内容正文:
第一章 因式分解
1、因式分解
把一个多项式化成几个整式积的形式,叫做把这个多项式因式分解,也叫做把这个多项式分解因式.因式分解和整式乘法是互逆的运算,二者不能混淆.因式分解是一种恒等变形,而整式乘法是一种运算.
2、提公因式法
把多项式分解成两个因式的乘积的形式,其中一个因式是各项的公因式,另一个因式是,即,而正好是除以所得的商,提公因式法分解因式实际上是逆用乘法分配律.
3、公式法
(1)平方差公式
两个数的平方差等于这两个数的和与这两个数的差的积,即:
(2)完全平方公式
两个数的平方和加上(减去)这两个数的积的2倍,等于这两个数的和(差)的平方.
即,.
形如,的式子叫做完全平方式.
4、十字相乘法
利用十字交叉线来分解系数,把二次三项式分解因式的方法叫做十字相乘法.
对于二次三项式,若存在 ,则
5、因式分解的一般步骤
(1)如果多项式的各项有公因式,先提取公因式;
(2)如果各项没有公因式那就尝试用公式法;
(3)如用上述方法也不能分解,那么就得选择分组或其它方法来分解.
(4)结果要彻底,即分解到不能再分解为止.
一、因式分解的辨析
1.下面式子从左边到右边的变形中是因式分解的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】解:A. ,是因式分解;
B. ,是整式的乘法,不是因式分解;
C. ,右边最后运算减法,不是因式分解;
D. ,右边为分式,不是因式分解;
故选:A.
2.下列从左到右的变形,属于因式分解的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】解:A、属于整式的乘法计算,不符合题意;
B、属于因式分解,符合题意;
C、右边不完全是积的形式,不符合题意;
D、属于单项式乘以多项式运算,不符合题意;
故选:B.
3.对于①②从左到右的变形中,属于因式分解的是 .(填序号)
【答案】①
【详解】解:①是因式分解,符合题意;
②是整式乘法,不是因式分解,不符合题意;
故答案为:①.
二、确定公因式
4.用提取公因式法因式分解,提出的公因式应当是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:.
所以公因式是.
故选:C.
5.将多项式进行因式分解,公因式是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:多项式,
公因式是.
故选:A.
6.与的公因式是 .
【答案】
【详解】解:根据确定公因式的方法,可得与的公因式为,
故答案为:.
7.用提公因式法分解因式时,应提取的公因式是 .
【答案】
【分析】如果多项式的各项有公因式,可以把这个公因式提取出来,将多项式写成公因式与另一个因式的乘积的形式.直接利用公因式的定义找出公因式,进而提取分解因式即可.
【详解】解:,
∴应提取的公因式是,
故答案为:.
【点睛】本题考查提取公因式法分解因式.确定一个多项式的公因式时,要对数字系数和字母分别进行考虑,可归纳为“五看”:一看系数,若各项系数都是整数,应提取各项系数的最大公因数;二看字母,公因式的字母是各项相同的字母;三看字母的指数,各相同字母的指数取指数最低的;四看整体,如果多项式中含有相同的多项式,应将其看成整体,不要拆开;五看首项符号,若多项式中首项的符号为“-”,则公因式的符号一般为负.正确找出公因式是解题的关键.
三、公式法的适用条件
8.如图,两条线段把正方形分割出边长分别为a、b的两个小正方形,则利用该图形可以验证因式分解成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了利用完全平方公式分解因式,按照两种方法计算图形面积,根据面积相等,即可解答.
【详解】解:图形的面积为:或:,
∴,
故选:B.
9.下列各式中,能用完全平方公式分解因式的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据完全平方公式的结构特点:必须是三项式,其中有两项能写成两个数的平方和的形式,另一项是这两个数的积的2倍,对各选项分析判断后利用排除法求解.
【详解】解:A. 只有两项,不符合完全平方公式;
B.其中有两项、不能写成平方和的形式,不符合完全平方公式;
C. 其中两项、不能写成平方和的形式,不符合完全平方公式;
D. 符合完全平方公式.
故选D.
【点睛】此题考查完全平方公式,正确掌握完全平方式的特点是解题的关键.
10.给出下面四个多项式:①;②;③;④.其中含因式的多项式有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】本题考查提取公因式和公式分解因式,先分解因式,再做判断,熟练掌握因式分解的方法是解题关键.
【详解】解:①;
②;
③;
④不能分解因式;
其中含有因式的多项式为:①②③,共3个,
故选C.
11.下列多项式中,能用平方差公式进行因式分解的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查了平方差公式分解因式,满足的式子即为符合题意的式子,据此求解即可.
【详解】解:A、不能用平方差公式分解因式,不符合题意;
B、不能用平方差公式分解因式,不符合题意;
C、不能用平方差公式分解因式,不符合题意;
D、不能用平方差公式分解因式,不符合题意;
故选:C.
12.下列因式分解正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】本题主要考查因式分解,理解并运用整式乘法和因式分解是互逆的是解题的关键.
能因式分解的利用因式分解的方法分解即可,不能因式分解的,根据多项式乘多项式的运算法则进行计算判断即可.
【详解】解:A、 ,故本选项不符合题意;
B、,故本选项不符合题意;
C、,故本选项不符合题意;
D、,故本选项符合题意;
故选:D.
重难点01 综合因式分解法和公式法分解因式
1.将因式分解.
【答案】
【分析】本题考查了综合提公因式与公式法分解因式,先提取公因式再利用完全平方公式进行因式分解即可.
【详解】解:
.
2.因式分解:
(1)
(2)
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查了提公因式法与公式法因式分解的综合运用,熟练掌握这两种因式分解的方法是解题的关键.
(1)先提公因式,再利用平方差公式分解因式即可;
(2)先利用完全平方公式分解因式,再利用平方差公式分解因式即可.
【详解】(1)解:
;
(2)解:
.
3.因式分解:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【分析】本题主要考查了因式分解,掌握因式分解的步骤一提、二套、三检查、分解要彻底成为解题的关键.
(1)先提取公因式,再运用平方差公式进行因式分解即可;
(2)先运用平方差公式进行分解,再运用完全平方公式进行因式分解即可.
【详解】(1)解:原式.
(2)解:方法一:原式
;
方法二:原式
.
4.已知,满足,且,为等腰三角形的边长,则的周长是 .
【答案】15
【分析】根据,即,可得,,而,为等腰三角形的边长,因此等腰三角形的第三条边的边长为6,分别计算即可.本题考查的是因式分解的应用和等腰三角形的性质,熟练掌握因式分解的方法是解题的关键.
【详解】解:,
,
,,
,为等腰三角形的边长,
等腰三角形的第三条边的边长为6,
当第三条边的边长为6时,的周长为:,
故答案为:15.
重难点02 与图形有关的因式分解
5.如图,点在线段上,在线段同侧作正方形及正方形,连接、、得到.当时,的面积记为;当时,的面积记为;当时,的面积记为;则 .
【答案】
【分析】连接BE发现,无论正方形BCEF怎样变,△AME面积都与△AMB相等,因为都是以AM为底,以AM到BE之间的距离为高.
【详解】连接BE,
∵在线段AC同侧作正方形ABMN及正方形BCEF,
∴BE∥AM.
∴△AME与△AMB同底等高.
∴△AME的面积=△AMB的面积.
∴当AB=n时,△AME的面积为,
当AB=2019时,△AME的面积为.
当AB=2020时,△AME的面积为.
∴
故答案为:
【点睛】本题考查等面积法在几何题中的应用,善于发现BE始终平行AM是本题关键.
6.探究活动:
(1)如图①,可以求出阴影部分的面积是 (写成两数平方差的形式);
(2)如图②,若将阴影部分裁剪下来,重新拼成一个长方形,面积是 (写成多项式乘法的形式);
(3)比较图①,图②阴影部分的面积,可以得到公式 .
知识运用:
(4)用合理的方法计算:.
【答案】(1);(2);(3);(4)
【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)根据阴影部分的面积等于两个正方形的面积差即可求解;
(2)分别表示出阴影部分的长和宽,由面积公式就可求出面积即可;
(3)根据阴影部分的面积相等建立等式即可;
(4)根据平方差公式进行计算即可求解.
【详解】(1)解:根据阴影部分的面积大正方形的面积小正方形的面积,即,
故答案为:.
(2)解:由图可知矩形的长是,宽是,所以面积是,
故答案为:.
(3)解:根据阴影部分面积相等可得:,
故答案为:.
(4)解:
.
7.如图,从边长为a的正方形纸片中剪掉一个边长为b的正方形纸片,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)利用你从(1)中得出的等式,计算:
①已知,求的值.
②计算:.
【答案】(1)
(2)①3;②
【分析】本题考查平方差公式,掌握平方差公式的特征是解题的关键.
(1)由图1,图2分别确定阴影部分面积,得.
(2)①根据平方差公式求解;②运用平方差公式写成两数和乘以两数差形式,求解即可.
【详解】(1)解:图1阴影部分的面积为:,
图2阴影部分的面积为:,
;
(2)解:①,,
;
②
.
8.将周长相等的矩形和正方形按如图所示的方式叠放在一起(其中点D在上,点B在的延长线上,和相交于点G),正方形的边长为m,矩形的宽为x,长为y.
(1)写出x,y,m之间的等量关系.
(2)若矩形的周长记作,矩形的周长记作
①求的值(用含y,m的代数式表示);
②若关于y的不等式的正整数解只有2个,求m的取值范围.
(3)若矩形的面积记作,矩形的面积记作,试比较与的大小,并说明理由.
【答案】(1)
(2)①;②
(3),理由见解析
【分析】(1)根据矩形和正方形的周长相等,构建关系式即可解决问题;
(2)①用x,y,m表示上述出矩形的周长,相加即可;
②根据列式求解即可;
(3)分别表示出,利用求差法比较大小即可.
【详解】(1)解:∵矩形和正方形的周长相等,
∴,
∴;
(2)解:①∵矩形的周长记作,
矩形的周长记作,
∴;
②∵,即
∴,
∵关于y的不等式的正整数解只有2个,
∴,
解得: ,
∴m的取值范围是;
(3)解:,理由如下:
理由:∵,,
∴.
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
【点睛】此题考查了长方形和正方形的面积与周长、解含有参数的一元一次不等式、作差法比较大小、整式的加减、整式的乘法、因式分解等知识,熟练掌握整式的运算法则和一元一次不等式的解法是解题的关键.
重难点03 因式分解法的综合应用
9. 如果一个正整数能表示为两个连续奇数的平方差,那么称这个正整数为“奇特数”.例如: , ,;则8、16、24这三个数都是奇特数.
(1)32这个数是奇特数吗?若是,表示成两个连续奇数的平方差形式.
(2)设两个连续奇数是2n-1和2n+1(其中n取正整数),由这两个连续奇数构造的奇特数是8的倍数吗?为什么?
(3)如图所示,拼叠的正方形边长是从1开始的连续奇数…,按此 规律拼叠到正方形ABCD,其边长为19,求阴影部分的面积.
【答案】(1)32是奇特数,
(2)两个连续奇数构造的奇特数是8的倍数,理由见解析
(3)
【分析】(1)根据即可求解;
(2)利用平方差公式进行计算,得到两个连续奇数构造的奇特数是8的倍数;
(3)利用阴影部分面积为:,根据平方差公式进行计算即可求解.
【详解】(1)解:∵,
∴32是奇特数,
(2)由这两个连续奇数构造的奇特数是8的倍数,
理由:
;
∴由这两个连续奇数构造的奇特数是8的倍数.
(3)
.
【点睛】本题考查了平方差公式的应用,掌握平方差公式是解题的关键.
10.若的结果为整数,则整数n的值不可能是( )
A.44 B.55 C.66 D.77
【答案】D
【分析】将和各选项进行因式分解,依次判断,即可求解,
本题考查了,因式分解的应用,解题的关键是:熟练掌握提公因式法和公式法进行因式分解.
【详解】解:,
A、,是的因子,可使结果为整数,不符合题意,
B、,是的因子,可使结果为整数,不符合题意,
C、,是的因子,可使结果为整数,不符合题意,
D、,不是的因子,不可使结果为整数,符合题意,
故选:D.
11.请你参考黑板中老师的讲解,用乘法公式进行简便计算:利用乘法公式有时可以进行简便计算.
例1:;
例2:.
(1);
(2).
【答案】(1);
(2)1;
【分析】(1)根据完全平方公式即可求出答案.
(2)根据平方差公式即可求出答案.
【详解】(1)原式
;
(2)
.
【点睛】本题考查了用完全平方公式和平方差公式进行简便运算,解题关键根据数据特征选择适当公式进行计算.
12.一个正整数p能写成(m、n均为正整数,且),则称p为“平方差数”,m、n为p的一个平方差变形,在p的所有平方差变形中,若最大,则称m、n为p的最佳平方差变形,此时.例如:,因为,所以7和5是24的最佳平方差变形,所以.
(1)= ;
(2)若一个两位数q的十位数字和个位数字分别为x,y,q为“平方差数”且能被7整除,求的最小值.
【答案】(1)130
(2)34
【分析】本题考查因式分解在新定义题型中的应用,能根据新定义将一个正整数进行分解是解决问题的前提.
(1),根据的定义即可得到答案;
(2)根据题意对x、y的取值进行分类讨论,再根据的定义即可得到答案.
【详解】(1).
∵,
∴,
故答案为:.
(2)∵能被7整除,,
∴或,
∴或或或,
当,时,,;
当,时,,;
当,时,,此时q不是平方差数,不符合题意;
当,时,,
∵,
∴.
∵,
∴的最小值为34.
13.如果一个正整数能表示为两个连续偶数的平方差,那么称这个正整数为“神秘数”.如,,.因此,、、这三个数都是神秘数.
(1)验证和这两个数是否为神秘数;
(2)设两个连续偶数为和(其中k取非负整数),由这两个连续偶数构造的神秘数是的倍数吗? 请说明理由.
【答案】(1)和这两个数都是神秘数
(2)是,理由见解析
【分析】(1)根据新定义,进行判断即可求解;
(2)根据定义,利用平方差公式因式分解即可求解.
【详解】(1)解:∵
∴和这两个数都是神秘数;
(2)解:是,理由如下
∵这两个连续偶数构造的神秘数为
∵取非负整数
∴由和造的神秘数是的倍数
【点睛】本题考查了平方差公式因式分解,熟练掌握平方差公式是解题的关键.
14.整体思想是数学解题中常见的一种思想方法.下面是对多项式进行因式分解的解题思路:将“”看成一个整体,令,则原式.再将“x”还原为“”即可.解题过程如下:
解:设,则原式(第一步)
(第二步)
(第三步)
(第四步).
问题:
(1)①该同学完成因式分解了吗?如果没完成,请你直接写出最后的结果;
②请你模仿以上方法尝试对多项式进行因式分解;
(2)请你模仿以上方法尝试计算:
.
【答案】(1)①该同学没有完成因式分解;最后的结果为;②
(2)2024
【分析】本题考查公式法分解因式,理解整体思想是解决问题的前提,掌握完全平方公式的结构特征和必要的恒等变形是正确解答的关键.
(1)①根据因式分解的意义进行判断,再利用完全平方公式分解因式即可;
②利用换元法进行因式分解即可;
(2)设,,则原式,整体代入计算即可.
【详解】(1)①该同学没有完成因式分解;
设,则原式(第一步)
(第二步)
(第三步)
(第四步)
.
∴最后的结果为.
②设,
原式
.
;
(2)设,,
则,
,
原式
.
15.定义:对任意一个两位数a,如果a满足个位数字与十位数字互不相同,且都不为零,那么称这个两位数为“迥异数”.将一个“迥异数”的个位数字与十位数字对调后得到一个新的两位数,把这个新两位数与原两位数的和与11的商记为.例如:,对调个位数字与十位数字得到新两位数21,新两位数与原两位数的和为,和与11的商为,所以.根据以上定义,回答下列问题:
(1)填空:
①下列两位数:30,31,33中,“迥异数”为 .
②计算: , .
(2)如果一个“迥异数”b的十位数字是k,个位数字是,且,请求出“迥异数”b.
(3)如果一个“迥异数”的十位数字是x,个位数字是,另一个“迥异数”的十位数字是,个位数字是2,且满足,请直接写出满足条件的x的值.
【答案】(1)①31, ②5, ,
(2)
(3)6或8
【分析】本题考查了因式分解的应用,能理解“迥异数”定义是本题的关键.
(1)①由“迥异数”的定义可得,②根据定义计算可得,
(2)由可求k的值,即可求b,
(3)根据题意可列出不等式,可求出即可求x的值
【详解】(1)①对任意一个两位数a,如果a满足个位数字与十位数字互不相同,且都不为零,那么称这个两位数为“迥异数”,
“迥异数”为31,
故答案为:31;
②,
,
故答案为:5, ,
(2),
,
,
(3),
解得:,
,,
,
且x为正整数,
,7,8,
当时,,,
当时,,(不符合题意,舍去),
当时,,,
综上所述:x为6或8
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第一章 因式分解
1、因式分解
把一个多项式化成几个整式积的形式,叫做把这个多项式 ,也叫做把这个多项式分解因式.因式分解和整式乘法是 的运算,二者不能混淆.因式分解是一种恒等变形,而整式乘法是一种运算.
2、提公因式法
把多项式分解成两个因式的乘积的形式,其中一个因式是各项的 ,另一个因式是,即,而正好是除以所得的商,提公因式法分解因式实际上是逆用乘法分配律.
3、公式法
(1)平方差公式
两个数的平方差等于这两个数的 与这两个数的差的 ,即:
(2)完全平方公式
两个数的平方和加上(减去)这两个数的 ,等于这两个数的 平方.
即 .
形如,的式子叫做完全平方式.
4、十字相乘法
利用十字交叉线来分解系数,把二次三项式分解因式的方法叫做十字相乘法.
对于二次三项式,若存在 ,则
5、因式分解的一般步骤
(1)如果多项式的各项有公因式,先 ;
(2)如果各项没有公因式那就尝试用 ;
(3)如用上述方法也不能分解,那么就得选择分组或其它方法来分解.
(4)结果要彻底,即分解到不能再分解为止.
一、因式分解的辨析
1.下面式子从左边到右边的变形中是因式分解的是( )
A. B.
C. D.
2.下列从左到右的变形,属于因式分解的是( )
A. B.
C. D.
3.对于①②从左到右的变形中,属于因式分解的是 .(填序号)
二、确定公因式
4.用提取公因式法因式分解,提出的公因式应当是( )
A. B. C. D.
5.将多项式进行因式分解,公因式是( )
A. B. C. D.
6.与的公因式是 .
7.用提公因式法分解因式时,应提取的公因式是 .
三、公式法的适用条件
8.如图,两条线段把正方形分割出边长分别为a、b的两个小正方形,则利用该图形可以验证因式分解成立的是( )
A. B.
C. D.
9.下列各式中,能用完全平方公式分解因式的是( )
A. B. C. D.
10.给出下面四个多项式:①;②;③;④.其中含因式的多项式有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
11.下列多项式中,能用平方差公式进行因式分解的是( )
A. B. C. D.
12.下列因式分解正确的是( )
A.
B.
C.
D.
重难点01 综合因式分解法和公式法分解因式
1.将因式分解.
2.因式分解:
(1)
(2)
3.因式分解:
(1);
(2).
4.已知,满足,且,为等腰三角形的边长,则的周长是 .
重难点02 与图形有关的因式分解
5.如图,点在线段上,在线段同侧作正方形及正方形,连接、、得到.当时,的面积记为;当时,的面积记为;当时,的面积记为;则 .
6.探究活动:
(1)如图①,可以求出阴影部分的面积是 (写成两数平方差的形式);
(2)如图②,若将阴影部分裁剪下来,重新拼成一个长方形,面积是 (写成多项式乘法的形式);
(3)比较图①,图②阴影部分的面积,可以得到公式 .
知识运用:
(4)用合理的方法计算:.
7.如图,从边长为a的正方形纸片中剪掉一个边长为b的正方形纸片,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)利用你从(1)中得出的等式,计算:
①已知,求的值.
②计算:.
8.将周长相等的矩形和正方形按如图所示的方式叠放在一起(其中点D在上,点B在的延长线上,和相交于点G),正方形的边长为m,矩形的宽为x,长为y.
(1)写出x,y,m之间的等量关系.
(2)若矩形的周长记作,矩形的周长记作
①求的值(用含y,m的代数式表示);
②若关于y的不等式的正整数解只有2个,求m的取值范围.
(3)若矩形的面积记作,矩形的面积记作,试比较与的大小,并说明理由.
重难点03 因式分解法的综合应用
9. 如果一个正整数能表示为两个连续奇数的平方差,那么称这个正整数为“奇特数”.例如: , ,;则8、16、24这三个数都是奇特数.
(1)32这个数是奇特数吗?若是,表示成两个连续奇数的平方差形式.
(2)设两个连续奇数是2n-1和2n+1(其中n取正整数),由这两个连续奇数构造的奇特数是8的倍数吗?为什么?
(3)如图所示,拼叠的正方形边长是从1开始的连续奇数…,按此 规律拼叠到正方形ABCD,其边长为19,求阴影部分的面积.
10.若的结果为整数,则整数n的值不可能是( )
A.44 B.55 C.66 D.77
11.请你参考黑板中老师的讲解,用乘法公式进行简便计算:利用乘法公式有时可以进行简便计算.
例1:;
例2:.
(1);
(2).
12.一个正整数p能写成(m、n均为正整数,且),则称p为“平方差数”,m、n为p的一个平方差变形,在p的所有平方差变形中,若最大,则称m、n为p的最佳平方差变形,此时.例如:,因为,所以7和5是24的最佳平方差变形,所以.
(1)= ;
(2)若一个两位数q的十位数字和个位数字分别为x,y,q为“平方差数”且能被7整除,求的最小值.
13.如果一个正整数能表示为两个连续偶数的平方差,那么称这个正整数为“神秘数”.如,,.因此,、、这三个数都是神秘数.
(1)验证和这两个数是否为神秘数;
(2)设两个连续偶数为和(其中k取非负整数),由这两个连续偶数构造的神秘数是的倍数吗? 请说明理由.
14.整体思想是数学解题中常见的一种思想方法.下面是对多项式进行因式分解的解题思路:将“”看成一个整体,令,则原式.再将“x”还原为“”即可.解题过程如下:
解:设,则原式(第一步)
(第二步)
(第三步)
(第四步).
问题:
(1)①该同学完成因式分解了吗?如果没完成,请你直接写出最后的结果;
②请你模仿以上方法尝试对多项式进行因式分解;
(2)请你模仿以上方法尝试计算:
.
15.定义:对任意一个两位数a,如果a满足个位数字与十位数字互不相同,且都不为零,那么称这个两位数为“迥异数”.将一个“迥异数”的个位数字与十位数字对调后得到一个新的两位数,把这个新两位数与原两位数的和与11的商记为.例如:,对调个位数字与十位数字得到新两位数21,新两位数与原两位数的和为,和与11的商为,所以.根据以上定义,回答下列问题:
(1)填空:
①下列两位数:30,31,33中,“迥异数”为 .
②计算: , .
(2)如果一个“迥异数”b的十位数字是k,个位数字是,且,请求出“迥异数”b.
(3)如果一个“迥异数”的十位数字是x,个位数字是,另一个“迥异数”的十位数字是,个位数字是2,且满足,请直接写出满足条件的x的值.
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