内容正文:
第一章 整式的乘除 (B卷·培优卷)
(考试时间:120分钟 试卷满分:150分)
A卷(共100分)
第Ⅰ卷(选择题,共32分)
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列各题能用同底数幂乘法法用进行计算的是( )
A. B.
C. D.
2.若,则( )
A. B.3 C.1 D.4
3.若是一个完全平方式,则m的值应为( )
A. B.8 C. D.16
4.三个连续的正整数,中间的数为,则它们的积为( )
A. B. C. D.
5.若是完全平方式;是完全平方式,则和的值分别是( )
A., B.,
C., D.,
6.若,为有理数,且,则( )
A. B. C.8 D.16
7.已知两块边长都为的大正方形,两块边长都为的小正方形和五块长、宽分别是,的小长方形,按如图所示的方式正好不重叠地拼成一个大长方形.已知拼成的大长方形周长为,四个正方形的面积之和为,则每块小长方形的面积为( )
A. B. C. D.
8.有n个依次排列的整式,第1项是,用第1项乘以,所得之积记为,将第1项加上得到第2项,再将第2项乘以得到,将第2项加得到第3项,再将第3项乘以得到,以此类推;某数学兴趣小组对此展开研究,得到4个结论:
①第5项为;②;③若第2023项的值为0,则,;④当时,第m项的值为.以上结论正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
第Ⅱ卷(非选择题,共68分)
二、填空题(本大题共5个小题,每小题4分,共20分,答案写在答题卡上)
9.已知,则代数式的值为 .
10.已知,则 .
11.的展开式中不含项和常数项,则 ;
12.若,且,则 .
13.设实数满足,若,则的值是 .
三、解答题(本大题共5个小题,共48分,解答过程写在答题卡上)
14.先化简,再求值:
(1),其中.
(2),其中,.
15.已知,代数式.
(1)化简代数式A;
(2)若是一个完全平方式,求A的值.
16.阅读:若x满足,求的值.
解:设,,
则,
,
所以
请仿照上例解决下面的问题:
(1)若x满足,求的值.
(2)若x满足,求的值.
(3)如图,正方形的边长为x,,,长方形的面积是1000,四边形与都是正方形,四边形是长方形,求图中阴影部分的面积之和(结果必须是一个具体数值).
17.数和形是数学研究客观物体的两个方面,数(代数)侧重研究物体数量方面,具有精确性,形(几何)侧重研究物体形的方面,具有直观性.“以形释数”是利用数形结合思想解决代数问题的一种体现,利用几何直观的等面积法获取结论,在解决整式运算问题时经常运用.如图11甲有三种纸片,种纸片是边长为的正方形,种纸片是边长为的正方形,种纸片是长为、宽为的长方形,老师用种纸片一张、种纸片一张、种纸片两张拼成如图乙的大正方形.
(1)请用两种不同的方法表示图乙中大正方形的面积(注:均用含a,b的代数式表示),
方法1:______,方法2:______,由上可写出一个数学公式:______;
(2)根据数学公式,解决问题:已知,,求的值.
18.通过小学的学习,我们知道:周长一定的长方形中,正方形的面积最大.此结论可以利用图形的割补加以说明.
(1)【方法理解】
已知长方形的周长是12,设长方形的一边长是,则相邻一边长是.
①当时,如图1,将此长方形进行如下割补.如图2,长方形的一边长是,相邻一边长是______.如图3,将长方形割补到长方形的右侧,阴影部分是一个边长为______的正方形(以上两空,均用含的代数式表示).通过上述割补,图1中长方形的面积可以看成图3中两个正方形的面积之差,所以代数式、、满足的等量关系是______;
②当时,类似上述过程进行割补;
③当时,该长方形即为正方形;
综上分析,周长是12的长方形的最大面积是______;
(2)【方法迁移】
当时,仿照上述割补过程,求代数式的最大值.
B卷(共50分)
一、填空题(本大题共5个小題,每小題4分,共20分,答案写在答题卡上)
19.已知单项式与的和仍然是单项式,那么 .
20.已知是一个完全平方式,则 .
21.已知,,,则的值是 .
22.已知,则的值为 .
23.如果一个正整数能表示为两个正整数的平方差,那么称这个正整数为“智慧数”.例如,,16就是一个智慧数.在正整数中,从1开始,第2021个智慧数是 .
二、解答题(本大题共3个小题,共30分,解答过程写在答题卡上)
24.(新情境)如图,将图①中的正方形(阴影部分)沿图中虚线用剪刀平均分成四块小正方形,然后拼成图②所示的大正方形.
(1)用含的代数式表示图①,图②中阴影部分的面积;
(2)根据(1)中得到的结果,我们可以验证一个等式:___________;
(3)已知,求的值;
(4)若,求的值.
25.长方形窗户(如图1),是由上下两个长方形(长方形和长方形)的小窗户组成,在这两个小窗户上各安装了一个可以朝水平方向拉伸的遮阳帘,这两个遮阳帘的高度分别是a和(即,),其中.当遮阳帘没有拉伸时(如图1),若窗框的面积不计,则窗户的透光面积就是整个长方形窗户(即长方形)的面积.如图2,上面窗户的遮阳帘水平向右拉伸至.当下面窗户
的遮阳帘水平向左拉伸时,恰好与在同一直线上(即点G、H、P在同一直线上).
(1)求长方形窗户的总面积;(用含a、b的代数式表示)
(2)如果上面窗户的遮阳帘拉伸至,下面窗户的遮阳帘拉伸至处时,窗户的透光面积恰好为长方形窗户面积的一半,求.
26.阅读:在计算的过程中,我们可以先从简单的、特殊的情形入手,再到复杂的、一般的问题,通过观察、归纳、总结,形成解决一类问题的一般方法,数学中把这样的过程叫做特殊到一般.如下所示:
【观察】
【归纳】;
【应用】计算
解:令,,
则
结合上述材料,完成下列问题:
(1)证明等式:;
(2)应用(1)中所证明等式,计算;
(3)若多项式,满足,,用一个含,的式子表示出,之间的数量关系.
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第一章 整式的乘除 (B卷·培优卷)
(考试时间:120分钟 试卷满分:150分)
A卷(共100分)
第Ⅰ卷(选择题,共32分)
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列各题能用同底数幂乘法法用进行计算的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了同底数幂的乘法,根据同底数幂的乘法的法则进行分析即可,熟练掌握同底数幂的乘法法则并能灵活运用是解决此题的关键.
【详解】解:A、的底数不一样,不能用同底数幂的乘法的法则运算,故A不符合题意;
B、,底数一样,能用同底数幂的乘法的法则运算,故B符合题意;
C、只能用合并同类项的法则运算,故C不符合题意;
D、,底数不一样,不能用同底数幂的乘法的法则运算,故D不符合题意;
故选:B.
2.若,则( )
A. B.3 C.1 D.4
【答案】D
【分析】本题考查完全平方公式的应用,代数式求值等知识,熟练掌握完全平方公式的应用是解题关键.将式子配方成,根据平方的非负性可得可得x、y的值,代入计算即可.
【详解】解:∵,
∴,即,
∴,,
∴,,
∴.
故选:D.
3.若是一个完全平方式,则m的值应为( )
A. B.8 C. D.16
【答案】C
【分析】本题考查了完全平方公式“”,熟记完全平方公式是解题关键.根据完全平方公式可得,由此即可得.
【详解】解:∵是一个完全平方式,
∴,
∴,
∴,
故选:C.
4.三个连续的正整数,中间的数为,则它们的积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了整式的运算,解题关键是根据题意列出算式,准确进行计算.
【详解】解:三个连续的正整数,中间的数为,则它们的积为,
故选:D.
5.若是完全平方式;是完全平方式,则和的值分别是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【详解】解:是完全平方式,解得,
是完全平方式,
有,
故选:D.
6.若,为有理数,且,则( )
A. B. C.8 D.16
【答案】B
【分析】本题主要考查了完全平方公式的应用、代数式求值等知识,利用完全平方公式确定的值是解题关键.由,可化为两个完全平方的形式,根据非负数相加等于0,所以各个非负数都为0确定的值,然后代入求值即可.
【详解】解:∵,
整理可得,
∴,
∴,解得,
∴.
故选:B.
7.已知两块边长都为的大正方形,两块边长都为的小正方形和五块长、宽分别是,的小长方形,按如图所示的方式正好不重叠地拼成一个大长方形.已知拼成的大长方形周长为,四个正方形的面积之和为,则每块小长方形的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了完全平方公式的的变形求值,掌握是解题的关键.
根据拼成的大长方形周长为,四个正方形的面积之和为,得到,,根据完全平方公式求出ab的值即可.
【详解】解:大长方形周长为,
,
,
四个正方形的面积之和为,
,
,
,
,
,
故选:C.
8.有n个依次排列的整式,第1项是,用第1项乘以,所得之积记为,将第1项加上得到第2项,再将第2项乘以得到,将第2项加得到第3项,再将第3项乘以得到,以此类推;某数学兴趣小组对此展开研究,得到4个结论:
①第5项为;②;③若第2023项的值为0,则,;④当时,第m项的值为.以上结论正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】本题考查了整式的混合运算,定义新运算,理解新运算的计算方法,掌握整式的混合运算法则是解题的关键.
根据材料提示,分别算出第1项,,第2项,,第3项,,由此找出规律,可判定①②;根据计算可得第2023项为,可得,,可判定③;第(为正整数)项为,根据整式的混合运算可得,即,把代入可判定④;由此即可求解.
【详解】解:第1项,,则,
第2项,,则,
第3项,,则,
∴第4项为,,
第5项为,,故①正确;
∴,故②正确;
∴第2023项为,则,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
当时,;当时,,故③错误;
根据上述计算可知,第(为正整数)项为,
令,则,
∴,
解得,,即,
∴当时,,故④正确;
综上所述,正确的有①②④,共3个,
故选:C .
第Ⅱ卷(非选择题,共68分)
二、填空题(本大题共5个小题,每小题4分,共20分,答案写在答题卡上)
9.已知,则代数式的值为 .
【答案】
【分析】本题考查代数式的运算,先化简所求的式子,再将变形得,最后整体代入求值即可.
【详解】解:
,
∵,
∴,
∴原式,
故答案为:.
10.已知,则 .
【答案】10
【分析】本题考查了利用完全平方公式变形求值,熟练掌握完全平方公式是解题关键.将已知等式利用完全平方公式变形可得,由此即可得.
【详解】解:∵①,,
∴②,
由②①得:,
∴,
故答案为:10.
11.的展开式中不含项和常数项,则 ;
【答案】
【分析】本题主要考查了无关型问题.熟练掌握多项式相乘法则合并同类项法则,代数式求值,是解题的关键.
用多项式乘多项式法则展开,合并同类项,根据不含项和常数项,令项系数和常数项都为0,解方程求出a、b的值,代入计算即得.
【详解】∵
中不含项和常数项,
∴,,
∴,
∴.
故答案为:.
12.若,且,则 .
【答案】
【分析】本题考查了整式的乘法、完全平方公式,根据完全平方公式对目标式变形是解题的关键.
由题意可得出的值,然后把代数式变形成含有和的式子即可.
【详解】解:,
∵,
∴,
∴,
即.
∵,
将,代入,
∴.
故答案为:.
13.设实数满足,若,则的值是 .
【答案】
【分析】本题考查的是因式分解的应用,熟练掌握换元法是解题的关键.利用换元法,由已知可得,代入进行降次计算可得,进而可得:,,,,再代入计算即可.
【详解】解:∵,
∴,
,
又∵,
∴
,
,,,
,
故答案为:.
三、解答题(本大题共5个小题,共48分,解答过程写在答题卡上)
14.先化简,再求值:
(1),其中.
(2),其中,.
【答案】(1),;
(2),.
【分析】本题考查了整式的混合运算和求值,解决本题的关键是根据乘法公式把各部分展开,然后再根据合并同类项的法则合并同类项,把字母的值代入化简后的代数式中计算求值.
首先根据完全平方公式和平方差公式把各部分展开,得到:原式,然后再根据合并同类项的法则合并同类项,可得:原式,把的值代入化简后的代数式计算求值;
首先根据完全平方公式和平方差公式把各部分展开,得到:原式,把括号里面的部分合并同类项,可得:原式,再根据多项式除以单项式的法则计算出结果,把,代入化简后的代数式计算求值.
【详解】(1)解:
,
当时,
原式;
(2)解:
.
当,时,
原式.
15.已知,代数式.
(1)化简代数式A;
(2)若是一个完全平方式,求A的值.
【答案】(1)
(2).
【分析】本题主要考查了乘法公式,熟练掌握完全平方公式,平方差公式,整式的加减,是解题关键.
(1)根据完全平方公式,平方差公式,去括号,合并即得;
(2)根据完全平方式特征,知,得,代入A即可求解.
【详解】(1)解:
;
(2)解:是一个完全平方式,
,
,
.
16.阅读:若x满足,求的值.
解:设,,
则,
,
所以
请仿照上例解决下面的问题:
(1)若x满足,求的值.
(2)若x满足,求的值.
(3)如图,正方形的边长为x,,,长方形的面积是1000,四边形与都是正方形,四边形是长方形,求图中阴影部分的面积之和(结果必须是一个具体数值).
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】本题考查了通过对完全平方公式变形求值,熟练掌握通过对完全平方公式变形求值的方法和技巧是解题的关键:完全平方公式的变形在解题中的应用——首先必须做到心中牢记公式的“模型”,在此前提下认真地对具体题目进行观察,想方设法通过调整项的位置和添括号等变形技巧,把式子凑成公式的“模型”,然后就可以应用公式进行计算了.
(1)设,,则可得,,将原式进行变形可得:原式,然后将和的值代入即可求出原式的值;
(2)设,,则可得,,将原式进行变形可得:原式,然后将和的值代入即可求出原式的值;
(3)由正方形的边长为x可得,进而可得,,设,,则可得,由长方形的面积是可得,由四边形与都是正方形可得:阴影部分的面积之和,然后将和的值代入即可求出阴影部分的面积之和.
【详解】(1)解:设,,
则,
,
;
(2)解:设,,
则,
,
;
(3)解:正方形的边长为x,
,
,,
,,
设,,
,
长方形的面积是,
,
四边形与都是正方形,
阴影部分的面积之和.
17.数和形是数学研究客观物体的两个方面,数(代数)侧重研究物体数量方面,具有精确性,形(几何)侧重研究物体形的方面,具有直观性.“以形释数”是利用数形结合思想解决代数问题的一种体现,利用几何直观的等面积法获取结论,在解决整式运算问题时经常运用.如图11甲有三种纸片,种纸片是边长为的正方形,种纸片是边长为的正方形,种纸片是长为、宽为的长方形,老师用种纸片一张、种纸片一张、种纸片两张拼成如图乙的大正方形.
(1)请用两种不同的方法表示图乙中大正方形的面积(注:均用含a,b的代数式表示),
方法1:______,
方法2:______,
由上可写出一个数学公式:______;
(2)根据数学公式,解决问题:
已知,,求的值.
【答案】(1),,
(2)
【分析】本题考查完全平方公式的几何背景,掌握完全平方公式的结构特征是正确应用的前提,用不同方法表示同一个图形的面积是得出等量关系的关键;
(1)方法一,直接利用正方形的面积公式可得结果,方法二,大正方形的面积等于部分面积和,表示个部分面积,即可求解;
(2)利用完全平方公式得出,把,,代入,求得的值,即可求解;
【详解】(1)方法一,直接利用正方形的面积公式可得图的面积为;
方法二,根据个部分面积和,可得,
由上可写出一个数学公式:;
故答案为:,,;
(2)解:由(1)得,
,,
,
,
;
18.通过小学的学习,我们知道:周长一定的长方形中,正方形的面积最大.此结论可以利用图形的割补加以说明.
(1)【方法理解】
已知长方形的周长是12,设长方形的一边长是,则相邻一边长是.
①当时,如图1,将此长方形进行如下割补.如图2,长方形的一边长是,相邻一边长是______.如图3,将长方形割补到长方形的右侧,阴影部分是一个边长为______的正方形(以上两空,均用含的代数式表示).通过上述割补,图1中长方形的面积可以看成图3中两个正方形的面积之差,所以代数式、、满足的等量关系是______;
②当时,类似上述过程进行割补;
③当时,该长方形即为正方形;
综上分析,周长是12的长方形的最大面积是______;
(2)【方法迁移】
当时,仿照上述割补过程,求代数式的最大值.
【答案】(1);;;9;(2)见解析,32
【分析】本题考查了多项式乘多项式与图形面积,因式分解的应用,理解材料的用意及数形结合是解题的关键.
(1)根据图形面积的求法整理算式即可得到答案;
(2)先将代数式化为,根据题中图形面积的求法画出相应的图形,求出的最大值,进而求出的最大值.
【详解】(1)解:如图2,长方形的一边长是,相邻一边长为,
如图3,阴影部分是一个边长为的正方形,长方形、和阴影部分组成一个边长为3的正方形,
-,
当时,用类似上述过程进行割补,可以得到-,
综上分析,周长是12的长方形的最大面积是9.
故答案为:;;;9;
(2)解:依题意有,
当时,如图,阴影部分是边长为的正方形,
,
当时,如图,阴影部分是边长为的正方形,
,
当时,该长方形为边长是4的正方形,
边长是和的长方形的最大面积是16,
的最大值为.
B卷(共50分)
一、填空题(本大题共5个小題,每小題4分,共20分,答案写在答题卡上)
19.已知单项式与的和仍然是单项式,那么 .
【答案】
【分析】本题主要考查了同类项的定义,负整数指数幂的计算,根据同类项的定义求出,,然后代入,计算负整数指数幂即可.
【详解】解:∵单项式与单项式的和仍然是单项式,
∴单项式与单项式是同类项,
∴,
∴
故答案为:.
20.已知是一个完全平方式,则 .
【答案】
【分析】本题主要考查了完全平方式.熟练掌握完全平方公式,根据平方项确定出这两个数是解题的关键.根据平方项确定出这两个数,再根据完全平方公式列式进行计算,即可确定k的值.
【详解】∵是一个完全平方式,
∴,
∴.
故答案为:.
21.已知,,,则的值是 .
【答案】
【分析】本题考查了完全平方公式的应用,根据题意可得,,,结合已知可得,代入计算即可.
【详解】解:,,
,
所以原式
,
故答案为:.
22.已知,则的值为 .
【答案】
【分析】本题考查多项式乘多项式,完全平方公式,非负数的性质,代数式求值.将等式进行恰当的变形,从而求出a和b的关系是解题关键.根据多项式乘多项式法则,结合完全平方公式可将等式变形为,再根据平方的非负性即得出,,从而可得出,,最后将所求式子变形为,再代入求值即可.
【详解】解:∵,
∴,
∴,
∴.
∵,,
∴,,
∴,,
∴.
故答案为:.
23.如果一个正整数能表示为两个正整数的平方差,那么称这个正整数为“智慧数”.例如,,16就是一个智慧数.在正整数中,从1开始,第2021个智慧数是 .
【答案】2697
【分析】本题考查了平方差公式,利用平方差公式探究出规律是解题的关键.
从1开始的正整数依次每4个分成一组,除第一组有1个智慧数外,其余各组都有3个智慧数,而且每组中第二个不是智慧数.
【详解】解:设是正整数,
由于,
所以,除1外,所有奇数都是智慧数;
又因为,
所以,除4外,所有能被4整除的偶数都是智慧数;
被4除余2的正整数都不是智慧数.
从1开始的正整数依次每4个分成一组,除第一组有1个智慧数外,其余各组都有3个智慧数,而且每组中第二个不是智慧数.
,
是第675组的第一个数,
即:.
故答案为:2697.
二、解答题(本大题共3个小题,共30分,解答过程写在答题卡上)
24.(新情境)如图,将图①中的正方形(阴影部分)沿图中虚线用剪刀平均分成四块小正方形,然后拼成图②所示的大正方形.
(1)用含的代数式表示图①,图②中阴影部分的面积;
(2)根据(1)中得到的结果,我们可以验证一个等式:___________;
(3)已知,求的值;
(4)若,求的值.
【答案】(1)图①:;图②:
(2)
(3)7
(4)22
【分析】本题主要考查了完全平方公式的几何证明,完全平方公式的变形求值,解题的关键是熟练掌握完全平方公式.
(1)根据正方形面积公式表示出图①中正方形的面积即可;用大正方形的面积减去两个长方形的面积得出答案即可;
(2)根据两个图中阴影部分面积相等,即可得出答案;
(3)根据完全平方公式,进行变形求值即可;
(4)根据,,求出,根据,即可得出答案.
【详解】(1)解:图①中正方形的边长为,则面积为;图②中正方形的面积为:;
(2)解:∵图中两个阴影部分的面积相等,
∴;
(3)解:∵,
∴,
∴.
(4)解:∵,,
∴
,
∵
,
∴.
25.长方形窗户(如图1),是由上下两个长方形(长方形和长方形)的小窗户组成,在这两个小窗户上各安装了一个可以朝水平方向拉伸的遮阳帘,这两个遮阳帘的高度分别是a和(即,),其中.当遮阳帘没有拉伸时(如图1),若窗框的面积不计,则窗户的透光面积就是整个长方形窗户(即长方形)的面积.如图2,上面窗户的遮阳帘水平向右拉伸至.当下面窗户
的遮阳帘水平向左拉伸时,恰好与在同一直线上(即点G、H、P在同一直线上).
(1)求长方形窗户的总面积;(用含a、b的代数式表示)
(2)如果上面窗户的遮阳帘拉伸至,下面窗户的遮阳帘拉伸至处时,窗户的透光面积恰好为长方形窗户面积的一半,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)先将长方形的长和宽表示出来,再根据长方形面积公式,即可求解;
(3)求出透光部分的面积,再根据窗户的透光面积恰好为长方形窗户面积的一半,得出等式,即可求出的值.
本题主要考查了整式的混合运算,解题的关键是正确理解题意,根据图形列出式子进行计算,熟练掌握整式混合运算的运算顺序和运算法则是解题的关键.
【详解】(1)解:由题知:,,,,
,,
,
∴长方形窗户的总面积为.
(2)解:根据题意可得,
,
,
,
,
∴
.
,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
26.阅读:在计算的过程中,我们可以先从简单的、特殊的情形入手,再到复杂的、一般的问题,通过观察、归纳、总结,形成解决一类问题的一般方法,数学中把这样的过程叫做特殊到一般.如下所示:
【观察】
【归纳】;
【应用】计算
解:令,,
则
结合上述材料,完成下列问题:
(1)证明等式:;
(2)应用(1)中所证明等式,计算;
(3)若多项式,满足,,用一个含,的式子表示出,之间的数量关系.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)
【分析】本题考查了数字类规律探究;
(1)观察等式找到规律,根据规律即可求解;
(2)根据(1)的结论,令,,代入,即可求解;
(3)分别表示出,观察式子,即可求解.
【详解】(1)解:
……
∴
(2)计算
解:令,,
则
(3)解:∵
∴
当时,
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