内容正文:
浙教版中考数学第一轮专题复习讲义
第一单元 数与式
《第2讲 整式与因式分解》
【知识梳理】
1.整式的有关概念
(1)单项式:由 数 与 字母 或字母与字母相乘组成的代数式叫做单项式,单独的一个数或一个字母也叫单项式.
(2)多项式:由几个单项式 相加 组成的代数式叫做多项式.
(3)整式: 单项式和多项式 统称为整式.
(4)单项式的次数:一个单项式中,所有字母的 指数 的和叫做这个单项式的次数.
(5)单项式的系数:单项式中的 数字因数 叫做这个单项式的系数.
(6)多项式的次数:一个多项式中,次数 最高 的项的次数就是这个多项式的次数.
2.同类项、合并同类项
(1)同类项:多项式中,所含字母 相同 ,并且相同字母的 指数 也相同的项叫做同类项,所有的常数项也看做同类项.
(2)合并同类项:把同类项的 系数 相加,所得结果作为系数,字母和字母的指数 不变 .
3.整式的运算
(1)整式的加减:整式的加减可以归结为 去括号 和 合并同类项 .
(2)正整数指数幂的运算:
①同底数幂相乘:am·an= am+n (m,n都是正整数).
②幂的乘方:(am)n= amn (m,n都是正整数).
③积的乘方:(ab)n= anbn (n是正整数).
④同底数幂相除:am÷an= am-n (a≠0,m,n都是正整数,且m>n).
(3)整式的乘法:
①单项式与多项式相乘:
m(a+b+c)= ma+mb+mc .
②多项式与多项式相乘:
(m+n)(a+b)= ma+mb+na+nb .
(4)整式的除法:
①单项式除以单项式:把系数、同底数幂分别 相除 ,作为商的因式,对于只在被除式里含有的字母,则连同它的指数作为商的一个因式.
②多项式除以单项式:先把这个多项式的 每一项 除以这个单项式,再把所得的商 相加 .
4.常用公式
(1)平方差公式:两数和与这两数差的积等于这两数的平方差,即(a+b)(a-b)= a2-b2 .
(2)完全平方公式:两数和(或差)的平方,等于这两数的平方和加上(或减去)这两数积的2倍,即(a±b)2= a2±2ab+b2 .
(3)常用恒等变形:
①a2+b2=(a+b)2- 2ab =(a-b)2+ 2ab .
②(a-b)2=(a+b)2- 4ab .
5.因式分解的概念及方法
(1)因式分解:一般地,把一个多项式化成几个 整式的积 的形式,叫做因式分解.因式分解和 整式的乘法 有互逆关系,因此,可以用 整式的乘法 运算来检验因式分解的正确性.
(2)公因式:一般地,一个多项式中每一项都含有的 相同 的因式,叫做这个多项式各项的公因式.
(3)提取公因式法:如果一个多项式的各项含有公因式,那么可把该公因式提取出来进行因式分解.这种分解因式的方法,叫做提取公因式法.用字母表示为:
ma+mb+mc= m(a+b+c) .
(4)公式法:
①平方差公式:a2-b2= (a+b)(a-b) .
②完全平方公式:a2+2ab+b2= (a+b)2 ,a2-2ab+b2= (a-b)2 .
(5)二次多项式x2+(p+q)x+pq可以因式分解为 (x+p)(x+q) .
(6)当n是奇数时,(a-b)n= -(b-a)n ;当n是偶数时,(a-b)n=(b-a)n.
【考题探究】
类型一 代数式
【例1】 某地居民生活用水收费标准:每月用水量不超过17立方米,每立方米a元;超过部分每立方米(a+1.2)元.该地区某用户上月用水量为20立方米,则应缴水费为( D )
A.20a元 B.(20a+24)元
C.(17a+3.6)元 D.(20a+3.6)元
【解析】 由题意得,应缴水费为17a+(20-17)(a+1.2)=(20a+3.6)元.
变式1-1 [2024·广安]下列对代数式-3x的意义表述正确的是( C )
A.-3与x的和 B.-3与x的差
C.-3与x的积 D.-3与x的商
变式1-2 [2024·雅安]如图是1个纸杯和若干个叠放在一起的纸杯的示意图(单位:cm),在探究纸杯叠放在一起后的总高度y与杯子数量n的变化规律的活动中,我们可以获得以下数据(字母),请选用适当的字母表示y= h+an .
变式1-2图
①杯子底部到杯沿底边的高h;
②杯口直径d1;
③杯底直径d2;
④杯沿高a.
类型二 整式的有关概念
【例2】 [2024·长春]单项式-2a2b的次数是 3 .
变式2 若单项式3xm+2y与-2x6y是同类项,则m= 4 .
类型三 幂的运算
【例3】 [2024·浙江]下列式子运算正确的是( D )
A.x3+x2=x5 B.x3·x2=x6
C.(x3)2=x9 D.x6÷x2=x4
变式3 [2023·宁波]下列计算正确的是( D )
A.x2+x=x3 B.x6÷x3=x2
C.(x3)4=x7 D.x3·x4=x7
类型四 整式的化简与求值
【例4】[2023·金华]已知x=,求(2x+1)·(2x-1)+x(3-4x)的值.
解:原式=4x2-1+3x-4x2=3x-1.
当x=时,原式=3×-1=0.
变式4-1 [2024·长沙]先化简,再求值:2m-m(m-2)+(m+3)(m-3),其中m=.
解:原式=2m-m2+2m+m2-9=4m-9.
当m=时,原式=4×-9=10-9=1.
变式4-2 [2024·赤峰]已知a2-a-3=0,求代数式(a-2)2+(a-1)(a+3)的值.
解:原式=a2-4a+4+a2+3a-a-3
=2a2-2a+1.
∵a2-a-3=0,
∴a2-a=3.
当a2-a=3时,原式=2(a2-a)+1=2×3+1=6+1=7.
类型五 整式的规律型问题
【例5】 [2023·嘉兴、舟山]观察下面的等式:
32-12=8×1,
52-32=8×2,
72-52=8×3,
92-72=8×4,
…
(1)写出192-172的结果.
(2)按上面的规律归纳出一个一般的结论(用含n的等式表示,n为正整数).
(3)请运用有关知识,推理说明这个结论是正确的.
解:(1)∵17=2×9-1,
∴192-172=8×9=72.
(2)(2n+1)2-(2n-1)2=8n.
(3)∵(2n+1)2-(2n-1)2
=(2n+1+2n-1)(2n+1-2n+1)=4n×2=8n,
∴结论正确.
变式5-1 [2024·云南]在按一定规律排列的代数式:2x,3x2,4x3,5x4,6x5,…中,第n个代数式是( D )
A.2xn B.(n-1)xn
C.nxn+1 D.(n+1)xn
变式5-2 [2024·河北]“铺地锦”是我国古代一种乘法运算方法,可将多位数乘法运算转化为一位数乘法和简单的加法运算.淇淇受其启发,设计了如图1所示的“表格算法”,图1表示132×23,运算结果为3 036.图2表示一个三位数与一个两位数相乘,表格中部分数据被墨迹覆盖,根据图2中现有数据进行推断,正确的是( D )
变式5-2图
A.“20”左边的数是16
B.“20”右边的“□”表示5
C.运算结果小于6 000
D.运算结果可以表示为4 100a+1 025
【解析】 设这个三位数与这个两位数分别为100x+10y+z和10m+n,如答图1,
变式5-2答图1
则由题意,得mz=20,nz=5,ny=2,nx=a,
∴=4,即m=4n,
∴当n=2,y=1时,z=2.5不是正整数,不合题意,舍去.
当n=1,y=2时,m=4,z=5,x=a,如答图2,
变式5-2答图2
∴“20”左边的数是2×4=8,故A不符合题意,
“20”右边的“□”表示4,故B不符合题意,
∴a上面的数应为4a,如答图3,
变式5-2答图3
∴运算结果可以表示为1 000(4a+1)+100a+25=4 100a+1 025,
∴D符合题意.
当a=2时,计算的结果大于6 000,
故C不符合题意.
类型六 因式分解
【例6】 [2024·浙江]因式分解:a2-7a= a(a-7) .
变式6-1 因式分解:
(1)[2023·杭州]4a2-1=( A )
A.(2a-1)(2a+1) B.(a-2)(a+2)
C.(a-4)(a+1) D.(4a-1)(a+1)
(2)x2-2x+1= (x-1)2 .
(3)[2024·北京]x3-25x= x(x+5)(x-5) .
(4)[2024·达州]3x2-18x+27= 3(x-3)2 .
变式6-2 [2024·广西]如果a+b=3,ab=1,那么a3b+2a2b2+ab3的值为( D )
A.0 B.1
C.4 D.9
【解析】 ∵a+b=3,ab=1,
∴a3b+2a2b2+ab3.
=ab(a+b)2
=1×32=9.
类型七 整式的应用
【例7】 [2023·金华]如图是一块矩形菜地ABCD,AB=a(m),AD=b(m),面积为s(m2).现将边AB增加1 m.
(1)如图1,若a=5,边AD减少1 m,得到的矩形面积不变,则b的值是 6 .
(2)如图2,若边AD增加2 m,有且只有一个a的值,使得到的矩形面积为2s(m2),则s的值是 6+4 .
典例7图
【解析】 (1)由题意,得s=(a+1)(b-1)=6(b-1)=5b,解得b=6.
(2)由题意,得(a+1)(b+2)=2s,即ab+2a+b+2=2s.
由s=ab,得b=,
代入上式并整理,得2a2+(2-s)a+s=0.
当Δ=0时,a有两个相等的实数解,
得(2-s)2-4×2×s=0,
解得s1=6+4,s2=6-4(不合题意,舍去).
变式7 [2023·丽水]如图,分别以a,b,m,n为边长作正方形,已知m>n且满足am-bn=2,an+bm=4.
(1)若a=3,b=4,则图1阴影部分的面积为 25 .
(2)若图1阴影部分的面积为3,图2四边形ABCD的面积为5,则图2阴影部分的面积为 .
变式7图
【解析】 (2)由题意,得a2+b2=3,图2中四边形ABCD的面积=(m+n)(m+n)=(m+n)2=5,阴影部分的面积=(m+n)2-m2-n2=mn.
解关于m,n的二元一次方程组
得
则m+n=,mn=,
∴=5,
∴2b2+12ab+18a2=45,
∴16a2+12ab=39,
∴8a2+12ab=39-8a2,
∴mn=.
【课后作业】
1.[2023·河北]代数式-7x的意义可以是( C )
A.-7与x的和 B.-7与x的差
C.-7与x的积 D.-7与x的商
2.[2024·河南]计算()3的结果是( D )
A.a5 B.a6
C.aa+3 D.a3a
3.[2024·安徽]下列计算正确的是( C )
A.a3+a3=a6 B.a6÷a3=a2
C.(-a)2=a2 D.=a
4.[2024·云南]分解因式:a3-9a=( A )
A.a(a-3)(a+3) B.a(a2+9)
C.(a-3)(a+3) D.a2(a-9)
5.[2024·河北]若a,b是正整数,且满足,则a与b的关系正确的是( A )
A.a+3=8b B.3a=8b
C.a+3=b8 D.3a=8+b
6.[2023·随州]如图1,有边长分别为a和b(a>b)的A类和B类正方形纸片、长为a、宽为b的C类矩形纸片若干张,要拼一个边长为a+b的正方形(如图2所示),则需要1张A类纸片、1张B类纸片和2张C类纸片.若要拼一个长为3a+b、宽为2a+2b的矩形,则需要C类纸片的张数为( C )
第6题图
A.6 B.7
C.8 D.9
【解析】 ∵(3a+b)(2a+2b)=6a2+6ab+2ab+2b2=6a2+8ab+2b2,
∴若要拼一个长为3a+b、宽为2a+2b的矩形,则需要C类纸片的张数为8.
7.已知(a+b)2=49,a2+b2=25,则ab=( C )
A.24 B.48
C.12 D.2
【解析】 ∵(a+b)2=a2+2ab+b2=49,a2+b2=25,
∴2ab=(a+b)2-(a2+b2)=24,∴ab=12.
8.[2024·德阳]若一个多项式加上y2+3xy-4,结果是3xy+2y2-5,则这个多项式为 y2-1 .
9.[2024·苏州]若a=b+2,则(b-a)2= 4 .
【解析】 ∵a=b+2,∴b-a=-2,
∴(b-a)2=(-2)2=4.
10.因式分解:(1)[2024·吉林改编]a2-4a= a(a-4) .
(2)[2024·宜宾]2a2-2= 2(a+1)(a-1) .
(3)[2024·扬州改编]x2y-2xy+y= y(x-1)2 .
(4)[2024·威海](x+2)(x+4)+1= (x+3)2 .
11.[2024·湖州模拟]古希腊一位庄园主把一边长为a米(a>4)的正方形土地租给老农,第二年他对老农说:“我把这块地的一边增加4米,相邻的一边减少4米,变成长方形土地继续租给你,租金不变.”后来老农发现收益减少,感觉吃亏了.聪明的你帮老农算出土地面积其实减少了 16 平方米.
【解析】 ∵a2-(a+4)(a-4)
=a2-(a2-16)
=16(平方米),
∴土地面积其实减少了16平方米.
12.[2024·广安]若x2-2x-3=0,则2x2-4x+1= 7 .
13.若3x2mym与x4-nyn-1是同类项,则m+n= 3 .
【解析】 ∵3x2mym与x4-nyn-1是同类项,
∴解得
∴m+n=1+2=3.
14.[2023·凉山州]已知y2-my+1是完全平方式,则m的值是 ±2 .
【解析】 ∵y2-my+1是完全平方式,y2-2y+1=(y-1)2,y2-(-2)y+1=(y+1)2,
∴-m=-2或-m=2,∴m=±2.
15.化简:
(1)[2024·重庆A卷]x(x-2y)+(x+y)2.
解:原式=x2-2xy+x2+2xy+y2
=2x2+y2.
(2)[2023·山西]x(x+2)+(x+1)2-4x.
解:原式=x2+2x+x2+2x+1-4x
=2x2+1.
16.先化简,再求值:
(1)[2024·南充](x+2)2-(x3+3x)÷x,其中x=-2.
解:原式=(x2+4x+4)-(x2+3)
=x2+4x+4-x2-3
=4x+1.
当x=-2时,原式=4×(-2)+1=-7.
(2)[2024·包头](x+1)2-2(x+1),其中x=2.
解:原式=x2+2x+1-2x-2=x2-1.
当x=2时,原式=8-1=7.
17.[2024·浙江模拟]若a=2-b,ab=t-1,求(a2-1)(b2-1)的最小值.
解:∵a=2-b,
∴a+b=2,
∴(a2-1)(b2-1)
=a2b2-a2-b2+1
=a2b2-(a2+b2)+1
=(ab)2-(a+b)2+2ab+1
=(t-1)2-22+2(t-1)+1
=t2-2t+1-4+2t-2+1
=t2-4.
∵t2≥0,
∴t2-4≥-4,
∴(a2-1)(b2-1)的最小值为-4.
18.[2023·河北]现有甲、乙、丙三种矩形卡片各若干张,卡片的边长如图1所示(a>1).某同学分别用6张卡片拼出了两个矩形(不重叠、无缝隙),如图2和图3,其面积分别为S1,S2.
第18题图
(1)请用含a的代数式分别表示S1,S2,当a=2时,求S1+S2的值.
(2)比较S1与S2的大小,并说明理由.
解:(1)由图可知S1=(a+2)(a+1)=a2+3a+2,S2=(5a+1)×1=5a+1.
当a=2时,S1+S2=4+3×2+2+5×2+1=23.
(2)S1>S2.理由如下:
∵S1-S2=a2+3a+2-5a-1=a2-2a+1=(a-1)2,a>1,
∴(a-1)2>0,
∴S1>S2.
19.观察以下等式:
第1个等式:(2×1+1)2=(2×2+1)2-(2×2)2,
第2个等式:(2×2+1)2=(3×4+1)2-(3×4)2,
第3个等式:(2×3+1)2=(4×6+1)2-(4×6)2,
第4个等式:(2×4+1)2=(5×8+1)2-(5×8)2,
……
按照以上规律,解决下列问题:
(1)写出第5个等式: (2×5+1)2=(6×10+1)2-(6×10)2 .
(2)写出你猜想的第n个等式(用含n的式子表示),并证明.
解:(2)第n个等式为(2n+1)2=[(n+1)×2n+1]2-[(n+1)×2n]2.证明如下:
左边=4n2+4n+1,
右边=[(n+1)×2n]2+2×(n+1)×2n+12-[(n+1)×2n]2
=4n2+4n+1,
∴左边=右边.
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