3. 阅读与思考:先添加一个适当的项,使式子中出现完全平方式,再减去这个项,使整个式子的值不变,这种方法叫作配方法。配方法是一种重要的解决问题的数学方法。
例如:$x^{2}-6x + 10= (x^{2}-6x + 9)+10 - 9= (x - 3)^{2}+1$。
(1)【解决问题】补全下列完全平方式:
① $x^{2}-2x+$
1
,②
4y²
$+4y + 1$;
(2)【变式训练】试说明:无论 $x$ 取何值,代数式 $x^{2}-12x + 37$ 的值是正数;
证明:x² - 12x + 37 = x² - 12x + 36 + 37 - 36 = (x - 6)² + 1,∵(x - 6)² ≥ 0,∴(x - 6)² + 1 > 0,
∴无论x取何值,代数式x² - 12x + 37的值是正数。
(3)【深入研究】若 $M = 2x^{2}+4x + 5 + y^{2},N = x^{2}+6x + 4$,比较 $M,N$ 的大小;
解:M - N = (2x² + 4x + 5 + y²) - (x² + 6x + 4)
= 2x² + 4x + 5 + y² - x² - 6x - 4
= x² - 2x + 1 + y²
= (x - 1)² + y²,
∵(x - 1)² ≥ 0,y² ≥ 0,
∴(x - 1)² + y² ≥ 0,∴M ≥ N。
(4)【拓展应用】关于 $x,y$ 的二元一次方程组 $\begin{cases}x + my + 1 = 0,\\(m + 1)x + ny = 0\end{cases} $ 和 $\begin{cases}2x - y = m - n,\\x + y = 2m + n\end{cases} $ 的解相同,求 $m + 2n$ 的值。
解:解第二个方程组得{x = m, y = m + n,}
代入第一个方程组得{m + m(m + n) + 1 = 0 ①, (m + 1)m + n(m + n) = 0 ②,}
① + ② 得:m² + 2m + 1 + (m + n)² = 0,
∴(m + 1)² + (m + n)² = 0,
∴m + 1 = 0,m + n = 0,∴m = -1,n = 1,
∴m + 2n = -1 + 2 = 1,∴m + 2n的值为 1。