强基初中数学&学Python——第八十三课 函数与方程之二十七:平方根式方程

 

  假如P是含未知数的代数式,则

sqrt(P)≥0 (P≥0),

只有P=0时,sqrt(P)=0。

平方根的底≥0,平方根的值≥0,只有平方根的底=0时,平方根的值=0。

  例题1:解下面根式方程

sqrt(x-1)+sqrt(y-2)+sqrt(z-3)=0。

解:因为

sqrt(x-1)≥0,

sqrt(y-2)≥0,

sqrt(z-3)≥0,

sqrt(x-1)+sqrt(y-2)+sqrt(z-3)=0,

所以

sqrt(x-1)=0,

sqrt(y-2)=0,

sqrt(z-3)=0。

得

x-1=0,

y-2=0,

z-3=0。

方程的解是

x=1,

y=2,

z=3。

  平方根函数是单调函数,并且底数要不小于0 ,所以底数越大平方根越大。

  例题2:解下面方程

sqrt(2x-1)-2=0。

分析:这种只出现一处根号,而且底数中有未知数,移项后平方可解。

解:移项

sqrt(2x-1)=2,

两边平方

2x-1=4,

得方程解

x=5/2。

  例题3:解下面方程

sqrt(4x+1)-x-1=0。

解:移项

sqrt(4x+1)=x+1,

两边平方

4x+1=x²+2x+1,

x²-2x=0,

x(x-2)=0。

得

x1=0,x2=2。

两个解都使4x+1>0,原方程的解是

x1=0,x2=2。

  作图验证如下,作图代码附录1。

 

 

 不是所有这种方程都有解的,例如下面的方程

sqrt(2x-1)-x-1=0

无解,因为

sqrt(2x-1)=x+1,

2x-1=(x+1)²,

2x-1=x²+2x+1,

x²=-2不可能。

  例题4:解下面方程

sqrt(1-x)+sqrt(1+x)=2。

分析1:这种有两处根号,底代数式通过加减法可以得到常数的根式方程,用换元法转化为方程组后解答。

解1:令m=sqrt(1-x),n=sqrt(1+x),则

m²+n²=1-x+1+x=2,①

m  + n  =2。  ②

把②转化为n=2-m代入①,得

m²+(2-m)²=2, 

2m²-4m+4-2=0,

m²-2m+1=0,

(m-1)²=0,

得

m=1,

即

sqrt(1-x)=1,

1-x=1,

原方程解是

x=0。

分析2:这种除了2个根号里有未知数外,别的地方没有未知数,只要把这2个带未知数的根号放在等式一边,平方后即可变为只有1个带未知数的根号,从而得解。

解2:方程两边平方,得

1-x+2sqrt(1-x²)+1+x=4,

sqrt(1-x²)=1,

1-x²=1。

得解

x=0。

  作图验证如下,作图代码附录2。

 

  例题5:解下面方程

sqrt(2x+5)+sqrt(3x-5)=10。

解1:令m=sqrt(2x+5),n=sqrt(3x-5),则

3m²-2n²=6x+15-6x+10=25, ①

n=10-m  ②

把②代入①,得

3m²-2(10-m)²=25

m²+40m-200=25

(m+20)²=625

m=5

即

sqrt(2x+5)=5

2x+5=25

x=10

通过验证,得原方程解

x=10。

解2:方程两边平方

2x+5+2sqrt(6x²+5x-25)+3x-5=100

2sqrt(6x²+5x-25)=100-5x

24x²+20x-100=10000-1000x+25x²

x²-1020x+10100=0

(x-1010)(x-10)=0

得

x1=1010,x2=10

1010显然不适合,x=10代入方程验证得解

x=10。

  作图验证如下,作图代码附录3。

 

 

  练习题1:解下面根式方程

sqrt(x+2)+sqrt(2y+3)+sqrt(3z+4)=0。

  练习题2:解下面方程

5-sqrt(3x+1)=0。

  练习题3:解下面方程

sqrt(6x-3)-x-1=0。

  练习题4:解下面方程

sqrt(6-2x)+sqrt(7+2x)=5。

  练习题5:解下面方程

sqrt(2x+1)+sqrt(3x+4)=7。

 

 

附录1:

import sys
sys.path.append("/5xstar/pyfiles")
from mymath.rcs import *
import turtle as t
t.setup(500,500)
t.screensize(400,400)  
t.up()
build(t)

#标题与函数解析式
t.setpos(0, 210)
t.write("y=sqrt(4x+1)-x-1图象",align="center",font=(markFont[0],14,markFont[2]))

#y=sqrt(4x+1)-x-1
t.pencolor("red")
def f(x):
    return (4*x+1)**.5-x-1
trace(t,-1/4,10,f)
t.ht()

 

附录2:

import sys
sys.path.append("/5xstar/pyfiles")
from mymath.rcs import *
import turtle as t
t.setup(500,500)
t.screensize(400,400)  
t.up()
build(t,xUnt=(1,80),yUnt=(1,80))

#标题与函数解析式
t.setpos(0, 210)
t.write("y=sqrt(1-x)+sqrt(1+x)-2图象",align="center",font=(markFont[0],14,markFont[2]))

#y=sqrt(1-x)+sqrt(1+x)-2
t.pencolor("red")
def f(x):
    return (1-x)**.5+(1+x)**.5-2
trace(t,-1,1,f)
t.ht()

 

附录3:
import sys
sys.path.append("/5xstar/pyfiles")
from mymath.rcs import *
import turtle as t
t.setup(500,500)
t.screensize(400,400)  
t.up()
build(t,xUnt=(1,10),yUnt=(1,10))

#标题与函数解析式
t.setpos(0, 210)
t.write("y=sqrt(2x+5)+sqrt(3x-5)-10图象",align="center",font=(markFont[0],14,markFont[2]))

#y=sqrt(2x+5)+sqrt(3x-5)-10
t.pencolor("red")
def f(x):
    return (2*x+5)**.5+(3*x-5)**.5-10
trace(t,5/3,20,f)

t.ht()