内容正文:
16.3.1 平方差公式
学习目标
1. 理解平方差公式的推导过程,掌握平方差公式的结构特征。
2. 能够运用平方差公式熟练进行整式乘法运算。
3. 培养观察、分析、归纳和应用能力,体会从特殊到一般的数学思想。
知识点讲解
我们已经学习了多项式与多项式相乘的法则:。
现在考虑一种特殊形式的多项式乘法:两个数的和与这两个数的差的积。
例如:((a + b)(a - b))
根据多项式乘法法则展开:
可以发现,中间两项 (-ab) 和 (+ab) 相互抵消了,结果只剩下两项:
平方差公式:两个数的和与这两个数的差的积,等于这两个数的平方差。
用字母表示为:
公式结构特征分析:
1. 左边是两个二项式相乘,这两个二项式中,有一项完全相同(即公式中的 (a)),另一项互为相反数(即公式中的 (b) 与 (-b))。
2. 右边是这两个数的平方差,即相同项的平方减去相反项的平方。
3. 公式中的 (a) 和 (b) 可以是具体的数字、字母,也可以是单项式或多项式。
例题解析
例题1:计算 (x + 3)(x - 3)
例题2:计算 (2m + 5n)(2m - 5n)
例题3:计算 (-3a + b)(-3a - b)
例题4:计算 (x + y + z)(x + y - z)
巩固练习
一、选择题
1. 下列各式中,能用平方差公式计算的是( )
A. (a + b)(-a - b)
B. (a - b)(b - a)
C. (a + b)(a - c)
D. (m - n)(m + n)
2. 计算 ((x - 2)(x + 2)) 的结果是( )
A.
B.
C.
D.
3. 计算 (-2a - 3b)(2a - 3b) 的结果是( )
A.
B.
C.
D.
4. 若,则 m的值为( )
A. 4
B. -4
C. ±4
D. ±16
二、填空题
1. 。
2. 。
3. 。
三、解答题
1. 计算:(5a + 3b)(5a - 3b)
2. 计算:
3. 计算:(a + b - c)(a - b + c)
4. 计算:
5. 先化简,再求值:,其中 ,。
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16.3.1 平方差公式
学习目标
1. 理解平方差公式的推导过程,掌握平方差公式的结构特征。
2. 能够运用平方差公式熟练进行整式乘法运算。
3. 培养观察、分析、归纳和应用能力,体会从特殊到一般的数学思想。
知识点讲解
我们已经学习了多项式与多项式相乘的法则:。
现在考虑一种特殊形式的多项式乘法:两个数的和与这两个数的差的积。
例如:((a + b)(a - b))
根据多项式乘法法则展开:
可以发现,中间两项 (-ab) 和 (+ab) 相互抵消了,结果只剩下两项:
平方差公式:两个数的和与这两个数的差的积,等于这两个数的平方差。
用字母表示为:
公式结构特征分析:
1. 左边是两个二项式相乘,这两个二项式中,有一项完全相同(即公式中的 (a)),另一项互为相反数(即公式中的 (b) 与 (-b))。
2. 右边是这两个数的平方差,即相同项的平方减去相反项的平方。
3. 公式中的 (a) 和 (b) 可以是具体的数字、字母,也可以是单项式或多项式。
例题解析
例题1:计算 (x + 3)(x - 3)
解:
解析:这里 (a) 是 (x),(b) 是 (3)。直接套用平方差公式,相同项 (x) 的平方减去相反项 (3) 的平方,得到结果。
例题2:计算 (2m + 5n)(2m - 5n)
解:
解析:这里 (a) 是 (2m),(b) 是 (5n)。套用平方差公式,先对 (2m) 和 (5n) 分别平方,再相减。,,所以结果是。
例题3:计算 (-3a + b)(-3a - b)
解:
解析:此式中,相同的项是 (-3a),互为相反数的项是 (b) 和 (-b)。所以 (a) 代表 (-3a),(b) 代表 (b)。公式应用后,,,结果为。也可将原式变形为 ,结果一致。
例题4:计算 (x + y + z)(x + y - z)
解:
解析:观察到两个因式中,(x + y) 部分是相同的,(z) 和 (-z) 是互为相反数的部分。因此,可将 (x + y) 看作一个整体,设为 (a),(z) 设为 (b)。则原式变为 ((a + b)(a - b)),套用平方差公式得,即。再将展开为,最终结果为。
巩固练习
一、选择题
1. 下列各式中,能用平方差公式计算的是( )
A. (a + b)(-a - b)
B. (a - b)(b - a)
C. (a + b)(a - c)
D. (m - n)(m + n)
2. 计算 ((x - 2)(x + 2)) 的结果是( )
A.
B.
C.
D.
3. 计算 (-2a - 3b)(2a - 3b) 的结果是( )
A.
B.
C.
D.
4. 若,则 m的值为( )
A. 4
B. -4
C. ±4
D. ±16
二、填空题
1. 。
2. 。
3. 。
三、解答题
1. 计算:(5a + 3b)(5a - 3b)
2. 计算:
3. 计算:(a + b - c)(a - b + c)
4. 计算:
5. 先化简,再求值:,其中 ,。
巩固练习答案
一、选择题
1. D
解析:选项A可变形为,是完全平方形式;选项B可变形为,也是完全平方形式;选项C中两项没有相同项和相反项;选项D符合 ((m - n)(m + n)),是平方差公式的形式,故选D。
2. B
解析:直接应用平方差公式,,故选B。
3. C
解析:将原式变形为,或者看作 ((-3b) + (-2a)) 与 ((-3b) - (-2a)) 相乘,结果相同,故选C。
4. C
解析:左边,与右边对比,可得,所以 ,故选C。
二、填空题
1.
解析:。
2.
解析:。
3.
解析:。
三、解答题
1. 解:
2. 解:
3. 解:
4. 解:
5. 解:
当 , 时,
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