīng)用模型的建構(gòu)

數(shù)學(xué)源于生活，又服務(wù)于生活。一元二次方程是初中重要的數(shù)學(xué)模型之一，在日常生活中有著廣泛的應(yīng)用。在遇到形積問題、握手問題、平均變化率問題、動(dòng)點(diǎn)問題等以生活為背景的問題時(shí)，我們應(yīng)歸納總結(jié)出需要的應(yīng)用模型，發(fā)展建模意識(shí)。在解決實(shí)際問題過程中，我們還要學(xué)會(huì)借助列表、線段示意圖等方式來清晰理解題意，找出問題的已知量、未知量，探明數(shù)量之間的關(guān)系，列出方程。在求解完成后，我們還要關(guān)注題目中的隱含信息，進(jìn)而對(duì)方程的解進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)其解的合理性作出解釋，這是解決實(shí)際問題不可或缺的一步，容易被同學(xué)們忽視。

從一元到二元，從一次到二次，我們發(fā)現(xiàn)，消元、降次是解決多元高次方程的基本思想，領(lǐng)悟到這一點(diǎn)，你就擁有了結(jié)構(gòu)化思維的品質(zhì)，既見樹木，又見森林！領(lǐng)略數(shù)學(xué)的思維之美、結(jié)構(gòu)之美。人生亦如方程，讓我們一起探尋，求解！

（作者單位：南京師范大學(xué)附屬中學(xué)宿遷分校學(xué)院路校區(qū)）