第二十一章 · 第三节
实际问题与一元二次方程
面积问题、增长率问题、利润问题的建模与求解

📖 知识点学习

🎯 学习目标

  • 掌握列一元二次方程解应用题的一般步骤
  • 能根据实际问题中的数量关系列出方程
  • 掌握面积问题、增长率问题、利润问题等常见题型
  • 理解方程的根必须符合实际意义,能正确检验和取舍
知识点一:列一元二次方程解应用题的步骤
步骤含义要点
审题,理解题意找出已知量、未知量和等量关系
设未知数直接设或间接设,注意单位
列方程根据等量关系列出方程
解方程选择合适的方法求解
检验既要检验是否为方程的根,又要检验是否符合实际意义
作答写出完整的答案,注意单位和语句完整
知识点二:常见题型与等量关系

📐 面积问题

常见情境:长方形剪裁、花圃修路、铁片折弯等

等量关系:变化后的面积 = 新长 × 新宽

示例:(a - 2x)(b - 2x) = S(四周等宽裁剪)

📈 增长率问题

常见情境:产值增长、人口变化、价格变动等

等量关系:连续两次增长率为 x 时,a(1 + x)² = b

其中 a 为初始值,b 为最终值,x 为增长率

💰 利润问题

常见情境:降价促销、涨价限销等

等量关系:总利润 = 每件利润 × 销售量

每件利润 = 售价 - 进价,销售量随价格变化

🔢 数字问题

常见情境:连续整数、数字排列等

等量关系:根据数字之间的关系列方程

示例:两个连续正整数 n 和 n+1,积为 n(n+1)

知识点三:增长率公式
a(1 + x)² = b
a 为原始量,b 为两次增长后的量,x 为平均增长率
💡 重要提示
  • 若为两次降低,则公式为 a(1 - x)² = b
  • 解出 (1 + x)² = b/a 后,注意 1 + x > 0,所以取正根
  • 增长率 x 通常用百分数表示

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📝 例题精讲

💡 提示:点击「下一步」按钮,逐步查看详细解题过程
例题 1 面积问题:铁片剪裁
一块长方形铁片长 30 cm,宽 20 cm,四角各剪去一个同样大小的正方形,然后将四周折起,做成一个无盖盒子。若剩余底面面积为 504 cm²,求剪去的正方形的边长。
🔍 解题过程
1 设未知数:设剪去的正方形边长为 x cm,则盒子底面长为 (30 - 2x) cm,宽为 (20 - 2x) cm。
2 列方程:根据底面面积 = 504:
(30 - 2x)(20 - 2x) = 504
展开得:600 - 60x - 40x + 4x² = 504
化简:x² - 25x + 24 = 0
3 解方程并检验:因式分解:(x - 24)(x - 1) = 0
x = 24 或 x = 1
检验:x = 24 时,20 - 2×24 = -28 < 0,不合实际,舍去
x = 1 时,30 - 2 = 28 > 0,20 - 2 = 18 > 0,符合实际
答:剪去的正方形边长为 1 cm
✅ 剪去的正方形边长为 1 cm(x=24 不合实际意义,舍去)
例题 2 增长率问题
某企业产值连续两年保持相同的年增长率,从 200 万元增长到 242 万元。求该企业产值的年平均增长率。
🔍 解题过程
1 设未知数:设年平均增长率为 x(x > 0),则第一年后的产值为 200(1 + x),第二年后的产值为 200(1 + x)²。
2 列方程:根据两年后产值为 242:
200(1 + x)² = 242
(1 + x)² = 1.21
1 + x = 1.1(舍去负根,因为 1 + x > 0)
3 求解并作答:x = 1.1 - 1 = 0.1 = 10%
检验:200 × 1.1² = 200 × 1.21 = 242 ✓
答:该企业产值的年平均增长率为 10%
✅ 年平均增长率为 10%(200 × 1.1² = 242 验证正确)
例题 3 利润问题:降价促销
某商品进价 40 元,当售价为 60 元时,每月可售出 300 件。售价每降低 1 元,月销量增加 50 件。求每件商品应降价多少元时,月利润达到 7200 元?
🔍 解题过程
1 设未知数:设每件降价 x 元,则售价为 (60 - x) 元,每件利润为 (60 - x - 40) = (20 - x) 元,月销量为 (300 + 50x) 件。
2 列方程:月利润 = 每件利润 × 销量:
(20 - x)(300 + 50x) = 7200
展开得:6000 + 1000x - 300x - 50x² = 7200
化简:x² - 14x + 24 = 0
3 解方程并检验:因式分解:(x - 12)(x - 2) = 0
x = 12 或 x = 2
检验:两个解都满足 0 < x < 20(保证利润和销量为正)
x = 2 时:定价 58 元,利润 18 × 400 = 7200 ✓
x = 12 时:定价 48 元,利润 8 × 900 = 7200 ✓
答:每件降价 2 元(定价 58 元)或 12 元(定价 48 元)均可。
✅ 降价 2 元(定价 58 元)或降价 12 元(定价 48 元)均可达到月利润 7200 元

🚀 拓展提升

✅ 一元二次方程根的检验

在应用题中,解出的根不仅要满足方程,还必须符合实际意义。常见的需要舍去的情况:

  • 长度、宽度不能为负数:如边长 x < 0 应舍去
  • 长度不能超过原长:如裁剪后剩余边长 (a - 2x) < 0 时应舍去
  • 增长率、降低率在 0~1 之间:如 x > 1 或 x < -1 通常不合理
  • 利润不能为负:每件利润 (售价 - 进价) > 0
  • 人数、件数必须为正整数:如解出的根不是整数则可能需舍去
检验步骤:① 代入方程验证 → ② 结合实际意义取舍

📋 常见应用题等量关系汇总

题型等量关系注意事项
面积问题新面积 = 新长 × 新宽注意边长必须为正
增长率问题a(1 + x)² = bx 为增长率,取正根
降低率问题a(1 - x)² = bx 为降低率,0 < x < 1
利润问题总利润 = 单件利润 × 销量注意利润和销量为正
数字问题根据数字关系列方程整数、位数限制
传播问题a(1 + x)² = 总数x 为每人传播数

🔄 从方程到实际问题的逆向思维

有时题目给出方程,要求解释方程的实际意义。例如方程 (20 - 2x)(16 - 2x) = 252 可以表示:

  • 一块 20×16 的长方形,四周剪去等宽 x 的边框后,剩余面积为 252
  • 一块 20×16 的长方形花圃,四周修等宽 x 的小路后,花圃面积为 252
  • 一个长方体盒子,底面原长 20 宽 16,四角剪去边长 x 的正方形后,底面积为 252

💡 理解方程中各部分的含义,是正确列方程和检验的基础。

✏️ 练习巩固

💡 提示:每道题作答后会立即显示解析,请认真思考后再作答
第 1 题 ★☆☆ 基础
列一元二次方程解应用题的一般步骤是?
A审、设、列、解、验、答
B设、列、解、答
C审、列、解、验、答
D设、审、列、解、答
第 2 题 ★★☆ 巩固
填空:某厂产值连续两年增长率相同,从 100 万元增长到 121 万元,则年平均增长率为 ______ %。
第 3 题 ★★☆ 巩固
将方程 (20 - 2x)(16 - 2x) = 252 化为一般形式后,正确的是?
Ax² - 18x + 17 = 0
Bx² - 36x + 17 = 0
Cx² + 18x + 17 = 0
Dx² - 18x - 17 = 0
第 4 题 ★★★ 拓展
填空:两个连续正整数的积为 132,则这两个数中较小的数是 ______。
第 5 题 ★★☆ 巩固
关于一元二次方程应用题的检验,下列说法正确的是?
A既要检验是否为方程的根,还要检验是否符合实际意义
B只需检验是否为方程的根
C不需要检验,直接取正根即可
D只需要检验根是否为正数

🧠 知识点问答

老师来考考你!下面的问题都来自本节课的知识点,看看你掌握了多少。每次点击"再考一次"题目顺序都会随机打乱哦!
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课程完成!

恭喜你完成了「实际问题与一元二次方程」的学习!

📌 本节核心要点回顾:
① 列方程解应用题步骤:审、设、列、解、验、答
② 面积问题:新面积 = 新长 × 新宽
③ 增长率问题:a(1+x)²=b
④ 利润问题:总利润 = 单件利润 × 销量
⑤ 检验:既要验证方程的根,又要检验实际意义

✏️ 做练习题