内容正文:
专题二 式的运算
一、目标解读
以整式、分式、二次根式的运算法则和整式的因式分解为依据,解决代数式计算的任务。这类问题主要考察了学生对代数式运算法则的理解、应用以及解决实际问题的能力。
通过本专题的学习,要掌握正确解决代数式的运算的思路和方法,能够根据具体问题进行分析和解答。提高代数式计算的准确性的能力。
二、问题探究
问题 1:化简求值: 𝐚−𝟏
÷(𝐚𝟐+𝐚 + 𝟏 ),其中 a= √𝟑 −1.
𝐚𝟐−𝟐𝐚+𝟏
𝐚𝟐−𝟏 𝐚−𝟏
【分析】先计算括号内:对分子分母因式分解,再通分,然后合并化简;再计算除法:将除法变为乘法,约分化简;最后代入求值即可.
【归纳总结】本题考查了分式的化简求值,属于基础题,解题的关键是分解因式,注意不能直接代值,要先化简,再代入求值.
问题 2:把菱形按照如图所示的规律拼图案,其中第①个图案中有 1 个菱形,第②个图案中有 3 个菱形,第③个图案中有 5 个菱形,…,按此规律排列下去,则第⑥个图案中菱形的个数为( )
A.15 B.13 C.11 D.9
【分析】根据第①个图案中菱形的个数:1;第②个图案中菱形的个数:1 + 2 = 3;第③个图案中菱形的个数:1 + 2 × 2 = 5;…第 n 个图案中菱形的个数:1 + 2(n − 1),算出第⑥个图案中菱形个数即可.
【解析】∵第①个图案中菱形的个数:1;第②个图案中菱形的个数:1 + 2 = 3;
第③个图案中菱形的个数:1 + 2 × 2 = 5;
…
第 n 个图案中菱形的个数:1 + 2(𝑛 − 1),
∴则第⑥个图案中菱形的个数为:1 + 2 × (6 − 1) = 11,故 C 正确.故选:C.
【归纳总结】
本题主要考查的是图案的变化,解题的关键是根据已知图案归纳出图案个数的变化规律.
问题 3:若m + n = 10,mn = 5,则m2 + n2的值为 .
【分析】将m2 + n2变形得到(m + n)2 − 2mn,再把m + n = 10,mn = 5代入进行计算求解.
【解析】∵m + n = 10,mn = 5,
∴m2 + n2
= (m + n)2 − 2mn
= 102 − 2 × 5
= 100 − 10
= 90.
故答案为:90.
【归纳总结】本题考查代数式求值,完全平方公式的应用,灵活运用完全平方公式是解答关键,要掌握乘法公式的几种常见变形.
三、小结反思
式的计算这一专题,学生必备知识:整式的运算法则,分式的运算法则,二次根式的运算法则等。会利用这些知识准确进行代数式的运算,能正确识别新运算并会进行计算。这一类关键的问题是法则的熟练程度和运算的准确性。
四、运用与拓展
拓展 1:若 a,b 满足等式𝑎2 − 6𝑎 + 9 + √𝑏 + 1 = 0,则 a2023 b2023= .
(
•
)3
【分析】根据偶次方的非负性、算术平方根的非负性、幂的乘方与积的乘方解决此题.
【解析】解:∵a2﹣6a+9+√𝑏 + 1 =0,
3
∴(a﹣3)2+√𝑏 + 1 =0,
3
∵(a﹣3)2≥0,√𝑏 + 1 ≥0,
3
∴当(a﹣3)2=0,√𝑏 + 1 =0,
3
∴a=3,b= − 1,
3
∴a2023•b2023=(ab)2023=(﹣1)2023=﹣1.故答案为:﹣1.
【归纳总结】
本题主要考查偶次方的非负性、算术平方根的非负性、幂的乘方与积的乘方,熟练掌握偶次方的非负性、算术平方根的非负性、幂的乘方与积的乘方是解决本题的关键.
拓展 2:阅读材料:若一个四位数M的个位数字与十位数字的平方和恰好是M去掉个位与十位数字后得到的两位数,则这个四位数M为“勾股和数”.
例如:M = 2543,∵32 + 42 = 25,∴2543 是“勾股和数”;
又如:M = 4325,∵52 + 22 = 29,29 ≠ 43,∴4325 不是“勾股和数”.解决问题:(1)判断 2022,5055 是否是“勾股和数”,并说明理由;
(2)一个“勾股和数”M的千位数字为a,百位数字为b,十位数字为c,个位数字为d,记G(M) =
c+d,P(M) = |10(a−c)+(b−d)|.当G(M),P(M)均是整数时,求出所有满足条件的M.
9 3
【分析】(1)根据“勾股和数”的定义进行验证即可;
(2)由“勾股和数”的定义可得10a + b = c2 + d2,根据G(M),P(M)均是整数可得c + d = 9, c2 + d2 = 81 − 2cd为 3 的倍数,据此得出符合条件的 c,d 的值,然后即可确定出 M.
【解析】(1)解:2022 不是“勾股和数”,5055 是“勾股和数”;理由:∵22 + 22 = 8,8 ≠ 20,∴1022 不是“勾