内容正文:
2025-2026学年北师大版八年级数学下《第四章因式分解第三节公式法(二)》讲义
(
一.
学习
目标
1.理解完全平方式的结构特征,能准确判断一个多项式是否为完全平方式;
2.掌握因式分解的完全平方公式,能熟练运用公式将符合条件的多项式分解因式;
3.学会综合运用提公因式法与完全平方公式分解因式,做到分解彻底;
4.建立
“
整体思想
”
,能将多项式中的部分整式看作一个整体运用公式,提升代数运算能力。
)
(
二.重点难点
(一)重点
1.完全平方式的结构特征识别;
2.完全平方公式在因式分解中的灵活应用。
(二)难点
1.综合运用提公因式法与完全平方公式分解因式;
2.把多项式中的复杂整式(单项式、多项式)看作整体运用公式,突破符号与系数易错点。
)
三.课前预习
1.整式乘法中,完全平方公式为:(a + b)2 = __________,(a - b)2= _____________;
2. 因式分解是整式乘法的逆运算,因此完全平方公式的逆用(因式分解形式)为:a2+ 2ab + b2= ___________,a2- 2ab + b2= _________;
3.我们把形如a2±2ab + b2的多项式称为______,其结构特征是:有_____项,其中两项是_____的形式且符号_____,第三项是这两项“底数”乘积的_____倍;
4.判断一个多项式是否为完全平方式,需同时满足:① 项数为_____;② 平方项符号_____;③ 中间项是两平方项底数乘积的_____;
5.分解因式的基本步骤:先看各项是否有_____,若有则先_____,再看剩余部分是否符合公式特征,最后确保分解_____。
四.课堂探秘
探究一:完全平方式的结构特征
乘法公式中的完全平方公式: .
反过来,就得到因式分解的完全平方公式:
(1)a2-2ab+b2= ; (2)a2+2ab+b2= .
观察下列多项式:
①x2 + 4x + 4;②4y2- 12y + 9;③x2+ 2x - 1;④a2+ ab + b2
思考:哪些是完全平方式?为什么?
【总结】:完全平方式的“三字诀”——首平方,尾平方,首尾两倍坐中央,中间项符号可正可负,对应“和平方”或“差平方”。
形如 与 的式子称为完全平方式.把乘法公式反过来把某些多项式分解因式,这种分解因式的方法叫做运用公式法.
探究二:完全平方公式的应用
1.基础应用:
分解因式x2 + 6x + 9
2.含系数平方项的应用:
分解因式4a2- 20ab + 25b2
3.综合提公因式法的应用:
分解因式3x2+ 6xy + 3y2
4.整体思想的应用:
分解因式(m + n)^2 - 4(m + n) + 4
探究三:用完全平方公式因式分解的步骤
例题:分解因式:
(1) 2a3-4a2+2a; (2) 3x3-12x2y+12xy2;
(3)-4a2b+12ab2-9b3; (4) (a2+4)2-16a2.
用完全平方公式因式分解的一般步骤如下:
(1)提公因式:先观察多项式各项是否有公因式,若有则先提取公因式,化为最简形式。
(2)判结构:判断提取公因式后的多项式是否符合完全平方公式的结构特征 a2 ±2ab + b2,需满足“首平方、尾平方,首尾两倍中间放”。
(3)定a、b:确定公式中的a和b,a是平方项的正平方根,b是另一平方项的正平方根,同时验证中间项是否等于±2ab。
(4)套公式:若符合结构,直接套用公式分解为(a \pm b)^2。
(5)查彻底:检查分解后的因式是否还能继续分解,确保因式分解进行到每一个因式都不能再分解为止。
五.课堂检测
(一).选择题
1. 若是完全平方式,那么a等于( )
A. 4 B. 2 C. ±4 D. ±2
2.下列多项式中,不能用完全平方公式分解因式的是( )
A. B. C. D.
3. 下列各式是完全平方式的是( )
A. B. C. x+xy+1 D.
4. 若a、b、c是△ABC的三边,满足且,则△ABC的形状是( )
A. 直角三角形 B. 等腰三角形 C. 等腰直角三角形 D. 等边三角形
5.下列各式中能用完全平方公式分解因式的是( )
A. B. C. D.
6.已知a+b=3,ab=2,则值是( )
A. 1 B. 4 C. 16 D. 9
7. 不论,为任何实数, 的值总是( )
A. 正数 B. 负数 C. 非负数 D. 非正数
8.下列因式分解正确的是( )
A.x2-xy+x=x(x-y) B.a3-2a2b+ab2=a(a-b)2
C.x2-2x+4=(x-1)2+3 D.ax2-9=a(x+3)(x-3)
9.a4b-6a3b+9a2b因式分解的正确结果是( )
A.a2b(a2-6a+9) B.a2b(a+3)(a-3) C.b(a2-3)2 D.a2b(a-3)2
10.多项式①16x3-4x;②(x-1)2-4(x-1)+4;③(x+1)4-4x(x+1)2+4x2;④-4x2-1+4x因式分解后,结果中含有相同因式的是( )
A.①② B.③④ C.①④ D.②③
(二).填空题
11.因式分解:3a2+6a+3= .
12. 分解因式:=____________________.
13.用因式分解法计算:782+156×22+222=( )2= .
14.若a+b=4,ab=3,则a3b+a2b2+ab3的值是 .
15. 若是一个完全平方式,则m=____________.
16. 已知=0,则a+b=__________.
17. 已知=0,则a+b=__________.
18.若实数x、y满足x-3=y,则代数式2x2-4xy+2y2的值为 .
19.若x2+2(m-4)x+25是一个完全平方式,则m的值应为 .
20.利用1个a×a的正方形,1个b×b的正方形和2个a×b的矩形可拼成一个正方形(如图所示),从而可得到因式分解的公式____.
(三).解答题
21.将下列各式因式分解:
(1)-x2+6xy-9y2; (2)(a2+4b2)2-16a2b2;
(3)4-12(x-y)+9(x-y)2; (4)4-x2+2xy-y2.
22. 用简便方法计算:
(1)962+96×8+16; (2)9.92+1.98+0.01.
23.已知化简(x2+px+8)(x2-3x+q)的结果中不含x2项和x3项.
(1)求p,q值.
(2)x2-2px+3q是否是完全平方式?如果是,请将其分解因式;如果不是,请说明理由.
24.先阅读,再因式分解:
x4+4=(x4+4x2+4)-4x2=(x2+2)2-(2x)2=(x2-2x+2)(x2+2x+2),
按照这种方法把多项式x4+324分解因式.
25.若一个整数能表示成a2+b2(a,b是正整数)的形式,则称这个数为“完美数”.
例如:∵13=32+22,∴13是“完美数”;
再如:∵a2+2ab+2b2=(a+b)2+b2(a,b是正整数),∴a2+2ab+2b2也是“完美数”.
(1)请你写出一个大于20小于30 的“完美数”,并判断53是否为“完美数”;
(2)试判断(x2+9y2)(4y2+x2)(x,y是正整数)是否为“完美数”,并说明理由.
26.问题背景:对于形如x2-120x+3600这样的二次三项式,可以直接用完全平方公式将它分解成(x-60)2,对于二次三项式x2-120x+3456,就不能直接用完全平方公式分解因式了. 此时常采用将x2-120x加上一项602,使它与x2-120x的和成为一个完全平方式,再减去602,整个式子的值不变,于是有:x2-120x+3456=x2-2×60x+602-602+3456=(x-60)2-144=(x-60)2-122=(x-60+12)(x-60-12)=(x-48)(x-72).
问题解决:
(1)请你按照上面的方法分解因式:x2-140x+4756;
(2)已知一个长方形的面积为a2+8ab+12b2,长为a+2b,求这个长方形的宽.
六.课后作业
(一)完成知识清单
1.形如a2 + 2ab + b2或______的式子称为完全平方式。
2.完全平方式的特征:是一个______项式,其中两项是两数的______,另一项是这两个数乘积的______倍(或乘积2倍的相反数)。
3.口诀“首平方,尾平方,______放中央,同号加、异号减”精准概括了完全平方式的结构特点。
4.两数和的完全平方公式:a2+ 2ab + b2= __________。
5.两数差的完全平方公式:a2- 2ab + b2= ___________。
6.完全平方公式的文字叙述:两个数的平方和加上(或减去)这两个数的积的2倍,等于这两个数的______的平方。
7.公式中的字母a,b既可以是______,也可以是______。
8.因式分解x2- 6x + 9时,因其符合完全平方式特征,可直接套用公式得______。
9.因式分解4a2+ 12ab + 9b2,先识别“首”为2a、“尾”为3b,再套用公式得______。
10.分解因式-x3+ 2x2y - xy2时,应先提取公因式______,再对余下的完全平方式分解,最终结果为______。
11.若多项式(x - y)2 - 6(x - y) + 9因式分解,可将(x - y)看作一个整体,结果为______。
12.要使x2+ mx + 16成为完全平方式,则单项式m的值为______(写出所有可能)。
13.多项式a2+ b2+ ab______(填“是”或“不是”)完全平方式,理由是______。
14.综合运用提公因式法和完全平方公式,分解因式ab3 - 4ab2+ 4ab的结果为______。
15.已知2a - 3b = 4,则代数式4a2 - 12ab + 9b2的值为______(利用完全平方公式变形求值)。
16.用2张边长为m的正方形、5张长为m宽为n的长方形、2张边长为n的正方形拼成大正方形,该大正方形的边长为______(用含m、n的代数式表示)
(二)强化训练
一.选择题
1. 下列多项式能用完全平方公式分解因式的是( )
A. B. C. D.
2.若4x2+ax+121是完全平方式,则a的值是( )
A.22 B.44 C.±44 D.±22
3.若x2+6x+p=(x-q)2,则p,q的值分别为( )
A.6,6 B.9,-3 C.3,-3 D.9,3
4.下列多项式不能用公式法分解因式的是( )
A. B. C. D.
5. 如果多项式能用公式法分解因式,那么k的值是( )
A. 3 B. 6 C. D.
6. 下列哪个多项式能分解成 ( )
A. B. C. D.
7.下列多项式不能运用完全平方公式分解因式的是( )
A.x2-2x+ x2-x+1 C.16x2+8x+1 D.x2-6x+9
8.将a4-2a2+1分解因式,所得结果正确的是( )
A.a2(a2-2)+1 B.(a2-2)(a2+1) C.(a2-1)2 D.(a-1)2(a+1)2
9.将多项式m2-2mn-3n2因式分解时,虽然它不符合完全平方式的形式,但经过变形,可以利用完全平方公式进行分解:原式=m2-2mn+n2-4n2=(m-n)2-4n2=(m+n)(m-3n),像这样构造完全平方式的方法称之为“配方法”.用这种方法把多项式a2-6ab+5b2因式分解的结果是( )
A.(a+5b)(a+b) B.(a-5b)(a+b) C.(a+5b)(a-b) D.(a-5b)(a-b)
10.无论a取何实数,多项式a2+4a+5的值一定是( )
A.正数 B.负数 C.零 D.不能确定
二.填空题
11.因式分解:2m2-12m+18=___.
12.因式分解:ab2-2ab+a=___.
13.因式分解:3a2-6ab+3b2=___.
14.若x+y=2,则多项式x2+2xy+2y2的值为________.
15.已知+y2-6y+9=0,则xy的值是( B )
16. 已知,则的值是__________.
17. 若,则的值为______________
18.多项式a3c-4a2bc+4ab2c因式分解的结果是__________.
19. 已知2a-3b=6,ab=7,则代数式4a3b-12a2b2+9ab3=________.
20.如图,有三种卡片,其中边长为a的正方形卡片1张,边长为a,b的长方形卡片6张,边长为b的正方形卡片9张,用这16张卡片拼成一个大正方形,则这个大正方形的边长为_____________.
三.解答题
21分解因式:
(1) 2a3-4a2+2a; (2) 3x3-12x2y+12xy2;
(3)-4a2b+12ab2-9b3; (4) (a2+4)2-16a2.
22.我们知道,对于二次三项式x2+2ax+a2这样的完全平方式可以用公式将它们分解成(x+a)2的形式,但是,对于二次三项式x2+2ax-3a2,就不能直接用完全平方公式,可以采用如下方法:
x2+2ax-3a2=x2+2ax+a2-a2-3a2=(x+a)2-(2a)2=(x+3a)(x-a).
(1)以上这种因式分解方法的关键是____________.
(2)用上述方法把a2-8a+15因式分解.
23.阅读下列材料:
在因式分解中,把多项式中某些部分看作一个整体,用一个新的字母代替(即换元),不仅可以简化要分解的多项式的结构,而且能使式子的特点更加明显,便于观察如何进行因式分解,我们把这种因式分解的方法称为“换元法”.
下面是小涵同学用换元法对多项式(x2-4x+1)(x2-4x+7)+9进行因式分解的过程.
解:设x2-4x=y,
原式=(y+1)(y+7)+9(第一步)
=y2+8y+16(第二步)
=(y+4)2(第三步)
=(x2-4x+4)2(第四步).
请根据上述材料回答下列问题:
(1)小涵同学的解法中,第二步到第三步运用了因式分解的________.
A.提取公因式法 B.平方差公式法
C.完全平方公式法
(2)老师说,小涵同学因式分解的结果不彻底,请你写出该因式分解的最后结果________.
(3)请你用换元法对多项式(x2+2x)(x2+2x+2)+1进行因式分解.
24.已知x2+x-1=0,求x4+2x3-x2-2x+2027的值.
25.((1) 已知a+b=3,ab=2,求代数式a3b+2a2b2+ab3的值.
(2)已知a(a+1)-(a2+2b)=1,求a2-4ab+4b2-2a+4b的值.
26. 阅读下面的材料:
配方法是初中数学中经常用到的一种重要方法,学好配方法对我们学好数学有很大的帮助,所谓配方就是将某一个多项式变形为一个完全平方式,变形一定要恒等.例如:解方程x2-4x+4=0,则有(x-2)2=0,则x=2;再如x2-4x+y2-6y+13=0,则有(x2-4x+4)+(y2-6y+9)=0,即(x-2)2+(y-3)2=0,则x=2,y=3.
根据上述材料解答下列各题:
(1)若a,b,c表示三角形ABC的三边长,且a2+b2+c2=ab+ac+bc,试说明三角形ABC是等边三角形;
(2)若x2-4xy+5y2-2y+1=0,求x,y的值.
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2025-2026学年北师大版八年级数学下《第四章因式分解第三节公式法(二)》讲义
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一.
学习
目标
1.理解完全平方式的结构特征,能准确判断一个多项式是否为完全平方式;
2.掌握因式分解的完全平方公式,能熟练运用公式将符合条件的多项式分解因式;
3.学会综合运用提公因式法与完全平方公式分解因式,做到分解彻底;
4.建立
“
整体思想
”
,能将多项式中的部分整式看作一个整体运用公式,提升代数运算能力。
)
(
二.重点难点
(一)重点
1.完全平方式的结构特征识别;
2.完全平方公式在因式分解中的灵活应用。
(二)难点
1.综合运用提公因式法与完全平方公式分解因式;
2.把多项式中的复杂整式(单项式、多项式)看作整体运用公式,突破符号与系数易错点。
)
三.课前预习
1.整式乘法中,完全平方公式为:(a + b)2 = __________,(a - b)2= _____________;
2. 因式分解是整式乘法的逆运算,因此完全平方公式的逆用(因式分解形式)为:a2+ 2ab + b2= ___________,a2- 2ab + b2= _________;
3.我们把形如a2±2ab + b2的多项式称为______,其结构特征是:有_____项,其中两项是_____的形式且符号_____,第三项是这两项“底数”乘积的_____倍;
4.判断一个多项式是否为完全平方式,需同时满足:① 项数为_____;② 平方项符号_____;③ 中间项是两平方项底数乘积的_____;
5.分解因式的基本步骤:先看各项是否有_____,若有则先_____,再看剩余部分是否符合公式特征,最后确保分解_____。
【答案】1.a2 + 2ab + b2;a2 - 2ab + b2 2.(a + b)2;(a - b)2 3.完全平方式;三;完全平方;相同;2 4.三项;相同;2倍 5.公因式;提取公因式;彻底
四.课堂探秘
探究一:完全平方式的结构特征
乘法公式中的完全平方公式: (a±b)2=a2±2ab+b2 .
反过来,就得到因式分解的完全平方公式:
(1)a2-2ab+b2= (a-b)2 ; (2)a2+2ab+b2= (a+b)2 .
观察下列多项式:
①x2 + 4x + 4;②4y2- 12y + 9;③x2+ 2x - 1;④a2+ ab + b2
思考:哪些是完全平方式?为什么?
【解析】①是完全平方式(x2+ 2 x ×2 + 22);②是完全平方式((2y)2- 2 ×2y ×3 + 32);③不是(常数项为负,平方项符号不一致);④不是(中间项是ab,不是2ab)。
【总结】:完全平方式的“三字诀”——首平方,尾平方,首尾两倍坐中央,中间项符号可正可负,对应“和平方”或“差平方”。
形如 2.a2+2ab+b2 与 a2-2ab+b2 的式子称为完全平方式.把乘法公式反过来把某些多项式分解因式,这种分解因式的方法叫做运用公式法.
探究二:完全平方公式的应用
1.基础应用:
分解因式x2 + 6x + 9
【分析】:多项式是三项式,x2,9 = 32,中间项6x = 2×x×3,符合完全平方式特征,直接套用公式。
【解答】:x2+ 6x + 9 = (x + 3)2
2.含系数平方项的应用:
分解因式4a2- 20ab + 25b2
【分析】:先识别平方项,4a2 = (2a)2,25b2 = (5b)2,中间项20ab = 2×2a×5b,符号为负,对应“差平方”。
【解答】:4a2 - 20ab + 25b2= (2a - 5b)2
3.综合提公因式法的应用:
分解因式3x2+ 6xy + 3y2
【分析】:先观察各项有公因式3,先提取公因式,再看剩余部分是否为完全平方式。
【解答】:3x2+ 6xy + 3y2= 3(x2+ 2xy + y2) = 3(x + y)2
4.整体思想的应用:
分解因式(m + n)^2 - 4(m + n) + 4
【分析】:把(m + n)看作一个整体(即公式中的“a”),4 = 22,中间项4(m + n) = 2 (m + n)×2,符合完全平方式。
【解答】:(m + n)^2 - 4(m + n) + 4 = (m + n - 2)2
探究三:用完全平方公式因式分解的步骤
例题:分解因式:
(1) 2a3-4a2+2a; (2) 3x3-12x2y+12xy2;
(3)-4a2b+12ab2-9b3; (4) (a2+4)2-16a2.
【解析】(1) 原式=2a(a2-2a+1)=2a(a-1)2.
(2)原式=3x(x2-4xy+4y2)=3x(x-2y)2.
(3)原式=-b(4a2-12ab+9b2)=-b(2a-3b)2.
(4)原式=(a2+4+4a)(a2+4-4a)=(a+2)2 (a-2)2.
用完全平方公式因式分解的一般步骤如下:
(1)提公因式:先观察多项式各项是否有公因式,若有则先提取公因式,化为最简形式。
(2)判结构:判断提取公因式后的多项式是否符合完全平方公式的结构特征 a2 ±2ab + b2,需满足“首平方、尾平方,首尾两倍中间放”。
(3)定a、b:确定公式中的a和b,a是平方项的正平方根,b是另一平方项的正平方根,同时验证中间项是否等于±2ab。
(4)套公式:若符合结构,直接套用公式分解为(a \pm b)^2。
(5)查彻底:检查分解后的因式是否还能继续分解,确保因式分解进行到每一个因式都不能再分解为止。
五.课堂检测
(一).选择题
1. 若是完全平方式,那么a等于( )
A. 4 B. 2 C. ±4 D. ±2
【答案】D
【解析】∵x2-4x+a2=x2-2×2•x+a2,∴a2=22=4,∴a=±2,故选D.
2.下列多项式中,不能用完全平方公式分解因式的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】m+1+=(m2+4m+4)=(m+2)2;-x2+2xy-y2=-(x2-2xy+y2)=-(x-y)2;-a2+14ab+49b2=-(a2-14ab-49b2),它不能用完全平方公式分解因式;-n+1=(n2-6n+9)=(n-3)2,故选C.
3. 下列各式是完全平方式的是( )
A. B. C. x+xy+1 D.
【答案】A
【解析】A、x 2 -x+是完全平方式;B、缺少中间项±2x,不是完全平方式;C、不符合完全平方式的特点,不是完全平方式;D、不符合完全平方式的特点,不是完全平方式,故选 A.
4. 若a、b、c是△ABC的三边,满足且,则△ABC的形状是( )
A. 直角三角形 B. 等腰三角形 C. 等腰直角三角形 D. 等边三角形
【答案】D
【解析】∵a2-2ab+b2=0且b2-c2=0,∴(a-b)2=0且(b+c)(b-c)=0,∴a=b且b=c,即a=b=c,∴△ABC为等边三角形,故选D.
5.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】C
【解析】A选项中间乘积项不是两底数积的2倍,故本选项错误; B选项不符合完成平方公式的特点,故本选项错误;C选项符合完全平方公式的特点;D选项不符合完成平方公式的特点,故本选项错误,故选C.
6.已知a+b=3,ab=2,则值是( )
A. 1 B. 4 C. 16 D. 9
【答案】A
【解析】∵a+b=-3,ab=2,∴(a-b)2=a2+b2-2ab=a2+b2+2ab-4ab=(a+b)2-4ab=(-3)2-4×2=9-8=1,
故选A.
7. 不论,为任何实数, 的值总是( )
A. 正数 B. 负数 C. 非负数 D. 非正数
【答案】A
【解析】x²+y²-4x-2y+8=(x²-4x+4)+(y²-2y+1)+3=(x-2)2+(y-1)2+3≥3,不论x,y为任何实数,x²+y²-4x-2y+8的值总是大于等于3,故选A.
8.下列因式分解正确的是( )
A.x2-xy+x=x(x-y) B.a3-2a2b+ab2=a(a-b)2
C.x2-2x+4=(x-1)2+3 D.ax2-9=a(x+3)(x-3)
【答案】B
【解析】x2-xy+x=x(x-y+1),故选项A错误.a3-2a2b+ab2=a(a2-2ab+b2)=a(a-b)2,故选项B正确.x2-2x+4=x2-2x+1+3=(x-1)2+3,此过程不叫因式分解,故选项C错误.ax2-9无法分解,故选项D错误.
9.a4b-6a3b+9a2b因式分解的正确结果是( )
A.a2b(a2-6a+9) B.a2b(a+3)(a-3) C.b(a2-3)2 D.a2b(a-3)2
【答案】D
【解析】a4b-6a3b+9a2b = a2b(a2-6a+9)=a2b(a-3)2.
10.多项式①16x3-4x;②(x-1)2-4(x-1)+4;③(x+1)4-4x(x+1)2+4x2;④-4x2-1+4x因式分解后,结果中含有相同因式的是( )
A.①② B.③④ C.①④ D.②③
【答案】C
【解析】①的结果是4x(2x+1)(2x-1);②的结果是(x-3)2;③的结果是(x2+1)2;④的结果是-(2x-1)2.故①和④有相同因式2x-1.
(二).填空题
11.因式分解:3a2+6a+3= .
【答案】:3(a+1)2
【解析】3a2+6a+3=3(a2+2a+1)=3(a+1)2.
12. 分解因式:=____________________.
【答案】
【解析】1-x+x2=-x+1=(-1)2故答案为.
13.用因式分解法计算:782+156×22+222=( )2= .
【答案】:78+22 10000
【解析】782+156×22+222=782+2×78×22+222=(78+22)2=1002=10000.
14.若a+b=4,ab=3,则a3b+a2b2+ab3的值是 .
【答案】:24
【解析】a3b+a2b2+ab3=ab(a2+2ab+b2)=ab(a+b)2=×3×42=24.
15. 若是一个完全平方式,则m=____________.
【答案】±8
【解析】∵是一个完全平方式∴
∴m=±8故答案为±8.
16. 已知=0,则a+b=__________.
【答案】1
【解析】∵a2+4a+4+|b-3|=0,∴(a+2)2+|b-3|=0,∴a+2=0,b-3=0,∴a=-2,b=3,∴a+b=1,
故答案为1.
17. 已知=0,则a+b=__________.
【答案】1
【解析】∵a2+4a+4+|b-3|=0,∴(a+2)2+|b-3|=0,∴a+2=0,b-3=0,∴a=-2,b=3,∴a+b=1,
故答案为1.
18.若实数x、y满足x-3=y,则代数式2x2-4xy+2y2的值为 .
【答案】 18
【解析】 ∵x-3=y,∴x-y=3,∴2x2-4xy+2y2=2(x2-2xy+y2)=2(x-y)2=2×32=18,故答案为18.
19.若x2+2(m-4)x+25是一个完全平方式,则m的值应为 .
【答案】 -1或9
【解析】 ∵x2+2(m-4)x+25是一个完全平方式,∴2(m-4)x=±2·x·5,∴m-4=±5,解得m=-1或9.
20.利用1个a×a的正方形,1个b×b的正方形和2个a×b的矩形可拼成一个正方形(如图所示),从而可得到因式分解的公式____.
【答案】a2+2ab+b2=(a+b)2
【解析】:两个正方形的面积分别为a2,b2,两个长方形的面积都为ab,组成的正方形的边长为a+b,面积为(a+b)2,所以a2+2ab+b2=(a+b)2.
(三).解答题
21.将下列各式因式分解:
(1)-x2+6xy-9y2; (2)(a2+4b2)2-16a2b2;
(3)4-12(x-y)+9(x-y)2; (4)4-x2+2xy-y2.
解:(1)-x2+6xy-9y2=-(x2-6xy+9y2)=-(x-3y)2.
(2)(a2+4b2)2-16a2b2=(a2+4b2+4ab)(a2+4b2-4ab)=(a+2b)2(a-2b)2.
(3)4-12(x-y)+9(x-y)2=22-2×2×3(x-y)+[3(x-y)]2=[2-3(x-y)]2=(2-3x+3y)2.
(4)4-x2+2xy-y2=4-(x2-2xy+y2)=22-(x-y)2=(2+x-y)(2-x+y).
22. 用简便方法计算:
(1)962+96×8+16; (2)9.92+1.98+0.01.
解:(1)原式=962+2×96×4+42=(96+4)2=10 000
(2)原式=9.92+2×9.9×0.1+0.12=(9.9+0.1)2=100
23.已知化简(x2+px+8)(x2-3x+q)的结果中不含x2项和x3项.
(1)求p,q值.
(2)x2-2px+3q是否是完全平方式?如果是,请将其分解因式;如果不是,请说明理由.
解析:(1)(x2+px+8)(x2-3x+q)=x4+(-3+p)x3+(q-3p+8)x2+(pq-24)x+8q.
因为不含x2项和x3项.∴-3+p=0,q-3p+8=0,∴p=3,q=1.
(2)x2-2px+3q不是完全平方式.理由是:当p=3,q=1时,x2-2px+3q=x2-6x+3,
即x2-2px+3q不是完全平方式.
24.先阅读,再因式分解:
x4+4=(x4+4x2+4)-4x2=(x2+2)2-(2x)2=(x2-2x+2)(x2+2x+2),
按照这种方法把多项式x4+324分解因式.
解:x4+324=x4+36x2+324-36x2=(x2+18)2-36x2=(x2+18)2-(6x)2=(x2+18+6x)(x2+18-6x).
25.若一个整数能表示成a2+b2(a,b是正整数)的形式,则称这个数为“完美数”.
例如:∵13=32+22,∴13是“完美数”;
再如:∵a2+2ab+2b2=(a+b)2+b2(a,b是正整数),∴a2+2ab+2b2也是“完美数”.
(1)请你写出一个大于20小于30 的“完美数”,并判断53是否为“完美数”;
(2)试判断(x2+9y2)(4y2+x2)(x,y是正整数)是否为“完美数”,并说明理由.
解:(1)25=42+32,∵53=49+4=72+22,∴53是“完美数”;
(2)(x2+9y2)(4y2+x2)是“完美数”.理由:∵(x2+9y2)(4y2+x2)=4x2y2+36y4+x4+9x2y2=13x2y2+36y4+x4=(6y2+x2)2+(xy)2,∴(x2+9y2)(4y2+x2)是“完美数”.
26.问题背景:对于形如x2-120x+3600这样的二次三项式,可以直接用完全平方公式将它分解成(x-60)2,对于二次三项式x2-120x+3456,就不能直接用完全平方公式分解因式了. 此时常采用将x2-120x加上一项602,使它与x2-120x的和成为一个完全平方式,再减去602,整个式子的值不变,于是有:x2-120x+3456=x2-2×60x+602-602+3456=(x-60)2-144=(x-60)2-122=(x-60+12)(x-60-12)=(x-48)(x-72).
问题解决:
(1)请你按照上面的方法分解因式:x2-140x+4756;
(2)已知一个长方形的面积为a2+8ab+12b2,长为a+2b,求这个长方形的宽.
解:(1)x2-140x+4756=x2-2×70x+702-702+4756=(x-70)2-144=(x-70)2-122=(x-70+12)(x-70-12)=(x-58)(x-82);
(2)∵a2+8ab+12b2=a2+2×a×4b+(4b)2-(4b)2+12b2=(a+4b)2-4b2=(a+4b+2b)(a+4b-2b)=(a+2b)(a+6b),∴长为a+2b时,这个长方形的宽为a+6b.
六.课后作业
(一)完成知识清单
1.形如a2 + 2ab + b2或______的式子称为完全平方式。
2.完全平方式的特征:是一个______项式,其中两项是两数的______,另一项是这两个数乘积的______倍(或乘积2倍的相反数)。
3.口诀“首平方,尾平方,______放中央,同号加、异号减”精准概括了完全平方式的结构特点。
4.两数和的完全平方公式:a2+ 2ab + b2= __________。
5.两数差的完全平方公式:a2- 2ab + b2= ___________。
6.完全平方公式的文字叙述:两个数的平方和加上(或减去)这两个数的积的2倍,等于这两个数的______的平方。
7.公式中的字母a,b既可以是______,也可以是______。
8.因式分解x2- 6x + 9时,因其符合完全平方式特征,可直接套用公式得______。
9.因式分解4a2+ 12ab + 9b2,先识别“首”为2a、“尾”为3b,再套用公式得______。
10.分解因式-x3+ 2x2y - xy2时,应先提取公因式______,再对余下的完全平方式分解,最终结果为______。
11.若多项式(x - y)2 - 6(x - y) + 9因式分解,可将(x - y)看作一个整体,结果为______。
12.要使x2+ mx + 16成为完全平方式,则单项式m的值为______(写出所有可能)。
13.多项式a2+ b2+ ab______(填“是”或“不是”)完全平方式,理由是______。
14.综合运用提公因式法和完全平方公式,分解因式ab3 - 4ab2+ 4ab的结果为______。
15.已知2a - 3b = 4,则代数式4a2 - 12ab + 9b2的值为______(利用完全平方公式变形求值)。
16.用2张边长为m的正方形、5张长为m宽为n的长方形、2张边长为n的正方形拼成大正方形,该大正方形的边长为______(用含m、n的代数式表示)
【答案】1.a2- 2ab + b2 2.三;平方和;2 3.首尾相乘的2倍(或积的二倍) 4.(a + b)2
5.(a - b)2 6.和(或差) 7.单项式;多项式 8.(x - 3)2 9.(2a + 3b)2 10.-x;-x(x - y)2
11.(x - y - 3)2 12.±8 13.不是;第三项不是两数乘积的2倍 14.ab(b - 2)2 15.16
16.m + 2n
(二)强化训练
一.选择题
1. 下列多项式能用完全平方公式分解因式的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据完全平方公式:,可以进行判断出答案是C选项正确.
故选C.
2.若4x2+ax+121是完全平方式,则a的值是( )
A.22 B.44 C.±44 D.±22
【答案】C
【解析】∵4x2+ax+121是一个完全平方式,∴ax=±2·2x·11,解得:a=±44.
3.若x2+6x+p=(x-q)2,则p,q的值分别为( )
A.6,6 B.9,-3 C.3,-3 D.9,3
【答案】B
【解析】x2+6x+p=(x-q)2=(x+3)2.则p=9,q=-3.
4.下列多项式不能用公式法分解因式的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据平方差公式:,完全平方公式:的特点,可知:A、B、C选项可以利用完全平方公式和平方差公式进行分解因式,D选项不能利用公式法分解因式.故选D.
5. 如果多项式能用公式法分解因式,那么k的值是( )
A. 3 B. 6 C. D.
【答案】D
【解析】由于可以利用公式法分解因式,所以它是一个完全平方式,所以.选D.
6. 下列哪个多项式能分解成 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据平方差公式:,完全平方公式:的特点,可分解为=(x-1)2,=(x-2)2,=x(x-4),=x(x-2).故选B.
7.下列多项式不能运用完全平方公式分解因式的是( )
A.x2-2x+ x2-x+1 C.16x2+8x+1 D.x2-6x+9
【答案】A
【解析】A.x2-2x+不能用完全平方公式分解因式,符合题意;B.,不符合题意;
C.16x2+8x+1=(4x+1)2,不符合题意;D.x2-6x+9=(x-3)2,不符合题意.故选A.
8.将a4-2a2+1分解因式,所得结果正确的是( )
A.a2(a2-2)+1 B.(a2-2)(a2+1) C.(a2-1)2 D.(a-1)2(a+1)2
【答案】 D
【解析】a4-2a2+1=(a2)2-2a2+1=(a2-1)2=[(a-1)(a+1)]2=(a-1)2(a+1)2.故选D.
9.将多项式m2-2mn-3n2因式分解时,虽然它不符合完全平方式的形式,但经过变形,可以利用完全平方公式进行分解:原式=m2-2mn+n2-4n2=(m-n)2-4n2=(m+n)(m-3n),像这样构造完全平方式的方法称之为“配方法”.用这种方法把多项式a2-6ab+5b2因式分解的结果是( )
A.(a+5b)(a+b) B.(a-5b)(a+b) C.(a+5b)(a-b) D.(a-5b)(a-b)
【答案】 D
【解析】a2-6ab+5b2=a2-6ab+9b2-4b2=(a-3b)2-(2b)2=(a-3b+2b)(a-3b-2b)=(a-b)(a-5b).故选D.
10.无论a取何实数,多项式a2+4a+5的值一定是( )
A.正数 B.负数 C.零 D.不能确定
【答案】 A
【解析】 a2+4a+5=a2+4a+4+1=(a+2)2+1,∵(a+2)2≥0,∴(a+2)2+1≥1,∴多项式a2+4a+5的值一定是正数,故选A.
二.填空题
11.因式分解:2m2-12m+18=___.
【答案】2(m-3)2.
【解析】原式=2(m2-6m+9)=2(m-3)2.
12.因式分解:ab2-2ab+a=___.
【答案】a(b-1)2.
【解析】原式=a(b2-2b+1)=a(b-1)2.
13.因式分解:3a2-6ab+3b2=___.
【答案】3(a-b)2.
【解析】原式=3(a2-2ab+b2)=3(a-b)2.
14.若x+y=2,则多项式x2+2xy+2y2的值为________.
【答案】8
【解析】:∵x+y=2,∴x+2y=4,∴x2+2xy+2y2=(x2+4xy+4y2)=(x+2y)2=×16=8.
15.已知+y2-6y+9=0,则xy的值是( B )
【答案】-4
【解析】:由题意得+(y-3)2=0,∴3x+4=0,y-3=0, ∴x=-,y=3, ∴xy=-4.
16. 已知,则的值是__________.
【答案】7
【解析】将两边平方得:,即:,解得:=7,
故填7。
17. 若,则的值为______________
【答案】
【解析】∵m2+2mn+2n2-6n+9=0∴(m+n)2+(n-3)2=0,∴m+n=0且n-3=0,∴m=-3,n=3,
∴,故答案为:-.
18.多项式a3c-4a2bc+4ab2c因式分解的结果是__________.
【答案】ac(a-2b)2
【解析】a3c - 4a2bc + 4ab2c &= ac(a2- 4ab + 4b2)= ac(a - 2b)2
19. 已知2a-3b=6,ab=7,则代数式4a3b-12a2b2+9ab3=________.
【答案】252
【解析】a3b-12a2b2+9ab3 = ab(4a2 - 12ab + 9b2)= ab(2a - 3b)2= 7×62= 252
20.如图,有三种卡片,其中边长为a的正方形卡片1张,边长为a,b的长方形卡片6张,边长为b的正方形卡片9张,用这16张卡片拼成一个大正方形,则这个大正方形的边长为_____________.
【答案】a+3b
【解析】 用1张边长为 a 的正方形、6张边长为 a,b 的长方形、9张边长为 b 的正方形拼成大正方形总面积为:a2 + 6ab + 9b2= (a + 3b)2因此大正方形的边长为 a + 3b。
三.解答题
21分解因式:
(1) 2a3-4a2+2a; (2) 3x3-12x2y+12xy2;
(3)-4a2b+12ab2-9b3; (4) (a2+4)2-16a2.
解析: (1) 原式=2a(a2-2a+1)=2a(a-1)2.
(2)原式=3x(x2-4xy+4y2)=3x(x-2y)2.
(3)原式=-b(4a2-12ab+9b2)=-b(2a-3b)2.
(4)原式=(a2+4+4a)(a2+4-4a)=(a+2)2 (a-2)2
22.我们知道,对于二次三项式x2+2ax+a2这样的完全平方式可以用公式将它们分解成(x+a)2的形式,但是,对于二次三项式x2+2ax-3a2,就不能直接用完全平方公式,可以采用如下方法:
x2+2ax-3a2=x2+2ax+a2-a2-3a2=(x+a)2-(2a)2=(x+3a)(x-a).
(1)以上这种因式分解方法的关键是____________.
(2)用上述方法把a2-8a+15因式分解.
解:(1)配成完全平方式
(2)a2-8a+15=a2-8a+16-16+15=(a-4)2-1=(a-4+1)(a-4-1)=(a-3)(a-5).
23.阅读下列材料:
在因式分解中,把多项式中某些部分看作一个整体,用一个新的字母代替(即换元),不仅可以简化要分解的多项式的结构,而且能使式子的特点更加明显,便于观察如何进行因式分解,我们把这种因式分解的方法称为“换元法”.
下面是小涵同学用换元法对多项式(x2-4x+1)(x2-4x+7)+9进行因式分解的过程.
解:设x2-4x=y,
原式=(y+1)(y+7)+9(第一步)
=y2+8y+16(第二步)
=(y+4)2(第三步)
=(x2-4x+4)2(第四步).
请根据上述材料回答下列问题:
(1)小涵同学的解法中,第二步到第三步运用了因式分解的________.
A.提取公因式法 B.平方差公式法
C.完全平方公式法
(2)老师说,小涵同学因式分解的结果不彻底,请你写出该因式分解的最后结果________.
(3)请你用换元法对多项式(x2+2x)(x2+2x+2)+1进行因式分解.
解:(1)选C.
(2)(x2-4x+1)(x2-4x+7)+9,
设x2-4x=y,原式=(y+1)(y+7)+9=y2+8y+16=(y+4)2=(x2-4x+4)2=(x-2)4.
(3)设x2+2x=y,原式=y(y+2)+1=y2+2y+1=(y+1)2=(x2+2x+1)2=(x+1)4.
24.已知x2+x-1=0,求x4+2x3-x2-2x+2027的值.
解:∵x2+x-1=0,∴x2+x=1,x2-1=-x,
∴x4+2x3-x2-2x+2027=(x4-x2)+(2x3-2x)+2027=x2(x2-1)+2x(x2-1)+2027=x2·(-x)+2x·(-x)+2027=-x3-2x2+2027=-[(x3+x2)+x2]+2 027=-[x(x2+x)+x2]+2027=-(x+x2)+2027=-1+2027=2026.
25.((1) 已知a+b=3,ab=2,求代数式a3b+2a2b2+ab3的值.
(2)已知a(a+1)-(a2+2b)=1,求a2-4ab+4b2-2a+4b的值.
解:(1)a3b+2a2b2+ab3=ab(a2+2ab+b2)=ab(a+b)2=2×32=18
(2)∵a(a+1)-(a2+2b)=1,∴a-2b=1,∴a2-4ab+4b2-2a+4b=(a-2b)2-2(a-2b)=(a-2b)(a-2b-2)=1×(1-2)=-1
26. 阅读下面的材料:
配方法是初中数学中经常用到的一种重要方法,学好配方法对我们学好数学有很大的帮助,所谓配方就是将某一个多项式变形为一个完全平方式,变形一定要恒等.例如:解方程x2-4x+4=0,则有(x-2)2=0,则x=2;再如x2-4x+y2-6y+13=0,则有(x2-4x+4)+(y2-6y+9)=0,即(x-2)2+(y-3)2=0,则x=2,y=3.
根据上述材料解答下列各题:
(1)若a,b,c表示三角形ABC的三边长,且a2+b2+c2=ab+ac+bc,试说明三角形ABC是等边三角形;
(2)若x2-4xy+5y2-2y+1=0,求x,y的值.
解:(1)∵a2+b2+c2=ab+ac+bc,∴2a2+2b2+2c2=2ab+2ac+2bc,∴(a2-2ab+b2)+(a2-2ac+c2)+(b2-2bc+c2)=0,∴(a-b)2+(a-c)2+(b-c)2=0,∴a=b,a=c,b=c,∴a=b=c,∴三角形ABC是等边三角形
(2) ∵x2-4xy+5y2-2y+1=0,∴x2-4xy+4y2+y2-2y+1=0,∴(x-2y)2+(y-1)2=0,∴x-2y=0,y-1=0,∴y=1,x=2
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