内容正文:
专题02 整式乘法思维导图
核心考点聚焦
1. 单项式乘单项式
2. 单项式乘多项式
3. 多项式乘多项式
4. 乘法公式
1、 单项式乘以单项式
单项式与单项式相乘,把他们的系数、相同字母分别相乘,对于只在一个单项式里含有的字母,则连同它的指数作为积的一个因式。
2、 单项式乘以多项式
单项式与多项式相乘,就是用单项式去乘多项式的每一项,再把所得的积相加。
3、 多项式乘以多项式
多项式与多项式相乘,先用一个多项式的每一项乘另一个多项式的每一项,再把所得的积相加。
4、 乘法公式
1.平方差公式:(a+b)(a-b)=a²-b²,两个数的和与这两个数的差的积,等于这两个数的平方差。
2.完全平方公式:a²+2ab+b²=(a+b)²,a²-2ab+b²=(a-b)²,即首平方、尾平方,倍首尾放中央。
难点强化一、阴影部分面积
1.如图,有两个正方形A、B,边长分别为a和b,将A、B并列放置后构造新的图形,分别得到长方形图甲与正方形图乙.若图甲、图乙中阴影的面积分别为与,若,则的值为( )
A. B. C.2 D.3
2.如图所示,在周长为44的长方形中放入一个边长为8的大正方形和两个边长为6的小正方形和,其中点E、G分别在、上,点H、K分别在边、上,点P、Q在边上,点N在边上.记如图的三个阴影部分的面积分别为,,,若,则长方形的面积为 .
3.如图,长方形被分割成四个小长方形,已知长方形的面积比长方形的面积大3,,那么阴影部分的面积是多少?
难点强化二、杨辉三角
1.我国宋朝数学家杨辉在他的著作《详解九章算法》中提出“杨辉三角”(如图),此图揭示了(为非负整数)展开式的项数及各项系数的有关规律,例如:
利用上述规律计算:( )
A. B. C. D.
2.南宋数学家杨辉在其著作《详解九章算法》中揭示了(为非负整数)展开式的项数及各项系数的有关规律如下,后人也将右表称为“杨辉三角”
…
写出展开式中所有项的系数和 .
3.我国宋代数学家杨辉(13世纪)写了一本书《详解九章算法》,书中记载了一个用数字排成的三角形,这个三角形数阵图是北宋贾宪(约11世纪上半叶)首创的“开方作法本源图”,后人称之为贾宪三角或杨辉三角.(图1)
杨辉三角实际是二项式乘方展开式的系数表(图2),观察图2右侧的系数表,你发现了什么规律?用你发现的规律回答下列问题:
(1)多项式展开式的第三项系数是_____________.
(2)请写出的展开式:______________.
(3)已知多项式,当时,求该多项式的值.
难点强化三、操作问题
1.我们把个单项式的和得到的多项式记为,即,将多项式中的任意个单项式,其系数变为相反数得到新多项式,称为相反数操作.例如:对于,当时,可将变为,得到新多项式:,下列说法中:
①当时,若均为自然数,则与新多项式的积可能为
②当时,若等于新多项式的绝对值,则的个单项式中一定存在两个单项式的和为;
③当时,得到的新多项式的所有可能结果之和记为,将再进行“相反数操作”,得到的新多项式的所有可能结果之和记为...以此类推,则与的差为定值.正确的个数是( )
A.3 B.2 C.1 D.0
2.有依次排列的2个整式:x,,对任意相邻的两个整式,都用右边的整式减去左边的整式,所得之差写在这两个整式之间,可以产生一个新整式串:x,3,,这称为第一次操作;将第一次操作后的整式串按上述方式再做一次操作,可以得到第二次操作后的整式串;以此类推.通过下列实际操作:
①第二次操作后整式串为:x,,3,x,;
②第二次操作后,当时,所有整式的积为正数;
③第四次操作后整式串中共有19个整式;
④第2021次操作后,所有的整式的和为;
上面四个结论中正确的是 (填序号)
3.对任意一个三位数,如果满足各个数位上的数字互不相同,且都不为零,则称这个数为“幸福数”,将的百位数字调到个位可以得到一个新的三位数,不断重复此操作共可得到两个不同的新三位数,把这两个新数与原数的和与111的商记为.例如,456是“幸福数”,不断将456的百位数字调到个位可得564,645,.
(1)求,.
(2)已知,(,,为整数),若、均为“幸福数”,且可被6整除,求的值.
难点强化四、整除问题
1.若k为任意整数,则的值总能( )
A.被2整除 B.被3整除 C.被5整除 D.被7整除
2.一个正两位数M,它的个位数字是,十位数字是a,把M十位上的数字与个位上的数字交换位置得到新两位数N,若的值能被13整除,则a的值是 .
3.数学兴趣小组开展探究活动,研究了“相邻两个奇数的平方差是否能被8整除)”的问题.
(1)指导教师将学生的发现进行整理,部分信息如下:
能否被8整除
能
能
能
能
能
…
…
按上表规律,完成下列问题:
(ⅰ)____;
(ⅱ)若是正整数,请用含的式子描述你能得出的一般性结论,并证明你的结论;
(2)兴趣小组还猜测:相邻两个偶数的平方差不能被8整除.师生一起研讨,分析过程如下:
假设相邻两个偶数的平方差能被8整除.令一个偶数为(为正整数),则相邻的一个偶数可表示为,则(为正整数).因为_____,所以_____,这与为正整数相矛盾,故相邻两个偶数的平方差不能被8整除.
阅读以上内容,请在横线上填写所缺内容.
难点强化五、单(多)项式与多项式的应用
1.如图,小明制作了A类,B类,C类卡片各15张,其中A,B两类卡片都是正方形,C类卡片是长方形,若小明要拼出一个宽为,长为的大长方形,则他准备的C类卡片( )
A.够用,剩余0张 B.够用,剩余2张
C.不够用,还缺1张 D.不够用,还缺2张
2.如图,长方形的面积是96,为上一点,,为上一点,则的面积是 .
3.如图,在一个足够长且宽为的纸带上剪出一些矩形纸片A,B,C…,其面积分别为.图中的虚线为裁剪纸,试用含x的式子解决下列问题.
(1)求;若,求矩形C落在边l上的长;
(2)在(1)的前提下,若矩形D在边l上的长为,比较与的大小,并通过计算说明理由.
难点强化六、平方差公式的应用
1.如图,大正方形与小正方形的面积之差是,则阴影部分的面积是( )
A. B. C. D.
2.已知边长为a的大正方形A和边长为b的小正方形B,现将B放在A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.若图甲和图乙中阴影部分的面积分别是1和12.
(1)根据图甲、图乙的面积关系,可以得到 ;
(2)若3个正方形A和2个正方形B按图丙的方式摆放,则图丙中阴影部分的面积为 .
3.从边长为a的正方形中剪掉一个边长为b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)上述操作能验证的等式是 ;
(2)应用你从(1)中选出的等式,完成下列各题.
①已知,,求的值.
②计算:.
难点强化七、完全平方公式的应用
1.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,图中阴影部分四个正方形的面积之和为,则图中每个小长方形的面积为( )
A. B. C. D.
2.有一张边长为的大正方形卡片和三张边长为的小正方形卡片如图①所示,取出两张小正方形卡片放入“大正方形卡片”内拼成的图案如图②,再重新用三张小正方形卡片放入“大正方形卡片”内拼成的图案如图③.已知图②中的阴影部分面积是图③中的阴影部分面积的2倍,则小正方形与大正方形的面积之比为 .
3.【材料阅读】
利用两数和(差)的完全平方公式可以解决很多数学问题.
例:若满足,求的值.
解:设,则,
.
请仿照上面的方法求解下面问题:
【初步应用】(1)已知,,则___________;
【问题解决】(2),求;
【拓展延伸】(3)已知正方形的边长为x,E、F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.
难点强化八、整式乘法的规律
1.数学兴趣小组开展探究活动,研究了均为自然数,且)的问题.研究过程如下:
当时,;
当时,;
当时,;
当时,;
当时,;
…………
(1)按照以上规律,填空.
①请你写出当时,( )( );
②猜想( )
(2)兴趣
…………
按照以上规律,请你猜想__________________,并证明.
2.某校的七年级数学兴趣小组开展探究活动,他们一起研究两位整数的平方数问题,先从个位数是1的两位整数的平方数开始.如:
;
...
按照以上规律,完成下列问题:
(1)___________;
(2)十位数字是,个位数字是1的两位整数的平方数可以写成:(___________)___________;(用含的代数式表示)
(3)请你猜想出十位数字是,个位数字是的两位整数的平方数,写成:(___________)___________(用含的代数式表示),并证明.
3.阅读下面各式,寻找其中的计算规律.
①
②
③
(1)按这个规律,第10个式子是:______________
(2)观测上式,并猜测: ________________
(3)根据你的猜测,计算(其中n是正整数)的值.
难点强化九、整式乘法的新定义
1.定义:对于依次排列的多项式(,,,是常数),当它们满足,且为常数时,则称,,,是一组平衡数,是该组平衡数的平衡因子.如对于多项式,因为,所以,,,是一组平衡数,是该组平衡数的平衡因子.
(1)已知,,,是一组平衡数,求该组平衡数的平衡因子.
(2)若a,b,c,d是一组平衡数,,请写出一组b,c的值,
(3)当a,b,c,d之间满足什么数量关系时,它们是一组平衡数?请说明理由.
2.配方法是数学中重要的一种思想方法.这种方法常被用到代数式的变形中,并结合非负数的意义来解决一些问题.我们定义:一个整数能表示成(,是整数)的形式.则称这个数为“完美数”.例如,10是“完美数”.理由:因为,所以10是“完美数”;代数式可配方成(,为常数).也可以求代数式的最大值或最小值,即:,因为,所以,所以最小值为4.
(1)解决问题:
下列各数中,“完美数”有______(填序号).
①29; ②48; ③13; ④28.
(2)探究问题:
①已知(,是整数,是常数),猜想当为何值时,为“完美数”,并说明理由.
②已知实数,满足,求的最小值.
3.定义:多项式A,B,C,如果满足,m为常数时,则称多项式A,B,C为一组和谐多项式.其中m是该组和谐多项式的和谐果.
例如:对于多项式,,,因为,所以多项式,,是一组和谐多项式,4是该组和谐多项式的和谐果.
(1)判断多项式,,是否为一组和谐多项式?若是,请求出该组和谐多项式的和谐果;若不是,请说明理由;
(2)多项式,,(a,b,c是常数)是一组和谐多项式,求a,b,c之间的数量关系;
(3)多项式,,(d,e是常数)是一组和谐多项式,请直接写出该组和谐多项式的和谐果m的值.
难点强化十、配方法求最值
1.教科书中这样写道:“我们把多项式及叫做完全平方式”,如果一个多项式不是完全平方式,我们常做如下变形: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,这种方法叫做配方法.配方法是一种重要的解决问题的数学方法,不仅可以将一个看似不能分解的多项式分解因式,还能解决一些与非负数有关的问题或求代数式最大值,最小值等.
例如:分解因式;例如求代数式的最小值..可知当时,有最小值,最小值是,根据阅读材料用配方法解决下列问题:
(1)分解因式: ;
(2)当x为何值时,多项式有最小值,并求出这个最小值.
(3)当 , 时,多项式有最小值,最小值是 .
2.在学习用乘法公式时,我们知道把多项式及叫做“完全平方式”.周老师布置了一道思维拓展题:代数式 有最大值还是最小值?并求出这个最值.小宸的解题步骤如下:
∴当时,数式的最小值是4,此时
小宸的解法及结果得到了周老师的肯定,请根据上述内容完成以下问题:
(1)若是一个完全平方式,则k的值等于 ;
(2)求代数式的最小值,并求此时x的值;
(3)对于任意实数x、y,若多项式的最小值为2,求m的值.
3.阅读与思考:我们把多项式及叫做完全平方公式.如果一个多项式不是完全平方公式,我们常做如下变形: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,这种方法叫做配方法,配方法是一种重要的解决问题的数学方法,可以求代数式的最大值或最小值.
例如:求代数式的最小值.
,可知当时,有最小值,最小值是.
再例如:求代数式的最大值.
.可知当时,有最大值.最大值是.
【直接应用】
(1)在横线上添上一个常数项使之成为完全平方式: ;
(2)代数式的最小值为 ;
【类比应用】
(3)试判断代数式与的大小,并说明理由;
【知识迁移】
(4)如图,学校打算用长16米的篱笆围一个长方形的生物园饲养小兔,生物园的一面靠墙(墙足够长),求围成的生物园的最大面积.
真题感知
1.(2024·江苏南京·中考真题)任意两个奇数的平方差总能( )
A.被3整除 B.被5整除 C.被6整除 D.被8整除
2.(2024·江苏扬州·中考真题)下列运算中正确的是( )
A. B.
C. D.
3.(2024·江苏徐州·中考真题)若,,则代数式的值是 .
4.(2023·江苏·中考真题)若圆柱的底面半径和高均为,则它的体积是 (用含的代数式表示).
5.(2023·江苏宿迁·中考真题)若实数m满足,则 .
6.(2023·江苏盐城·中考真题)先化简,再求值:,其中,.
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专题02 整式乘法思维导图
核心考点聚焦
1. 单项式乘单项式
2. 单项式乘多项式
3. 多项式乘多项式
4. 乘法公式
1、 单项式乘以单项式
单项式与单项式相乘,把他们的系数、相同字母分别相乘,对于只在一个单项式里含有的字母,则连同它的指数作为积的一个因式。
2、 单项式乘以多项式
单项式与多项式相乘,就是用单项式去乘多项式的每一项,再把所得的积相加。
3、 多项式乘以多项式
多项式与多项式相乘,先用一个多项式的每一项乘另一个多项式的每一项,再把所得的积相加。
4、 乘法公式
1.平方差公式:(a+b)(a-b)=a²-b²,两个数的和与这两个数的差的积,等于这两个数的平方差。
2.完全平方公式:a²+2ab+b²=(a+b)²,a²-2ab+b²=(a-b)²,即首平方、尾平方,倍首尾放中央。
难点强化一、阴影部分面积
1.如图,有两个正方形A、B,边长分别为a和b,将A、B并列放置后构造新的图形,分别得到长方形图甲与正方形图乙.若图甲、图乙中阴影的面积分别为与,若,则的值为( )
A. B. C.2 D.3
【答案】D
【分析】本题主要考查了单项式乘以多项式,完全平方公式,图甲种阴影部分是一个长为,宽为的长方形,图2种阴影部分面积等于边长为的正方形面积减去正方形A和正方形B的面积,据此分别表示出与,再根据建立方程求解即可.
【详解】解:由题意得,,
∵,
∴,
∴或(舍去),
∴,
故选;D.
2.如图所示,在周长为44的长方形中放入一个边长为8的大正方形和两个边长为6的小正方形和,其中点E、G分别在、上,点H、K分别在边、上,点P、Q在边上,点N在边上.记如图的三个阴影部分的面积分别为,,,若,则长方形的面积为 .
【答案】120
【分析】本题考查了整式的混合运算,根据所给图形,数形结合,正确表示出相关图形的长度和面积,是解题的关键.
设长方形的长,宽,表示出,则由已知及图形可得、、代的长、宽及面积如何表示,根据,及可整体求得的值,即长方形的面积.
【详解】设长方形的长,宽,
∵周长为44,
∴ .
的长为,宽为,
.
的长为,宽为,
.
:长为,宽为,
所以.
将、、代入得:
将代入中得:
.
∴长方形的面积为120.
故答案为:120.
3.如图,长方形被分割成四个小长方形,已知长方形的面积比长方形的面积大3,,那么阴影部分的面积是多少?
【答案】阴影部分面积为1.
【分析】本题考查了整式的混合运算,根据题意得出,设
则,根据题意得出,最后根据,即可解答.
【详解】解:连接
∵,
∴,
设
则,
∵长方形的面积比长方形的面积大3,
∴,
∵
,
∴阴影部分的面积.
难点强化二、杨辉三角
1.我国宋朝数学家杨辉在他的著作《详解九章算法》中提出“杨辉三角”(如图),此图揭示了(为非负整数)展开式的项数及各项系数的有关规律,例如:
利用上述规律计算:( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了多项式的系数规律问题,解题的关键是根据题意正确分析出各项系数的有关规律.根据杨辉三角的规律可知,令,则,计算即可.
【详解】解:,
∴,
令,
∴,
故选:D.
2.南宋数学家杨辉在其著作《详解九章算法》中揭示了(为非负整数)展开式的项数及各项系数的有关规律如下,后人也将右表称为“杨辉三角”
…
写出展开式中所有项的系数和 .
【答案】
【分析】本题考查了“杨辉三角”展开式中所有项的系数和的求法,掌握展开式中所有项的系数和,得到规律即可求解是关键.
由“杨辉三角”得到:应该是为非负整数展开式的项系数和为.
【详解】解:当时,展开式中所有项的系数和为,
当时,展开式中所有项的系数和为,
当时,展开式中所有项的系数和为,
当时,展开式中所有项的系数和为,
当时,展开式中所有项的系数和为,
.
故答案为:.
3.我国宋代数学家杨辉(13世纪)写了一本书《详解九章算法》,书中记载了一个用数字排成的三角形,这个三角形数阵图是北宋贾宪(约11世纪上半叶)首创的“开方作法本源图”,后人称之为贾宪三角或杨辉三角.(图1)
杨辉三角实际是二项式乘方展开式的系数表(图2),观察图2右侧的系数表,你发现了什么规律?用你发现的规律回答下列问题:
(1)多项式展开式的第三项系数是_____________.
(2)请写出的展开式:______________.
(3)已知多项式,当时,求该多项式的值.
【答案】(1)10;
(2)
(3)
【分析】本题考查对题干“杨辉三角”规律的理解,以及规律的运用,解题的关键是找出展开式的各项系数规律并灵活运用.
(1)根据“杨辉三角”规律写出多项式的展开式,即可得到展开式中的第三项;
(2)根据“杨辉三角”规律得到多项式展开式;
(3)根据“杨辉三角”规律得到为的展开式,即可解题.
【详解】(1)解:由题可得:多项式的展开式各系数依次为1,5,10,5,1,
多项式的展开式中第三项系数是10.
故答案为:;
(2)解:由题意可得:.
故答案为:;
(3)解:
,
当时,原式.
难点强化三、操作问题
1.我们把个单项式的和得到的多项式记为,即,将多项式中的任意个单项式,其系数变为相反数得到新多项式,称为相反数操作.例如:对于,当时,可将变为,得到新多项式:,下列说法中:
①当时,若均为自然数,则与新多项式的积可能为
②当时,若等于新多项式的绝对值,则的个单项式中一定存在两个单项式的和为;
③当时,得到的新多项式的所有可能结果之和记为,将再进行“相反数操作”,得到的新多项式的所有可能结果之和记为...以此类推,则与的差为定值.正确的个数是( )
A.3 B.2 C.1 D.0
【答案】A
【分析】本题考查了整式的混合运算,平方差公式,解绝对值方程,根据新定义,逐项分析判断,即可求解.
【详解】解:①∵.
当 时,有两种可能的新多项式:
改变 的系数:新多项式为 .
改变 的系数:新多项式为 .
计算与新多项式的积:
若改变 ,积为 .
若改变 ,积为 .
设 , ,则 ,且 , 和 同奇偶(确保 为整数).
积的绝对值为 ,需等于 12.
符合条件的解:, (例如 或 ).
当 时,改变 得新多项式 ,,积为 .因此,说法①正确.
.
当 时,选择任意两个单项式(设其和为 ),新多项式为 .
条件:,且 .
解绝对值方程:情况一:
∴,则选中的两个单项式之和为 0.
情况二:
∴,则未选中的两个单项式之和为
因此,无论如何,都存在两个单项式之和为 0.说法②正确.
.
定义迭代过程::所有可能一次操作()后新多项式的和.
新多项式:,,.
∴.
:将(即)进行所有可能一次操作后新多项式的和.
操作 得:,,.
同样得 .
对任意多项式 ,其所有可能一次操作后新多项式的和仍等于 .
因此, 对所有 成立.
,差为 (定值).
说法③正确.
三个说法均正确,正确个数为 3.
故选:A.
2.有依次排列的2个整式:x,,对任意相邻的两个整式,都用右边的整式减去左边的整式,所得之差写在这两个整式之间,可以产生一个新整式串:x,3,,这称为第一次操作;将第一次操作后的整式串按上述方式再做一次操作,可以得到第二次操作后的整式串;以此类推.通过下列实际操作:
①第二次操作后整式串为:x,,3,x,;
②第二次操作后,当时,所有整式的积为正数;
③第四次操作后整式串中共有19个整式;
④第2021次操作后,所有的整式的和为;
上面四个结论中正确的是 (填序号)
【答案】①④/④①
【分析】根据整式的加减运算法则和整式的乘法运算法则进行计算,从而作出判断.
【详解】解:∵第一次操作后的整式串为:x,3,,
∴第二次操作后的整式串为x,,3,,,
即x,,3,,,故①的结论正确,符合题意;
第二次操作后整式的积为,
∵,
∴,即,
∴,
即第二次操作后,当时,所有整式的积为非负数,故②的说法错误,不符合题意;
第三次操作后整式串为,
第四次操作后整式串为,
共17个,故③的说法错误,不符合题意;
第一次操作后所有整式的和为,
第二次操作后所有整式的和为,
第三次操作后所有整式的和为,
...,
第n次操作后所有整式的积为,
∴第次操作后,所有的整式的和为,
故④的说法正确,符合题意;
正确的说法有①④,
故答案为:①④.
【点睛】本题考查整式的加减,整式的乘法,掌握合并同类项(系数相加,字母及其指数不变)和去括号的运算法则(括号前面是“+”号,去掉“+”号和括号,括号里的各项不变号;括号前面是“−”号,去掉“−”号和括号,括号里的各项都变号)和平方差公式是解题关键.
3.对任意一个三位数,如果满足各个数位上的数字互不相同,且都不为零,则称这个数为“幸福数”,将的百位数字调到个位可以得到一个新的三位数,不断重复此操作共可得到两个不同的新三位数,把这两个新数与原数的和与111的商记为.例如,456是“幸福数”,不断将456的百位数字调到个位可得564,645,.
(1)求,.
(2)已知,(,,为整数),若、均为“幸福数”,且可被6整除,求的值.
【答案】(1),
(2)18
【分析】(1)根据定义计算,即可分别求得;
(2)首先可求得且,,再分两种情况可求得或(且,,),再根据可被6整除,即可分别求得x、y的值,即可求得s、t的值,据此即可解答
【详解】(1)解:,
;
(2)解:、均为“幸福数”,
且,且且,
,且,,
当时,,
当时,,且,,,
当,,且,时,
可被6整除,
或或,
由得,(舍去),
由得,或或或,都不符合题意,故舍去,
同理,也没有符合要求的x、y的值;
当,,且,,且,,时,
可被6整除,
或或,
同理,可得或,
当时,,,
此时,,不合题意舍去,
当时,,,
此时,,合题意,
,
综上,的值为18.
【点睛】本题考查因式分解的应用;理解题意,从题目中获取信息,列出正确的代数式,再由数的特点求解是解题的关键.
难点强化四、整除问题
1.若k为任意整数,则的值总能( )
A.被2整除 B.被3整除 C.被5整除 D.被7整除
【答案】C
【分析】本题考查了整式的混合运算,掌握乘法公式的运用是解题的关键.
运用乘法公式展开,再根据整式的加减运算得到,结合为任意整数,得到是整数,由此即可求解.
【详解】解:
,
∵为任意整数,
∴是整数,
∴的值总能被5整除,
故选:C.
2.一个正两位数M,它的个位数字是,十位数字是a,把M十位上的数字与个位上的数字交换位置得到新两位数N,若的值能被13整除,则a的值是 .
【答案】6
【分析】本题考查整式的加减运算,因式分解的应用,求出的值,因式分解后,根据的值能被13整除可得出,进而可求出a的值.
【详解】解:正两位数,
新两位数,,
因为的值能被13整除,且a为整数,,,
所以,
解得.
故答案为:6.
3.数学兴趣小组开展探究活动,研究了“相邻两个奇数的平方差是否能被8整除)”的问题.
(1)指导教师将学生的发现进行整理,部分信息如下:
能否被8整除
能
能
能
能
能
…
…
按上表规律,完成下列问题:
(ⅰ)____;
(ⅱ)若是正整数,请用含的式子描述你能得出的一般性结论,并证明你的结论;
(2)兴趣小组还猜测:相邻两个偶数的平方差不能被8整除.师生一起研讨,分析过程如下:
假设相邻两个偶数的平方差能被8整除.令一个偶数为(为正整数),则相邻的一个偶数可表示为,则(为正整数).因为_____,所以_____,这与为正整数相矛盾,故相邻两个偶数的平方差不能被8整除.
阅读以上内容,请在横线上填写所缺内容.
【答案】(1)(ⅰ)48;(ⅱ)能被8整除,证明见解析
(2)(或),
【分析】本题考查了数字类规律探索,因式分解的应用,掌握相关运算法则是解题关键.
(1)(ⅰ)根据表中规律作答即可;
(ⅱ)根据表中规律即可得出能被8整除;根据平方差公式化简,即可得解;
(2)根据题中方法利用平方差公式化简即可求解.
【详解】(1)解:(ⅰ);
(ⅱ)能被8整除;
证明:
,
又是正整数,
能被8整除,结论成立;
(2)解:
,
.
故答案为:(或),.
难点强化五、单(多)项式与多项式的应用
1.如图,小明制作了A类,B类,C类卡片各15张,其中A,B两类卡片都是正方形,C类卡片是长方形,若小明要拼出一个宽为,长为的大长方形,则他准备的C类卡片( )
A.够用,剩余0张 B.够用,剩余2张
C.不够用,还缺1张 D.不够用,还缺2张
【答案】B
【分析】本题主要考查多项式与多项式的乘法与图形的面积,根据大长方形的面积公式求出拼成大长方形的面积,再对比卡片的面积,即可求解.
【详解】解:大长方形的面积为,C类卡片的面积为,
∴需要C类卡片的张数是13,
∴够用,剩余2张,
故选:B.
2.如图,长方形的面积是96,为上一点,,为上一点,则的面积是 .
【答案】45
【分析】此题考查了整式的乘法以及代数求值的实际应用,解题的关键是正确表示出,,.
设长方形的长为x,宽为y,然后表示出,,,然后根据的面积列式代数求解即可.
【详解】设长方形的长为x,宽为y,
∵,,
∴,,
∴的面积
.
故答案为:45.
3.如图,在一个足够长且宽为的纸带上剪出一些矩形纸片A,B,C…,其面积分别为.图中的虚线为裁剪纸,试用含x的式子解决下列问题.
(1)求;若,求矩形C落在边l上的长;
(2)在(1)的前提下,若矩形D在边l上的长为,比较与的大小,并通过计算说明理由.
【答案】(1);x
(2),见解析
【分析】本题考查了多项式乘多项式的应用,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)根据面积等于长乘宽,先表示,因为,故,即可作答.
(2)依题意,,,结合,即一定大于0,所以,即可作答.
【详解】(1)解:结合图形,;
∵
∴,
∴矩形C落在边l上的长为x;
(2)解:,理由如下:
依题意,,
∴
∵,
∴一定大于0,
∴,
即.
难点强化六、平方差公式的应用
1.如图,大正方形与小正方形的面积之差是,则阴影部分的面积是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查利用平方差公式求图形的面积,熟练掌握平方差公式是解题的关键.
设大正方形的边长为,小正方形的边长为,得到,,再根据阴影部分的面积等于进行求解即可.
【详解】解:如图,设大正方形的边长为,小正方形的边长为,
∴,,,,
∴
,
故选:.
2.已知边长为a的大正方形A和边长为b的小正方形B,现将B放在A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.若图甲和图乙中阴影部分的面积分别是1和12.
(1)根据图甲、图乙的面积关系,可以得到 ;
(2)若3个正方形A和2个正方形B按图丙的方式摆放,则图丙中阴影部分的面积为 .
【答案】 1 29
【分析】本题主要考查了完全平方公式和平方差公式的变式应用,熟练掌握完全平方公式和平方差公式的结构特点是解题的关键.
(1)图甲中阴影面积等于所在大正方形面积减去正方形的面积,再减去两个长方形面积;
(2)图丙中阴影部分面积等于所在大正方形面积减去3个正方形A的面积,再减去2个正方形B的面积,据此列出算式后,利用完全平方公式和平方差公式计算即可;.
【详解】解:(1)图甲阴影面积可以表示为:,
为正方形边长,,
,
,
故答案为:;
(2)图乙中阴影部分面积可以表示为:,
,
图丙中阴影部分面积为:
,
,,
,
,
,(舍去),
.
故答案为:.
3.从边长为a的正方形中剪掉一个边长为b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)上述操作能验证的等式是 ;
(2)应用你从(1)中选出的等式,完成下列各题.
①已知,,求的值.
②计算:.
【答案】(1)
(2)①3;②
【分析】本题考查了平方差公式的几何背景,熟练掌握平方差公式是解题的关键;
(1)根据图1和图2的面积相等即可得到答案;
(2)①运用平方差公式求解即可;
②将原式变形为,然后连续运用平方差公式求解即可.
【详解】(1)解:图1的阴影部分的面积是,图2的阴影部分的面积是,
这两个阴影部分的面积相等,所以上述操作能验证的等式是;
故答案为:;
(2)解:①∵,,且,
∴,
∴;
②
.
难点强化七、完全平方公式的应用
1.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,图中阴影部分四个正方形的面积之和为,则图中每个小长方形的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了完全平方公式的变形求值,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:B.
2.有一张边长为的大正方形卡片和三张边长为的小正方形卡片如图①所示,取出两张小正方形卡片放入“大正方形卡片”内拼成的图案如图②,再重新用三张小正方形卡片放入“大正方形卡片”内拼成的图案如图③.已知图②中的阴影部分面积是图③中的阴影部分面积的2倍,则小正方形与大正方形的面积之比为 .
【答案】
【分析】本题考查了完全平方公式的应用,由图可得,图②阴影部分面积,图③阴影部分面积,即得,得到,据此即可求解,根据图形表示出图①②阴影部分的面积是解题的关键.
【详解】解:由图②可得,阴影部分面积,
由图③可得,阴影部分面积,
∵图②中的阴影部分面积是图③中的阴影部分面积的倍,
∴,
整理得,,
∴,
∴,
∴;
故答案为:.
3.【材料阅读】
利用两数和(差)的完全平方公式可以解决很多数学问题.
例:若满足,求的值.
解:设,则,
.
请仿照上面的方法求解下面问题:
【初步应用】(1)已知,,则___________;
【问题解决】(2),求;
【拓展延伸】(3)已知正方形的边长为x,E、F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.
【答案】(1)22;(2);(3)阴影部分的面积为16.
【分析】本题主要考查了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:
(1)先利用完全平方公式求得,再根据,代入计算即可;
(2)设,,根据题意可求出,,再求出的值,即可求出答案;
(3)长方形的长,宽,则有,因此有,求出x的值,再代入阴影部分的面积中计算即可求出结果.
【详解】解:(1)∵,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)设,,
则,
,
∵,
∴,
∴;
(3)由题意得,长方形的长,宽,
则有,
由题意得,
即,
∴,
∴或(舍去).
∴阴影部分的面积为:,
答:阴影部分的面积为16.
难点强化八、整式乘法的规律
1.数学兴趣小组开展探究活动,研究了均为自然数,且)的问题.研究过程如下:
当时,;
当时,;
当时,;
当时,;
当时,;
…………
(1)按照以上规律,填空.
①请你写出当时,( )( );
②猜想( )
(2)兴趣
…………
按照以上规律,请你猜想__________________,并证明.
【答案】(1)①,43;②
(2),,,证明见解析
【分析】本题主要考查了数字变化的规律及整式的混合运算,能根据所给等式发现各部分的变化规律是解题的关键.
(1)根据所给等式,观察各部分的变化,发现规律即可解决①②.
(2)根据所给等式,观察各部分的变化,发现规律,并进行证明即可.
【详解】(1)解:①当时,;
②猜想:.
故答案为:①,43;②;
(2)解:猜想:,
证明:
,
所以左边右边,猜想成立.
2.某校的七年级数学兴趣小组开展探究活动,他们一起研究两位整数的平方数问题,先从个位数是1的两位整数的平方数开始.如:
;
...
按照以上规律,完成下列问题:
(1)___________;
(2)十位数字是,个位数字是1的两位整数的平方数可以写成:(___________)___________;(用含的代数式表示)
(3)请你猜想出十位数字是,个位数字是的两位整数的平方数,写成:(___________)___________(用含的代数式表示),并证明.
【答案】(1)
(2)
(3),证明见解析
【分析】本题考查了数字的变化类问题,解题的关键是仔细观察数据的变化规律,找到规律后即可求解.
(1)根据已知等式得出规律,写出即可;
(2)根据已知等式得出规律,写出即可;
(3)根据已知等式得出规律,写出即可.
【详解】(1)解:∵;
;
;
;
∴;
故答案为:;
(2)解:;
故答案为:;
(3)解:;
证明:,
,
左边右边,
故答案为:;.
3.阅读下面各式,寻找其中的计算规律.
①
②
③
(1)按这个规律,第10个式子是:______________
(2)观测上式,并猜测: ________________
(3)根据你的猜测,计算(其中n是正整数)的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】本题考查了数字类变化规律,平方差公式,多项式乘以多项式,正确理解题意是解题的关键.
(1)仿照题干即可求解;
(2)仿照题干,即可归纳总结得到一般性规律,
(2)原式变形后,利用得出的规律计算即可得到结果.
【详解】(1)解:∵①
②
③
∴第10个式子是:,
故答案为:;
(2)解:由题干规律可得:,
故答案为:;
(3)解:
.
难点强化九、整式乘法的新定义
1.定义:对于依次排列的多项式(,,,是常数),当它们满足,且为常数时,则称,,,是一组平衡数,是该组平衡数的平衡因子.如对于多项式,因为,所以,,,是一组平衡数,是该组平衡数的平衡因子.
(1)已知,,,是一组平衡数,求该组平衡数的平衡因子.
(2)若a,b,c,d是一组平衡数,,请写出一组b,c的值,
(3)当a,b,c,d之间满足什么数量关系时,它们是一组平衡数?请说明理由.
【答案】(1)
(2)(答案不唯一)
(3)当时,a,b,c,d是一组平衡数
【分析】本题考查多项式乘多项式,解题的关键在于观察两个展开式中各项之间的关系,通过观察,我们会发现,.
(1)直接根据定义计算的值;
(2)根据定义表示平衡数的平衡因子,令一次项的系数为,代入可得结论;
(3)根据(2)可得,,,之间满足的数量关系式.
【详解】(1)解:
(2)由题意,得
,
因为,,是常数,所以,即,所以,的值可以是.(答案不唯一,满足即可)
(3),
,,,都是常数,所以当时,是常数,即当时,,,,是一组平衡数
2.配方法是数学中重要的一种思想方法.这种方法常被用到代数式的变形中,并结合非负数的意义来解决一些问题.我们定义:一个整数能表示成(,是整数)的形式.则称这个数为“完美数”.例如,10是“完美数”.理由:因为,所以10是“完美数”;代数式可配方成(,为常数).也可以求代数式的最大值或最小值,即:,因为,所以,所以最小值为4.
(1)解决问题:
下列各数中,“完美数”有______(填序号).
①29; ②48; ③13; ④28.
(2)探究问题:
①已知(,是整数,是常数),猜想当为何值时,为“完美数”,并说明理由.
②已知实数,满足,求的最小值.
【答案】(1)①③
(2)①当时,为“完美数”,理由见解析;②
【分析】本题考查了新定义的运算法则,因式分解的应用,完全平方公式的运算:
(1)根据“完美数”的定义分别进行判断即可;
(2)利用配方法进行转化,然后求得对应字母的值;
(3)利用配方法和非负数的性质求得最小值;
仔细阅读材料,理解新定义含义,把算式灵活配方是解决问题的关键.
【详解】(1)解:∵,
∴29是“完美数”,
∵,
∴13是“完美数”,
故答案为:①③;
(2)①当时,为“完美数”,理由如下:,
当时完全平方数时,即,
即时,是“完美数”;
②∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴的最小值为.
3.定义:多项式A,B,C,如果满足,m为常数时,则称多项式A,B,C为一组和谐多项式.其中m是该组和谐多项式的和谐果.
例如:对于多项式,,,因为,所以多项式,,是一组和谐多项式,4是该组和谐多项式的和谐果.
(1)判断多项式,,是否为一组和谐多项式?若是,请求出该组和谐多项式的和谐果;若不是,请说明理由;
(2)多项式,,(a,b,c是常数)是一组和谐多项式,求a,b,c之间的数量关系;
(3)多项式,,(d,e是常数)是一组和谐多项式,请直接写出该组和谐多项式的和谐果m的值.
【答案】(1)多项式,,是一组和谐多项式,和谐果为;
(2);
(3)9
【分析】本题考查了新定义,整式的混合运算的应用,理解题意,熟练计算是解题的关键.
(1)根据和谐多项式的概念,计算即可验证;
(2)根据和谐多项式的概念,列式,可得结果中和的系数都为0,即可解答;
(3)根据和谐多项式的概念,列式,可得结果中和的系数都为0,即可解答;
【详解】(1)解:,
,
,
故多项式,,是一组和谐多项式,和谐果为
(2)解: ,
,
多项式,,(a,b,c是常数)是一组和谐多项式,
;
(3)解:
多项式,,(d,e是常数)是一组和谐多项式,
,
解得,
.
难点强化十、配方法求最值
1.教科书中这样写道:“我们把多项式及叫做完全平方式”,如果一个多项式不是完全平方式,我们常做如下变形: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,这种方法叫做配方法.配方法是一种重要的解决问题的数学方法,不仅可以将一个看似不能分解的多项式分解因式,还能解决一些与非负数有关的问题或求代数式最大值,最小值等.
例如:分解因式;例如求代数式的最小值..可知当时,有最小值,最小值是,根据阅读材料用配方法解决下列问题:
(1)分解因式: ;
(2)当x为何值时,多项式有最小值,并求出这个最小值.
(3)当 , 时,多项式有最小值,最小值是 .
【答案】(1)
(2)当时,有最小值,最小值是
(3), 5
【分析】本题考查了因式分解的应用,非负数的性质,解题时要注意配方法的步骤.注意在变形的过程中不要改变式子的值.
(1)根据材料用配方法分解因式即可;
(2)根据材料用配方法求出最小值即可;
(3)对多项式利用配方法求出最小值即可.
【详解】(1)解:
,
(2)解:
,
当时,有最小值,最小值是.
(3)解:
当时,有最小值,最小值是5.
2.在学习用乘法公式时,我们知道把多项式及叫做“完全平方式”.周老师布置了一道思维拓展题:代数式 有最大值还是最小值?并求出这个最值.小宸的解题步骤如下:
∴当时,数式的最小值是4,此时
小宸的解法及结果得到了周老师的肯定,请根据上述内容完成以下问题:
(1)若是一个完全平方式,则k的值等于 ;
(2)求代数式的最小值,并求此时x的值;
(3)对于任意实数x、y,若多项式的最小值为2,求m的值.
【答案】(1)4
(2)最小值为2,此时
(3)
【分析】本题考查的是利用完全平方式的特点及其非负性求解代数式的最值,掌握利用完全平方式的特点把代数式变形是解本题的关键.
(1)根据完全平方公式的特点解答即可;
(2)根据题目提供的方法配方成完全平方公式,然后根据偶次方的非负性即可得答案.
(3)根据题目提供的方法配方成完全平方公式,根据偶次方的非负性几何多项式的最小值为2,解方程即可得答案.
【详解】(1)解:,
∵是一个完全平方式,
∴,
故答案为:4;
(2)
当时,代数式有最小值是2,
此时;
(3)
依题意得,
.
3.阅读与思考:我们把多项式及叫做完全平方公式.如果一个多项式不是完全平方公式,我们常做如下变形: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,这种方法叫做配方法,配方法是一种重要的解决问题的数学方法,可以求代数式的最大值或最小值.
例如:求代数式的最小值.
,可知当时,有最小值,最小值是.
再例如:求代数式的最大值.
.可知当时,有最大值.最大值是.
【直接应用】
(1)在横线上添上一个常数项使之成为完全平方式: ;
(2)代数式的最小值为 ;
【类比应用】
(3)试判断代数式与的大小,并说明理由;
【知识迁移】
(4)如图,学校打算用长16米的篱笆围一个长方形的生物园饲养小兔,生物园的一面靠墙(墙足够长),求围成的生物园的最大面积.
【答案】(1);(2);(3),理由见解析;(4)32平方米
【分析】本题考查了完全平方式的应用,偶次方的非负性,熟练掌握完全平方式的特点、偶次方的非负性是解题的关键.
(1)根据完全平方公式的特征添加即可得解;
(2)把原式化为完全平方式与一个数的和的形式,根据偶次方的非负性解答即可;
(3)利用完全平方式把原式进行变形,再根据偶次方的非负性解答即可;
(4)设垂直于墙的一边长为米,则另一边长为米,利用矩形的面积公式可得,再利用完全平方式把原式进行变形,根据偶次方的非负性解答即可.
【详解】解:(1)由题意得, ,
故答案为:4.
(2),
当时,代数式有最小值,最小值为,
故答案为:;
(3),理由如下:
,
∵,
∴,
∴;
(4)设垂直于墙的一边长为米,则另一边长为米,
根据题意得:,
当时,有最大值,最大值是,
围成的菜地的最大面积是32平方米.
真题感知
1.(2024·江苏南京·中考真题)任意两个奇数的平方差总能( )
A.被3整除 B.被5整除 C.被6整除 D.被8整除
【答案】D
【分析】设一个奇数为,另一个奇数为,且是较大一个,都是正整数,根据题意,得,分类解答即可.
本题考查了平方差公式的应用,整数的整除性质,熟练掌握公式是解题的关键.
【详解】解:设一个奇数为,另一个奇数为,且是较大一个,都是正整数,
根据题意,得
,
当时,,都能成立;
当时,则,则,
故,
故,
故一定能被8整除,
故选:D.
2.(2024·江苏扬州·中考真题)下列运算中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了乘法公式,合并同类项,幂的乘方,单项式乘法,掌握整式的运算法则是解题的关键.
【详解】解:A、,原选项错误,不符合题意;
B、,正确,符合题意;
C、,原选项错误,不符合题意;
D、,原选项错误,不符合题意;
故选:B .
3.(2024·江苏徐州·中考真题)若,,则代数式的值是 .
【答案】2
【分析】本题考查代数式求值.先将代数式进行因式分解,然后将条件代入即可求值.
【详解】解:∵,,
,
故答案为:2.
4.(2023·江苏·中考真题)若圆柱的底面半径和高均为,则它的体积是 (用含的代数式表示).
【答案】
【详解】根据圆柱的体积圆柱的底面积圆柱的高,可得
.
故答案为:.
【点睛】本题主要考查代数式和整式的乘法运算,牢记整式乘法的运算性质是解题的关键.
5.(2023·江苏宿迁·中考真题)若实数m满足,则 .
【答案】
【分析】根据完全平方公式得,再代值计算即可.
【详解】解:
故答案为:.
【点睛】本题考查完全平方公式的应用,求代数式值,掌握完全平方公式及其变式是解题本题的关键.
6.(2023·江苏盐城·中考真题)先化简,再求值:,其中,.
【答案】,
【分析】根据完全平方公式和平方差公式展开后化简,最后代入求值即可.
【详解】
当,时,原式.
【点睛】本题考查整式混合运算的化简求值,解题的关键是根据完全平方公式和平方差公式展开.
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