内容正文:
专题3.3 乘法公式
· 典例分析
【典例1】阅读材料:若满足,求的值.
解:设,,则,,
∴
请仿照上面的方法求解下列问题:
(1)若满足,求的值.
(2),求.
(3)已知正方形的边长为,,分别是、上的点,且,,长方形的面积是15,分别以,为边长作正方形,求阴影部分的面积.
【思路点拨】
(1)设,,则可得出,根据代入计算即可得出答案;
(2)设,,则可得出,由,可计算出的值,则代入计算即可得出答案;
(3)根据题意可得,,,由已知条件可得,阴影部分的面积为大正方形面积减去小正方形的面积,可得,设,,则可得出,由,即可算出的值,由代入计算即可得出答案.
【解题过程】
(1)解:(1)设,,
则,
;
(2)解:设,,
则,
,
,
,
;
(3)解:根据题意可得,,,
,
,
设,,
则,
,
,
.
· 学霸必刷
1.(24-25八年级上·河南驻马店·期中)如果是一个完全平方式,那么的值是( )
A.5 B. C.7 D.5或
2.(2024八年级·全国·竞赛)若与互为相反数,则的值为( )
A.2 B.6 C.8 D.64
3.(24-25八年级上·江苏南通·阶段练习)已知,则代数式的值可能是( )
A. B. C. D.
4.(24-25六年级上·上海·期中)设,,,若,则的值是( ).
A.16 B.12 C.8 D.4
5.(2024八年级上·全国·专题练习)已知,,那么的值是( )
A.6 B.8 C.20 D.34
6.(24-25八年级上·北京·期中)已知实数a,b满足,则的值是( )
A.65 B.105 C.115 D.2025
7.(24-25八年级上·江苏南通·阶段练习)已知实数满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
8.(23-24七年级下·重庆北碚·期中)的个位数字为( )
A.1 B.3 C.7 D.9
9.(24-25八年级上·广东广州·期中)观察下列几个算式:①;②;③;④,……,结合你观察到的规律判断的计算结果的末位数字为( )
A.1 B.3 C.5 D.7
10.(23-24八年级上·四川眉山·期中)观察下列各式:
;
;
;
…
根据规律计算: 的值是( )
A. B. C.
11.(23-24八年级上·河北石家庄·期末)有个依次排列的整式:第1个整式是,第2个整式是,用第2个整式减去第1个整式,所得之差记为,记;将第2个整式与相加作为第3个整式,记,将第3个整式与相加记为第4个整式,以此类推,某数学兴趣小组对此展开研究,将得到四个结论:①;②当时,第3个整式的值为25;③若第5个整式与第4个整式之差为15,则;④第2024个整式为;⑤当时,;以上正确的结论有( )个.
A.1 B.2 C.3 D.4
12.(23-24八年级上·江苏南通·阶段练习)已知、、、均为常数,、均为非零常数,若有两个整式
,.下列结论中,正确的有( )
①当为关于x的三次三项式时,则;
②当多项式乘积不含时,则;
③;
④当能被整除时,;
⑤若或时,无论和取何值,值总相等,则.
A.①③⑤ B.①③④ C.③④⑤ D.①③④⑤
13.(23-24七年级下·重庆北碚·期中)关于的整式与,令,,下列说法正确的有( )个.
①若是关于的二次整式,则的值共有3种不同的可能;
②若,,为整式,则中除常数项外其余各项系数和为;
③若,,,,,,则的最小值为;
④若,,,,令,,且,,则共有项.
A.1 B.2 C.3 D.4
14.(23-24七年级下·重庆·期末)在整式,,前添加“”或“”,先求和,再求和的绝对值的操作,称为“优绝对值”操作,将操作后的化简结果记为M.例如: ,则,当时,M的化简求值结果为:.下列说法正确的个数为( )
①至少存在一种“优绝对值”操作,使得操作后的化简结果为常数;
②把所有可能的“优绝对值”操作后的式子化简,共有8种不同的结果;
③在所有可能的“优绝对值”操作中,若操作后的化简求值的结果为17,则满足条件的a有且只有一个,此时.
A.0 B.1 C.2 D.3
15.(2024七年级·全国·竞赛)若,,且,则 .
16.(23-24七年级下·重庆北碚·期末)已知,满足,则 .
17.(2025七年级下·全国·专题练习)已知,则的值为 .
18.(24-25八年级上·江苏南通·期中)若,则的值为 .
19.(24-25七年级上·上海·阶段练习)已知,那么 .
20.(23-24七年级下·四川成都·期中)已知实数x,y满足,则的最大值与最小值的和为 .
21.(24-25七年级上·上海·期中)请同学运用计算,解决问题:已知x、y、z满足,求的最大值是 .
22.(23-24七年级下·四川成都·期中)设被除的余数等于,而被除的余数等于,则 .
23.(2024七年级下·全国·专题练习)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 .
24.(23-24八年级上·湖北武汉·期末)已知,下列结论:①;②;③;④,其中正确的有 .(请填写序号)
25.(23-24八年级下·浙江杭州·期中)有三张正方形纸片A,B,C,它们的边长分别为a,b,c,将三张纸片按图1,图2两种不同方式放置于同一长方形中,记图1中阴影部分周长为,面积为,图2中阴影部分周长为,面积为,若,则的值为 .
26.(23-24七年级下·浙江金华·阶段练习)“幻方”最早记载于春秋时期的《大戴礼记》中,现将不重复的数字填入如图所示的“幻方”中,使得每个圆圈上的四个数字的和都等于,若每个圆圈上的四个数字的平方和分别记、、,且.如果将交点处的三个圆圈填入的数字分别记作为、、,则 ; .
27.(23-24八年级上·新疆乌鲁木齐·期末)从边长为的正方形减掉一个边长为的正方形(如图1),然后将剩余部分拼成一个长方形(如图2).
(1)上述过程能验证的等式是_________;
(2)若,求的值;
(3).
28.(24-25八年级上·广东广州·期末)如图,从边长为的正方形中剪去一个边长为的正方形.
(1)若,,求的值;
(2)请根据图中阴影部分面积验证平方差公式;
(3)计算:.
29.(24-25八年级上·广东韶关·期末)【背景阅读】在数学的学习中,我们经常可以利用图形的面积关系理解代数公式,使抽象的数量关系直观化.
【问题解决】
(1)填空:根据图1所示图形的面积关系,可以写出的一个乘法公式是_____________;
(2)如果图2中阴影部分的面积为25,一个小长方形的面积为14,求的值;
【拓展应用】
(3)如图3,有两个正方形A,B,现将放在的内部得到图甲,将A,B并列放置后构造新的正方形得到图乙.设正方形的边长为,正方形的边长为,且图甲和图乙中阴影部分的面积分别为4和30.现将三个正方形和两个正方形如图丙摆放,求图丙中阴影部分的面积.
30.(23-24八年级上·河南南阳·阶段练习)对于任意四个有理数,可以组成两个有理数对与,我们规定:.例如:.
(1)若是一个完全平方式,求常数的值;
(2)若,且,求的值;
(3)在(2)的条件下,将长方形及长方形按照如图方式放置,其中点分别在边上,连接,若,,,,求图中阴影部分的面积.
31.(23-24八年级上·江苏淮安·开学考试)【知识生成】
【知识生成】我们已经知道,通过计算几何图形的面积可以表示一些代数恒等式.例如图1可以得到,基于此,请解答下列问题:
【直接应用】(1)若,,求的值;
【类比应用】(2)填空:①若,则 ;
②若,则 ;
【知识迁移】(3)两块全等的特制直角三角板如图2所示放置,其中,,在一直线上,连接,.若,,求一块直角三角板的面积.
32.(24-25八年级上·北京·期中)如图1是一个长为、宽为的长方形,沿图中虚线用剪刀均匀分成四块小长方形,然后按图2形状拼成一个正方形.
(1)请分别用两种不同的方法表示图2中阴影部分的面积:方法一:______;方法二:______;
(2)观察图2,直接写出代数式,,之间的关系:_______
(3)利用(2)的结论,尝试解决以下问题:
①已知,,则的值为______;
②已知:,求的值;
(4)两个正方形如图3摆放,边长分别为x,y,若,,求图中阴影部分面积和.
33.(23-24七年级下·河北石家庄·期中)数学活动课上,老师准备了图1中三种不同大小的正方形与长方形卡片如图1依次记、、三类,拼成了一个如图2所示的正方形.
(1)请用两种不同的方法表示图2中阴影部分的面积和.
方法1: ;
方法2: .
(2)请直接写出三个代数式:, ,之间的一个等量关系 .
(3)若要拼出一个面积为的矩形,则需要类卡片 张,类卡片 张,类卡片 张.
(4)根据(2)题中的等量关系,解决如下问题:
①已知,,求和的值.
②已知,求.
34.(23-24七年级下·重庆·期中)我国南宋时期有一位杰出的数学家杨辉,如图所示的图表是他在《详解九章算术》中记载的“杨辉三角”.
第一行
第二行
各项系数和为
第三行
各项系数和为
第四行
各项系数和为
……
……
……
……
此图揭示了(n为非负整数)的展开式的项数及各项系数的有关规律,请根据上述规律,解决以下问题:
(1)多项式展开式共有______项,第二项的系数为______,各项系数和为______;
(2)如图,在“杨辉三角”中,选取部分数1,3,6,……,记,,……请完成下列问题:
①计算;
②计算;
③请直接写出的值.
35.(23-24八年级上·湖南长沙·期末)我们定义:如果两个多项式M与N的和为常数,则称M与N互为“对消多项式”,这个常数称为它们的“对消值”.如与互为“对消多项式”,它们的“对消值”为5.已知关于x的多项式与互为“对消多项式”,“对消值”为t.若,求代数式的最小值.
36.(24-25八年级上·云南昭通·期末)先阅读下面的材料,再解决问题:
已知,在求关于的代数式的值时,可将变形为,就可将表示为的一次多项式,从而达到“降次”的目的,我们称为“降次代换法”.例如:已知,求代数式的值.
解:∵,
∴,
∴原式,∴.
请用“降次代换法”完成下列各小题:
(1)若,则代数式的值为______;
(2)若,求代数式的值;
(3)若,求证:.
37.(2024七年级下·浙江·专题练习)阅读理解学习;
【阅读材料】一个含有多个字母的代数式中,如果任意交换两个字母的位置,代数式的值都不变,这样的代数式叫做对称式.例如:代数式中任意两个字母交换位置,可得到代数,,,因为,所以是对称式:而代数式中字母,交换位置,得到代数式,因为与不一定相等,所以不是对称式.
【理解判断】下列四个代数式中,是对称式的是 (填序号即可);
①②③④
【能力提升】
已知.
①若,,求对称式的值;
②若,求对称式的最小值.
38.(23-24八年级上·广东广州·期末)阅读理解:
条件①:无论代数式A中的字母取什么值,A都不小于常数M;
条件②:代数式A中的字母存在某个取值,使得A等于常数M;
我们把同时满足上述两个条件的常数M叫做代数式A的下确界.
例如:
,
,
(满足条件①)
当时,(满足条件②)
是的下确界.
又例如:
,
由于,所以,(不满足条件②)
故4不是的下确界.
请根据上述材料,解答下列问题:
(1)求的下确界.
(2)若代数式的下确界是1,求m的值.
(3)求代数式的下确界.
39.(23-24七年级下·江苏扬州·期末)阅读理解并解答:在学完乘法公式后,王老师向同学们提出了这样一个问题:你能求代数式的最大值吗?
【初步思考】
同学们经过交流、讨论,总结出如下方法:
解:
因为,
所以.
所以当时,的值最大,最大值是0.
所以当时,的值最大,最大值是4.
所以的最大值是4
【尝试应用】
(1)求代数式的最大值,并写出相应的的值.
(2)已知,,请比较与的大小,并说明理由.
【拓展提高】
(3)将一根长的铁丝剪成两段,并以每一段铁丝的长度为周长各做成一个正方形,则这两个正方形面积之和有无最小(或最大)值?若有,求此时这根铁丝剪成两段后的长度;若没有,请说明理由.
40.(24-25八年级上·福建福州·期末)定义:将二次三项式变形为的形式,我们称为配方,然后由平方具有非负性,即就可以解决很多问题,例如:把多项式配方为:.
(1)把多项式配方成的形式,则______,______;
(2)若多项式,.
①证明:无论取任何实数,多项式的值一定恒为正数;
②求多项式的最小值.
(3)已知正整数,,满足不等式,直接写出的值.
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$$
专题3.3 乘法公式
· 典例分析
【典例1】阅读材料:若满足,求的值.
解:设,,则,,
∴
请仿照上面的方法求解下列问题:
(1)若满足,求的值.
(2),求.
(3)已知正方形的边长为,,分别是、上的点,且,,长方形的面积是15,分别以,为边长作正方形,求阴影部分的面积.
【思路点拨】
(1)设,,则可得出,根据代入计算即可得出答案;
(2)设,,则可得出,由,可计算出的值,则代入计算即可得出答案;
(3)根据题意可得,,,由已知条件可得,阴影部分的面积为大正方形面积减去小正方形的面积,可得,设,,则可得出,由,即可算出的值,由代入计算即可得出答案.
【解题过程】
(1)解:(1)设,,
则,
;
(2)解:设,,
则,
,
,
,
;
(3)解:根据题意可得,,,
,
,
设,,
则,
,
,
.
· 学霸必刷
1.(24-25八年级上·河南驻马店·期中)如果是一个完全平方式,那么的值是( )
A.5 B. C.7 D.5或
【思路点拨】
根据完全平方式得出,再求出即可.本题考查了完全平方式,能熟记完全平方式是解此题的关键,注意:完全平方式有和两个.
【解题过程】
解:∵是一个完全平方式,
∴,
∴,
整理得,
解得的值是5或,
故选:D.
2.(2024八年级·全国·竞赛)若与互为相反数,则的值为( )
A.2 B.6 C.8 D.64
【思路点拨】
根据互为相反数的两个数的和为0列方程,分解因式,结合绝对值和平方数的非负性,根据几个非负数的和为0,得到它们同时为0,求出,的值,根据完全平方公式变形即得.
此题主要考查了相反数,绝对值,完全平方公式.熟练掌握相反数性质,完全平方公式分解因式,绝对值与平方数的非负性,完全平方公式变形,是解决问题的关键.
【解题过程】
解:∵若与互为相反数,
∴,
∴,
∴,,
∴,,
∴,
∴.
故选:C.
3.(24-25八年级上·江苏南通·阶段练习)已知,则代数式的值可能是( )
A. B. C. D.
【思路点拨】
本题考查了通过对完全平方公式变形求值,先由,,得出,然后通过,求出即可,熟练掌握知识点的应用是解题的关键.
【解题过程】
解:∵,
∴,,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴选项符合题意,
故选:.
4.(24-25六年级上·上海·期中)设,,,若,则的值是( ).
A.16 B.12 C.8 D.4
【思路点拨】
本题考查了完全平方公式,对所给条件灵活变形以及正确应用整体思想是解答本题的关键.先将,,代入,得到,再变形为,然后将作为一个整体即可解答.
【解题过程】
解:∵,,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
又∵,
∴.
故选:A.
5.(2024八年级上·全国·专题练习)已知,,那么的值是( )
A.6 B.8 C.20 D.34
【思路点拨】
本题主要考查完全平方公式的变形,熟记公式结构是解题的关键.
把,根据,得到,然后再通过变形求出即可.
【解题过程】
解:,,,
,
,
.
故选:B.
6.(24-25八年级上·北京·期中)已知实数a,b满足,则的值是( )
A.65 B.105 C.115 D.2025
【思路点拨】
本题考查了完全平方公式,非负数的性质,代数式求值,熟练掌握完全平方公式是解题的关键.
先将已知条件变形为,然后根据非负数的性质求出a、b的值,最后代入要求的代数式计算即可.
【解题过程】
解:,
,
,
,
,
,
,,
∴
,
故选:A.
7.(24-25八年级上·江苏南通·阶段练习)已知实数满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【思路点拨】
先利用整式的混合运算,结合实数满足,将化简为,再由配方法及平方非负性确定,最后由不等式的性质即可得到,从而确定答案.
【解题过程】
解:
,
实数满足,
,
,
,
,
,
综上所述,,
则 ,
的最小值为,
故选:C.
8.(23-24七年级下·重庆北碚·期中)的个位数字为( )
A.1 B.3 C.7 D.9
【思路点拨】
本题考查了平方差公式,有理数的乘方.熟练掌握平方差公式进行运算是解题的关键.
由题意知, ,由,可知每4个3相乘为1个循环,由,可知的个位数字为9,然后作答即可.
【解题过程】
解:由题意知,
……
,
∵,
∴每4个3相乘为1个循环,
∵,
∴的个位数字为9,
故选:D.
9.(24-25八年级上·广东广州·期中)观察下列几个算式:①;②;③;④,……,结合你观察到的规律判断的计算结果的末位数字为( )
A.1 B.3 C.5 D.7
【思路点拨】
本题考查了多项式的乘法运算.根据已知式子的特点得出规律,求出式子的结果,再求出的个位数字,最后即可得出答案.
【解题过程】
解:∵①;
②;
③;
④,
……,
∴,,.
∴
,
因为,,,,,,
所以2的乘方运算,其末位数字分别为2,4,8,6,每4个为一组,依次循环.
因为,所以的末位数字为2,所以的末位数字为1,
即的计算结果的末位数字为1.
故选:A.
10.(23-24八年级上·四川眉山·期中)观察下列各式:
;
;
;
…
根据规律计算: 的值是( )
A. B. C.
【思路点拨】
根据题中规律每一个式子的结果等于两项的差,被减数的指数比第二个因式中第一项大1,减数都为1,即可得到规律为,利用规律,当,时,代入其中即可求解.
本题考查了平方差公式、及数字类的规律题,解题的关键是认真阅读,总结规律,并利用规律解决问题.
【解题过程】
解:由;
;
;
…
观察发现: ,
当,时,得
,
∴,
∴.
故选:A.
11.(23-24八年级上·河北石家庄·期末)有个依次排列的整式:第1个整式是,第2个整式是,用第2个整式减去第1个整式,所得之差记为,记;将第2个整式与相加作为第3个整式,记,将第3个整式与相加记为第4个整式,以此类推,某数学兴趣小组对此展开研究,将得到四个结论:①;②当时,第3个整式的值为25;③若第5个整式与第4个整式之差为15,则;④第2024个整式为;⑤当时,;以上正确的结论有( )个.
A.1 B.2 C.3 D.4
【思路点拨】
本题主要考查数据的规律类问题.根据题意可以得出规律,第n项为,,根据规律逐项求解判断即可.
【解题过程】
解:由题意可知,第1个整式为,第2个整式为,
∴,
∴,
∴,
∴,
.....
∴,故①正确;
∵将第2个整式与相加作为第3个整式,
∴第3个整式为,
当时,,故②错误;
∵将第3个整式与相加作为第4个整式,
∴第4个整式为,
以此类推,第n个整式为,
∴第4个整式为,
∵第5个整式与第4个整式之差为15,
∴,
解得,故③正确;
∵第n个整式为,
∴第个整式为,故④正确;
∵,
∴
,故⑤正确.
综上,正确的有①③④⑤,共4个.
故选:D.
12.(23-24八年级上·江苏南通·阶段练习)已知、、、均为常数,、均为非零常数,若有两个整式
,.下列结论中,正确的有( )
①当为关于x的三次三项式时,则;
②当多项式乘积不含时,则;
③;
④当能被整除时,;
⑤若或时,无论和取何值,值总相等,则.
A.①③⑤ B.①③④ C.③④⑤ D.①③④⑤
【思路点拨】
本题考查了整式的加减与乘法,求出,为关于的三次三项式,此时,故说法①错误;求出,再由多项式乘积不含,可得,解得:,故说法②错误;当时,可得,当时,可得,故③说法正确;设,可得,从而得到,故④说法正确;根据当或时,无论和取何值,值总相等,可得且,故⑤说法正确,即可.
【解题过程】
解:∵,,
∴,
∵为关于x的三次三项式,且e为非零常数,为关于的三次三项式,此时,故说法①正确;
∵多项式乘积不含,
∴,解得:,故说法②错误;
当时,,
即,
当时,,
即,
∴,故③说法正确;
∵能被整除,
∴可设,
∵
∴,
即,
∴,
∴,故④说法正确;
当时,,
当时,,
∵当或时,无论和取何值,值总相等,
∴且,
解得:,故⑤说法正确;
故选:D.
13.(23-24七年级下·重庆北碚·期中)关于的整式与,令,,下列说法正确的有( )个.
①若是关于的二次整式,则的值共有3种不同的可能;
②若,,为整式,则中除常数项外其余各项系数和为;
③若,,,,,,则的最小值为;
④若,,,,令,,且,,则共有项.
A.1 B.2 C.3 D.4
【思路点拨】
本题考查了多项式乘以多项式,多项式的项与系数等知识.熟练掌握多项式乘以多项式,多项式的项与系数是解题的关键.
(1)由是关于的二次整式,可知至少有一个为2,然后分情况求解;进而可判定①的正误;由,可得,则,可求,即,由,可判断②的正误;由,,,,,,可得,,则,由,可得,进而可判断③的正误;由,,,,可得,,然后根据题意,推导规律并作答即可.
【解题过程】
解:∵是关于的二次整式,
∴至少有一个为2,
当时,;此时的值为;
当时,;此时的值为;
综上,的值共有3种不同的可能;①正确,故符合要求;
∵,
∴,
∴,
解得,,
∴,
∵,
∴中除常数项外其余各项系数和为,②正确,故符合要求;
∵,,,,,,
∴,,
∴,
∵,
∴,③正确,故符合要求;
∵,,,,
∴,,
∴,,
∴,共3项;
∴,,
∴,共项;
∴,,
∴,共项;
……
∴可推导,,共项;
,共项;
,共项;
,共项;
∴,共项.④正确,故符合要求;
故选:D.
14.(23-24七年级下·重庆·期末)在整式,,前添加“”或“”,先求和,再求和的绝对值的操作,称为“优绝对值”操作,将操作后的化简结果记为M.例如: ,则,当时,M的化简求值结果为:.下列说法正确的个数为( )
①至少存在一种“优绝对值”操作,使得操作后的化简结果为常数;
②把所有可能的“优绝对值”操作后的式子化简,共有8种不同的结果;
③在所有可能的“优绝对值”操作中,若操作后的化简求值的结果为17,则满足条件的a有且只有一个,此时.
A.0 B.1 C.2 D.3
【思路点拨】
本题以新定义阅读题为背景考查了绝对值化简和相反数定义,考核了学生对绝对值和相反数定义的理解及灵活运用,弄清定义,读懂题目按照规律列举出所有可能结果解题事半功倍.根据题意,找出一种“优绝对值”操作使操作后化简结果为常数,即为正确,可判定①正确;写出所有可能的结果数,然后可判定②错误,③正确.
【解题过程】
解:使操作后化简的结果为常数,即使a的系数为0,
有,故①正确.
,
,
当时,
∵,
∴不可能等于17;
当
,
当时,,
∴;
当
,
∵,
∴不可能等于17;
当时,
∵,
∴不可能等于17;
当
,
当时,,
∴;
当
,
∵,
∴不可能等于17;
∴把所有可能的“优绝对值”操作后的式子化简,共有4种不同的结果,故②错误;
∴在所有可能的“优绝对值”操作中,若操作后的化简求值的结果为17,则满足条件的a有且只有一个,此时,故③正确;
综上分析可知:正确的有2个.
故选:C.
15.(2024七年级·全国·竞赛)若,,且,则 .
【思路点拨】
根据绝对值意义得到,,根据,得到,得到,, 把分解因式,分,与,两种情况求值即得.
本题主要考查了绝对值,代数式求值.熟练掌握绝对值意义,完全平方公式分解因式,分类讨论,是解决问题的关键.
【解题过程】
解:∵,,
∴,,
∵,
∴,
∴,,
∴当,时,,
当,时,.
故答案为:1或81.
16.(23-24七年级下·重庆北碚·期末)已知,满足,则 .
【思路点拨】
此题考查了完全平方公式,熟练掌握完全平方公式是解本题的关键.由,,,得,,代入求解即可.
【解题过程】
解:∵,,
∴,,当及时,等号成立,
∴,当及时,等号成立,
∵,
∴,,
∴.
故答案为:.
17.(2025七年级下·全国·专题练习)已知,则的值为 .
【思路点拨】
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.
【解题过程】
解:由题意得,,
,
,
所以原式
.
18.(24-25八年级上·江苏南通·期中)若,则的值为 .
【思路点拨】
可以先运用完全平方和公式及多项式乘以多项式运算法则展开,再由多项式相等求出,代入代数式由有理数加减运算求解即可得到答案.也可以根据所求代数式与条件的特征,取特殊值得到答案.
【解题过程】
解:方法一:利用乘法公式展开
,
,
,
;
方法二:取特殊值法
,
求的值,可以取得到,
即;
故答案为:.
19.(24-25七年级上·上海·阶段练习)已知,那么 .
【思路点拨】
本题考查了完全平方公式,非负数的性质,熟练掌握完全平方公式是解题关键.先根据去括号法则和完全平方公式展开,再变形为,根据平方的非负性,得出,,即可求解.
【解题过程】
解:,
,
,
,
,
,
,
,,,
,,
,
故答案为:.
20.(23-24七年级下·四川成都·期中)已知实数x,y满足,则的最大值与最小值的和为 .
【思路点拨】
本题主要考查了配方法的应用.先求得,再求得,根据二次函数的最值求解即可.
【解题过程】
解:∵,
∴,
即,
∴,
设,
∴,
∵x,y为实数,
∴,
即,
∵,
∴,
∴,
又∵,
即,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴对于,当时,S有最大值,
当时,S有最小值,
∴的最大值与最小值的和为.
故答案为:.
21.(24-25七年级上·上海·期中)请同学运用计算,解决问题:已知x、y、z满足,求的最大值是 .
【思路点拨】
本题考查运用已知公式,及平方的非负性,掌握灵活运用题中给的公式是解题的关键.根据已知条件化简,根据完全平方公式的非负性求得原式的最大值,进而即可求解.
【解题过程】
解:∵,
∴
;
∵,
∴
∴
,
,
∴原式.
故原式的最大值是15;
故答案为:15.
22.(23-24七年级下·四川成都·期中)设被除的余数等于,而被除的余数等于,则 .
【思路点拨】
本题考查了完全平方公式,根据题意得出被除的余数等于,,的个数,进而求得的值,根据连续5个数的平方的和被除的余数等于,进而求得后4个数字的个位数分别为,,,,即可求解.
【解题过程】
解:
∴至中被3除余数为的数有个,至中被3除余数为的数有个,至中被3除余数为的数有个,
∵被除的余数等于,则被除的余数等于,
被除的余数等于,则被除的余数等于,
被除的余数等于,则被除的余数等于,
∵
∴被除的余数等于,,即
又∵被除的余数等于
即连续5个数的平方的和被除的余数等于
∴
(为正整数)
后4个数字的个位数分别为,,,
∴
∴
∴,
故答案为:.
23.(2024七年级下·全国·专题练习)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 .
【思路点拨】
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.
【解题过程】
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.
24.(23-24八年级上·湖北武汉·期末)已知,下列结论:①;②;③;④,其中正确的有 .(请填写序号)
【思路点拨】
本题主要考查了代数式的恒等变形及整体代入法求代数式的值,熟练掌握整体代入法是解题的关键.将两边同时除以x可得,由此可得①正确;将①式两边平方再化简可得②正确;由,将①代入其中可得③正确;给①式两边同乘以得,再将①式变形得,然后代入上式即可判断④错误.
【解题过程】
解:由,得
,
∴,
故①正确;
∵,
,
,
,
故②正确;
∵,
∴,
故③正确;
由,得,
两边同乘以,得,
又由,得,
,
,
,
,
故④错误.
综上,正确的有①②③,
故答案为:①②③.
25.(23-24八年级下·浙江杭州·期中)有三张正方形纸片A,B,C,它们的边长分别为a,b,c,将三张纸片按图1,图2两种不同方式放置于同一长方形中,记图1中阴影部分周长为,面积为,图2中阴影部分周长为,面积为,若,则的值为 .
【思路点拨】
本题主要考查整式的混合运算,根据题目中的数据,设大长方形的短边长为d,用含a,b,c,d的式子表示出,,,,代入即可求解.
【解题过程】
解:设大长方形的短边长为d,
∴由图2知,,
∴,
,
,
,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴的值为.
故答案为:.
26.(23-24七年级下·浙江金华·阶段练习)“幻方”最早记载于春秋时期的《大戴礼记》中,现将不重复的数字填入如图所示的“幻方”中,使得每个圆圈上的四个数字的和都等于,若每个圆圈上的四个数字的平方和分别记、、,且.如果将交点处的三个圆圈填入的数字分别记作为、、,则 ; .
【思路点拨】
根据、、的位置可知这三个数每个都加了两次,三个圆圈上的数字之和是,但是这个数字之和是,所以可得,从而求出的值;因为,,可以得到,配方得,把代入即可求出的值.
【解题过程】
解:每个圆圈上的四个数字的和都等于,
三个圆上的数字之和应为,
其中的、、这三个数每个都加了两次,
,
,
则有,
解得:;
每个圆圈上的四个数字的平方和分别记、、,且,
,
,
,
,
整理得:,
,
;
,
,
,
解得:.
故答案为:;.
27.(23-24八年级上·新疆乌鲁木齐·期末)从边长为的正方形减掉一个边长为的正方形(如图1),然后将剩余部分拼成一个长方形(如图2).
(1)上述过程能验证的等式是_________;
(2)若,求的值;
(3).
【思路点拨】
本题考查了平方差公式与几何图形面积.
(1)根据图形面积相等即可求解;
(2)根据平方差公式进行计算即可求解;
(3)根据平方差公式进行计算即可求解.
【解题过程】
(1)解:上述过程能验证的等式是,
故答案为:;
(2)解:,
,
,
,
∴;
(3)解:
.
28.(24-25八年级上·广东广州·期末)如图,从边长为的正方形中剪去一个边长为的正方形.
(1)若,,求的值;
(2)请根据图中阴影部分面积验证平方差公式;
(3)计算:.
【思路点拨】
本题考查了平方差公式的几何应用以及列代数式求值,正确表示出阴影部分的面积是解题关键.
(1)根据,,利用平方差公式即可求解;
(2)用两种方法分别表示出图中阴影部分的面积,即可解答;
(3)将式子变形为,再利用平方差公式计算即可.
【解题过程】
(1)解:∵,,
∴;
(2)解:如图,过点E作于点,
∵图中阴影部分面积为或,
∴;
(3)解:原式
.
29.(24-25八年级上·广东韶关·期末)【背景阅读】在数学的学习中,我们经常可以利用图形的面积关系理解代数公式,使抽象的数量关系直观化.
【问题解决】
(1)填空:根据图1所示图形的面积关系,可以写出的一个乘法公式是_____________;
(2)如果图2中阴影部分的面积为25,一个小长方形的面积为14,求的值;
【拓展应用】
(3)如图3,有两个正方形A,B,现将放在的内部得到图甲,将A,B并列放置后构造新的正方形得到图乙.设正方形的边长为,正方形的边长为,且图甲和图乙中阴影部分的面积分别为4和30.现将三个正方形和两个正方形如图丙摆放,求图丙中阴影部分的面积.
【思路点拨】
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解答的关键.
(1)从“整体”和“部分”两个方面分别用代数式表示图1的面积即可;
(2)根据图2可得,再将,代入计算即可;
(3)由图甲和乙中阴影部分的面积分别为4和30得到,,求得,,再根据代入计算即可.
【解题过程】
解:(1)图1中大正方形的边长为,因此面积为,
拼成图1的四个部分的面积和为,
所以有,
故答案为:;
(2)图2中,大正方形的边长为,因此面积为,
阴影部分是边长为的正方形,因此面积为,四个空白长方形的面积和为,
所以有,
∵图2中阴影部分的面积为25,一个小长方形的面积为14,
∴,,
∴,
∵,
∴;
(3)∵图甲和图乙中阴影部分的面积分别为4和30,即,,
∴,,
∵,
∴,;
∴
.
30.(23-24八年级上·河南南阳·阶段练习)对于任意四个有理数,可以组成两个有理数对与,我们规定:.例如:.
(1)若是一个完全平方式,求常数的值;
(2)若,且,求的值;
(3)在(2)的条件下,将长方形及长方形按照如图方式放置,其中点分别在边上,连接,若,,,,求图中阴影部分的面积.
【思路点拨】
(1)由题目中的规定可知,根据完全平方公式的特征确定答案即可;
(2)根据题目中的规定求出等号左边部分,可得,再借助完全平方公式,将代入求解即可;
(3)根据三角形面积公式将阴影部分的面积表示出来,得到含,的整式,再代入求值即可.
【解题过程】
(1)解:根据题意,可得,
∵是一个完全平方式,
∴,
解得;
(2)根据题意,可得
,
∵,
∴,
∴,
∴;
(3)由(2)可知,,,
∵四边形和四边形均为长方形,
∴,,,,
∴,,
∴阴影部分的面积为
.
31.(23-24八年级上·江苏淮安·开学考试)【知识生成】
【知识生成】我们已经知道,通过计算几何图形的面积可以表示一些代数恒等式.例如图1可以得到,基于此,请解答下列问题:
【直接应用】(1)若,,求的值;
【类比应用】(2)填空:①若,则 ;
②若,则 ;
【知识迁移】(3)两块全等的特制直角三角板如图2所示放置,其中,,在一直线上,连接,.若,,求一块直角三角板的面积.
【思路点拨】
(1)根据完全平方公式的变形可得答案;
(2)①设,,则,,由进行计算即可;
②设,,则,,由进行计算即可;
(3)设,,由题意可得,,,由求出的值即可.
【解题过程】
解:(1),
∴,
∴,
∵,
,
答:;
(2)①设,,则,,
,
故答案为:7;
②设,,则,,
,
故答案为:3;
(3)设,,
,,
,,
即,,
,
即,
,
答:一块直角三角板的面积为30.
32.(24-25八年级上·北京·期中)如图1是一个长为、宽为的长方形,沿图中虚线用剪刀均匀分成四块小长方形,然后按图2形状拼成一个正方形.
(1)请分别用两种不同的方法表示图2中阴影部分的面积:方法一:______;方法二:______;
(2)观察图2,直接写出代数式,,之间的关系:_______
(3)利用(2)的结论,尝试解决以下问题:
①已知,,则的值为______;
②已知:,求的值;
(4)两个正方形如图3摆放,边长分别为x,y,若,,求图中阴影部分面积和.
【思路点拨】
本题考查完全平方公式的变形求值,完全平方公式在几何图形中的应用,利用数形结合的思想是解题关键.
(1)方法一:直接求小正方形面积即可;方法二:利用大正方形的面积减4个长方形的面积计算即可;
(2)根据大正方形的面积减4个长方形的面积等于阴影部分的面积解答即可;
(3)①根据(2)所求关系解答即可;②将(2)所求关系变形为,再求解即可;
(4)由题意可知,,,即可求出.结合,可求出,最后根据求解即可.
【解题过程】
(1)解:方法一:直接计算阴影部分的面积为;
方法二:利用大正方形的面积减4个长方形的面积计算为;
(2)解:由图2可知;
(3)解:①由(2)可知;
②∵,
∴.
∵,
∴
;
(4)解:∵,
∴.
由图可知的底为x,高为2,
∴.
的底为2,高为,
∴,
∴.
∵,即,
∴,
∴,
∴(舍去负值),
∴阴影部分面积和为8.
33.(23-24七年级下·河北石家庄·期中)数学活动课上,老师准备了图1中三种不同大小的正方形与长方形卡片如图1依次记、、三类,拼成了一个如图2所示的正方形.
(1)请用两种不同的方法表示图2中阴影部分的面积和.
方法1: ;
方法2: .
(2)请直接写出三个代数式:, ,之间的一个等量关系 .
(3)若要拼出一个面积为的矩形,则需要类卡片 张,类卡片 张,类卡片 张.
(4)根据(2)题中的等量关系,解决如下问题:
①已知,,求和的值.
②已知,求.
【思路点拨】
本题考查拼图与整式的乘法,数形结合是解题的关键.
(1)阴影部分是两个正方形的和,也可看作外围的大正方形的面积减去2个长方形的面积,据此求解即可;
(2)(1)中两种方法计算的面积是相等的,即可得出答案;
(3)先画长方形,长为,宽为,观察图形可得答案;
(4)①利用和计算即可;
②设,,利用求出,再利用求出,最后把还原后求解即可.
【解题过程】
(1)方法一:阴影部分是两个正方形,面积和为:,
方法二:阴影部分的面积等于外围的大正方形的面积减去2个长方形的面积,即,
故答案为:,;
(2)∵(1)中两种方法计算的面积是相等的,
∴,
故答案为:
(3)拼图如下:
观察图形可得:需要类卡片1张,类卡片3张,类卡片2张.
故答案为:1,3,2;
(4)①根据(2)题可得,
∵,,
∴
∴,
;
②设,,
∵,
∴,
又∵,
∵
∴,
∴,
由,得
∴,
即,
整理,得,即
∴.
34.(23-24七年级下·重庆·期中)我国南宋时期有一位杰出的数学家杨辉,如图所示的图表是他在《详解九章算术》中记载的“杨辉三角”.
第一行
第二行
各项系数和为
第三行
各项系数和为
第四行
各项系数和为
……
……
……
……
此图揭示了(n为非负整数)的展开式的项数及各项系数的有关规律,请根据上述规律,解决以下问题:
(1)多项式展开式共有______项,第二项的系数为______,各项系数和为______;
(2)如图,在“杨辉三角”中,选取部分数1,3,6,……,记,,……请完成下列问题:
①计算;
②计算;
③请直接写出的值.
【思路点拨】
本题考查数字变化类,多项式的乘法;
(1)根据“杨辉三角”中第三行中的数据,将展开后,各项的系数和所呈现的规律进行计算即可.
(2)①根据规律得出,进而将代入进行计算即可求解;
②将已知式子裂项为,即可求解;
③根据进行计算即可求解.
【解题过程】
(1)根据“杨辉三角”可知,
第2行,展开后,各项的系数和为,
第3行,展开后,各项的系数和为,
第4行,展开后,各项的系数和为,
第5行,展开后,各项的系数和为,
第6行,展开后,各项的系数和为,
第7行,展开后,各项的系数依次为、、、、、、,各项的系数和为
第8行, 展开后,各项的系数依次为、、、、、、、
各项的系数和为
展开后,各项的系数和为,
∴多项式展开式共有项,第二项的系数为,各项系数和为128;
故答案为:8,7,128.
(2)①由题意得:、、
∴
∴
②由题意得:、、
∴
∴
③
35.(23-24八年级上·湖南长沙·期末)我们定义:如果两个多项式M与N的和为常数,则称M与N互为“对消多项式”,这个常数称为它们的“对消值”.如与互为“对消多项式”,它们的“对消值”为5.已知关于x的多项式与互为“对消多项式”,“对消值”为t.若,求代数式的最小值.
【思路点拨】
本题主要考查了多项式乘多项式、求代数式值等知识点,准确理解新定义是解题的关键.
先根据“对消多项式”和“对消值”的概念求得、,,进然后再对所求代数式进行配方变形求解即可.
【解题过程】
解∵和,
∴,
∵C与D互为“对消多项式”且“对消值”为t,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴
.
答:代数式的最小值是43.
36.(24-25八年级上·云南昭通·期末)先阅读下面的材料,再解决问题:
已知,在求关于的代数式的值时,可将变形为,就可将表示为的一次多项式,从而达到“降次”的目的,我们称为“降次代换法”.例如:已知,求代数式的值.
解:∵,
∴,
∴原式,∴.
请用“降次代换法”完成下列各小题:
(1)若,则代数式的值为______;
(2)若,求代数式的值;
(3)若,求证:.
【思路点拨】
本题主要考查整式的化简求值,熟练掌握运算法则是解题的关键.
(1)根据题目中所给的例子进行计算即可;
(2)根据题目中所给的例子进行计算即可;
(3)根据题目中所给的例子进行计算,即可求证.
【解题过程】
(1)解:∵,
∴,
∴
,
故答案为:;
(2)解:∵,
∴,
∴,
∴;
(3)证明:∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴原式得证.
37.(2024七年级下·浙江·专题练习)阅读理解学习;
【阅读材料】一个含有多个字母的代数式中,如果任意交换两个字母的位置,代数式的值都不变,这样的代数式叫做对称式.例如:代数式中任意两个字母交换位置,可得到代数,,,因为,所以是对称式:而代数式中字母,交换位置,得到代数式,因为与不一定相等,所以不是对称式.
【理解判断】下列四个代数式中,是对称式的是 (填序号即可);
①②③④
【能力提升】
已知.
①若,,求对称式的值;
②若,求对称式的最小值.
【思路点拨】
本题主要考查的是整式的乘法,同时考查了完全平方公式.
(理解判断)对称式的新定义,进行计算确定是否相等即可;
(能力提升)①得到和的式子,把,代入求值即可;
②把值代入,然后转化成二次函数求出最值即可.
【解题过程】
解:(理解判断)①,是对称式;
②,是对称式;
③,不是对称式;
④,是对称式;
故答案是:①②④;
(能力提升)①,
,.
①∵,,
;
② ,
∴,
∴
∴当时,对称式的最小值是.
故答案是:①②④,18,.
38.(23-24八年级上·广东广州·期末)阅读理解:
条件①:无论代数式A中的字母取什么值,A都不小于常数M;
条件②:代数式A中的字母存在某个取值,使得A等于常数M;
我们把同时满足上述两个条件的常数M叫做代数式A的下确界.
例如:
,
,
(满足条件①)
当时,(满足条件②)
是的下确界.
又例如:
,
由于,所以,(不满足条件②)
故4不是的下确界.
请根据上述材料,解答下列问题:
(1)求的下确界.
(2)若代数式的下确界是1,求m的值.
(3)求代数式的下确界.
【思路点拨】
本题主要考查了根据完全平方公式进行多项式变型、运算,
(1)根据题干示例的方法计算即可作答;
(2)根据题意设,根据可得,解方程即可求解;
(3)将x看作常数进行配方,可将变型为,问题随之得解.
【解题过程】
解:(1),
,
(满足条件①)
当时,(满足条件②)
是的下确界.
(2)∵代数式的下确界是1,
∴设,
∵,
∴,
∴,
解得:,
即:;
(3)
,
,,
(满足条件①)
当,,即,时,(满足条件②)
是的下确界.
39.(23-24七年级下·江苏扬州·期末)阅读理解并解答:在学完乘法公式后,王老师向同学们提出了这样一个问题:你能求代数式的最大值吗?
【初步思考】
同学们经过交流、讨论,总结出如下方法:
解:
因为,
所以.
所以当时,的值最大,最大值是0.
所以当时,的值最大,最大值是4.
所以的最大值是4
【尝试应用】
(1)求代数式的最大值,并写出相应的的值.
(2)已知,,请比较与的大小,并说明理由.
【拓展提高】
(3)将一根长的铁丝剪成两段,并以每一段铁丝的长度为周长各做成一个正方形,则这两个正方形面积之和有无最小(或最大)值?若有,求此时这根铁丝剪成两段后的长度;若没有,请说明理由.
【思路点拨】
(1)仿照题中例子配出完全平方公式进行求解;
(2)计算,仿照题中例子配出完全平方公式进行求解,即可得到结论;
(3)设一段铁丝的长度为,则另一段铁丝的长度为,可分别求出两个正方形的边长为和,根据正方形的面积公式,列出代数式,仿照题中例子配出完全平方公式进行求解.
【解题过程】
(1)解:
,
,
,
当时,有最大值,最大值为,
解得:,
的最大值为14,此时的值为2.
(2)解:,理由如下:
,,
,
当时,有最小值2,
(3)解:设一段铁丝的长度为,则另一段铁丝的长度为,
根据题意得:
,
,
时,有最小值,
解得:,则,
这两个正方形面积之和有最小值,此时两段铁丝的长度均为,面积之和为.
40.(24-25八年级上·福建福州·期末)定义:将二次三项式变形为的形式,我们称为配方,然后由平方具有非负性,即就可以解决很多问题,例如:把多项式配方为:.
(1)把多项式配方成的形式,则______,______;
(2)若多项式,.
①证明:无论取任何实数,多项式的值一定恒为正数;
②求多项式的最小值.
(3)已知正整数,,满足不等式,直接写出的值.
【思路点拨】
本题考查了配方法的应用.
(1)将配方成即可得出答案;
(2)①由,结合可得答案;
②,据此可得答案;
(3)将已知式配方后可得,结合a,b,c是正整数可得;分类讨论当时,当时,当时三种情况即可.
【解题过程】
(1)解:,
∴,,
故答案为:2、2;
(2)①证明:,
∵,
∴,
即无论x取任何实数,多项式A的值一定恒为正数;
②解:
,
所以多项式的最小值为11;
(3)解:∵,
∴,
∴,
∵a,b,c为正整数,
所以,即,或1或,即或5或3,
当时,或1或,则或2.5或1.5且a,b,c为正整数,
∴,,,
∴;
当时,,即,与题意不符,舍去;
当时,,即,与题意不符,舍去.
综上所述,.
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