第一章 整式的乘除 ——平方差公式与完全平方式讲义 2025-2026学年北师大版数学七年级下册

2026-03-18
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平方差公式与完全平方式 1)平方差公式:(a+b)(a-b)=a2-b2 (特征:用相同项的平方减相反项的平方。) 【扩展】常见平方差公式的变形 1 位置变化:如 2 系数变化:如 3 指数变化:如 4 符号变化:如(相同项为b,“相反项”为a) 5 增项变化:如 6 增因式变化:如 【注意事项】 1)对因式中各项的系数、符号要仔细观察、比较,不能误用公式.如:(a+3b)(3a-b),不能运用平方差公式。 2)公式中的字母a、b可以是一个数、一个单项式、一个多项式。所以,当这个字母表示一个负数、分式、多项式时,应加括号避免出现只把字母平方,而系数忘了平方的错误。 2)完全平方公式:(a+b)2=a2+2ab+b2 (a-b)2=a2-2ab+b2 【扩展】 扩展一(公式变化): 扩展二: 扩展三: 【补充】:   【题型一】运用平方差公式进行计算 【典题1】(1)(﹣2﹣y2)(2﹣y2). (2)计算:(2x+3y)(2x﹣3y). (3)计算(a﹣b)(a+b)(a2+b2)(a4+b4) 变式 1. 运用乘法公式计算: (1)(﹣2x+3y)(﹣3y﹣2x) (2)(a+2b)(a﹣2b)+(2b)2 (3)(2x+3y)2(2x﹣3y)2; (4)(x+1)(x﹣1)(x2+1)(x4+1). 2. 列各式中,不能用平方差公式计算的是( ) A.(4x﹣3y)(﹣3y﹣4x) B.(2x2﹣y2)(2x2+y2) C.(a+b﹣c)(﹣c﹣b+a) D.(﹣x+y)(x﹣y) 3. 下列各式中能用平方差公式计算的是( ) A.(2a+b)(a-2b) B.(a-2b)(a-2b) C.(a+2b)(-2b+a) D.(2a-b)(-2a+b) 4. 若,,则( ) A.1 B.-1 C.3 D.-3 5. 若,则表示的式子为______. 6. 的计算结果是( ) A. B. C. D. 【题型二】利用平方差公式简便运算 【典例2】用平方差公式计算: (1)30.8×29.2; (2)20192﹣2018×2020. 变式 1. 用简便方法计算: (1)73×67; (2)2020+20202﹣20212. 2. 简便计算:. 3. 简便方法计算:. 4. 利用平方差公式计算: (1); (2); (3); (4). 5. 用简便方法计算: (1); (2). 【题型三】利用平方差解决几何面积 【典题3】1.(1)如图,在边长为的大正方形中剪去一个边长为b的小正方形(),把图中形的纸片按图剪拼,改造成了一个大长方形如图,用含、的式子表示图中大长方形的面积为______;      (2)请写出图、图、图验证的乘法公式为:______; (3)利用()中验证的公式简便计算:; (4)计算:. 变式 1. 如图①,在边长为a的正方形中,剪去一个边长为b的小正方形(a>b),将余下部分拼成一个梯形,如图②. (1)图②中,梯形的高为   ;(用含a、b的代数式表示) (2)请结合图①、图②,写出一个关于a、b的乘法公式,并通过计算图①、图②阴影部分的面积加以验证. 2. 如图1,边长为a的大正方形有一个边长为b的小正方形,把图1中的阴影部分拼成一个长方形(如图2所示). (1)上述操作能验证的公式是______(请选择正确的一个). A.            B.        C. (2)请应用上面的公式完成下列各题: ①已知,,则______; ②计算:; ③计算: 3. (1)如图1,在边长为a的正方形中,画出两个长方形阴影,则阴影部分的面积是  (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,它面积是    (写成多项式乘法的形式); (3)比较左、右两图的阴影部分面积,可以得到乘法公式    (用式子表达); (4)运用你所得到的公式计算:10.3×9.7. 4. 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   ;(请选择正确的一个) A、a2﹣2ab+b2=(a﹣b)2 B、a2﹣b2=(a+b)(a﹣b) C、a2+ab=a(a+b) (2)应用你从(1)选出的等式,完成下列各题: ①已知x2﹣4y2=12,x+2y=4,求x﹣2y的值. ②计算:(1﹣)(1﹣)(1﹣)…(1﹣)(1﹣). 【题型四】构造平方差进行巧算 【典例4】1.计算: 2.计算:1002﹣992+982﹣972+…+22﹣12. 变式 1. 计算:2(1+)(1+)(1+)(1+)(1+)+. 2. 计算: 3. 计算 4. 计算:12﹣22+32﹣42+52﹣62+…+492﹣502 5. 计算下列各题: (1)填空:(x﹣1)(x+1)=   .(x﹣1)(x2+x+1)=   .(x﹣1)(x3+x2+x+1)=   .… (2)根据前面各式的规律,填空:(x﹣1)(xn+xn﹣1+xn﹣2+…+x2+x+1)=   . (3)根据这一规律,计算1+2+22+23+…+298+299. 【题型五】运用完全平方公式计算 【典例5】计算:(1)﹣(﹣2+x)2. (2)(2x﹣3y)2 (3) 变式 1. 运用完全平方公式计算: (1)(﹣4x﹣)2. (2)(x﹣2y)2 (3) (a+2b﹣1)2 2. 计算: (1); (2); (3); (4). 3. 计算(a+2b﹣c)(a﹣2b﹣c)﹣(a﹣b﹣c)2. 4. 运用完全平方公式计算: (1); (2). 5. 用简便方法计算: (1) (2) (3)20202-4040×2019+20192 【题型六】通过对完全平方式变形求解 【典题6】已知,,则代数式的值为(    ) A.8 B.18 C.19 D.25 变式1.已知,那么x2+y2的值为(  ) A.13 B.7 C.6 D.5 2.已知,则的值是( ) A. B. C. D. 3.若a2﹣ab=7﹣m,b2﹣ab=9+m,则a﹣b的值为(  ) A.2 B.±2 C.4 D.±4 4.已知(m-n)2=8,(m+n)2=2,则m2+n2=( ) A.10 B.6 C.5 D.3 5.已知,. (1)求的值. (2)求的值. 6.已知,.求下列各式的值. (1); (2). 【题型七】换元法构完全平方 【典例7】(1)已知:,求:的值。 (2)已知:,求:的值。 变式1.已知:,求:的值。 2.已知:,求:的值。 3.已知x满足(x﹣2022)2+(2024﹣x)2=10,则(x﹣2023)2的值为    . 4.已知(x﹣2025)2+(x﹣2027)2=34,则(x﹣2026)2的值是    . 5.已知x﹣y=6,xy=﹣8, (1)求x2+y2的值; (2)求(x﹣y﹣2021)2+(2021﹣xy)(x2+y2﹣2021)的值. 6.已知:,求: 的值。 【题型八】完全平方公式的几何背景 【典例8】乘法公式的探究及应用: 数学活动课上,老师准备了若干个如图1的三种纸片:A种纸片是边长为a的正方形,B种纸片是边长为b的正方形,C种纸片是长为b、宽为a的长方形.并用A种纸片一张,B种纸片一张,C种纸片两张拼成如图2的大正方形. (1)请用两种不同的方法表示图2大正方形的面积: 方法1:   , 方法2:   ; (2)观察图2,请你写出三个代数式(a+b)2,a2+b2,ab之间的数量关系:   ; (3)根据(2)题中的等量关系,解决如下问题: ①已知a+b=7,a2+b2=33,求ab的值; ②已知(2023﹣a)2+(a﹣2021)2=8,求(2023﹣a)(a﹣2021)的值. 变式1.将完全平方公式(a±b)2=a2±2ab+b进行适当的变形,可以解决很多的数学问题,例如:若a+b=3,ab=1,求a2+b2的值.解:∵a+b=3,∴(a+b)2=9,即a2+2ab+b2=9.又∵ab=1,∴a2+b2=7. 根据上面的解题思路与方法,解决下列问题: (1)若m+n=7,m2+n2=40,求mn的值; (2)若m﹣n=8,mn=9,求m2+n2 的值; (3)两个正方形ABCD、AEFG如图摆放,面积和为34,BG=8,求图中阴影部分面积. 2.如图,将一个边长为a+b的正方形图形分割成四部分(两个正方形和两个长方形),请认真观察图形,解答下列问题: (1)根据图中条件,请用两种方法表示该图形的总面积(用含a、b的代数式表示出来); (2)如果图中的a,b(a>b)满足a2+b2=57,ab=12,求a+b的值; (3)已知(5+2x)2+(2x+3)2=60,求(5+2x)(2x+3)的值. 3.(1)若关于a,b的多项式3(a2﹣2ab+b2)﹣(2a2﹣mab+2b2)中不含有ab项,则m的值为    . (2)完全平方公式经过适当的变形,可以解决很多数学问题. 例如:若a+b=3,ab=1,求a2+b2的值. 解:∵a+b=3,ab=1, ∴(a+b)2=9,2ab=2, ∴a2+b2+2ab=9, ∴a2+b2=7. 根据上面的解题思路与方法解决下列问题: (i)如图,点C是线段AB上的一点,分别以AC,BC为边向直线AB两侧作正方形BCFG,正方形AEDC,设AB=8,两正方形的面积和为40,则△AFC的面积为    ; (ii)若(9﹣x)(x﹣6)=2,求(9﹣x)2+(x﹣6)2的值. 【题型九】求完全平方公式字母系数 【典题9】若是一个完全平方式,则常数k的值为   A.6 B. C. D.无法确定 变式1、是关于字母x的一个完全平方式,则 m为_______. 2、已知多项式x2﹣2kx+16是完全平方式则k的值为_______. 3、如果是一个完全平方式,那么的值是_______. 4、若多项式x2+kx+25是完全平方式,则k=_______. 5、已知是一个有理数的平方,则不能为( ) A. B. C. D. 6.若x2﹣12x+(k﹣1)2是完全平方式,则k的值是(  ) A.﹣1或﹣3 B.7或﹣3 C.﹣5或﹣1 D.7或﹣5 7.已知9y2﹣my+4是完全平方式,则m的值为(  ) A.6 B.±6 C.12 D.±12 8.若x2+mxy+25y2是一个完全平方式,那么m的值是(  ) A.±10 B.﹣5 C.5 D.±5 8.若9x2+kx+4是一个关于x的完全平方式,那么k值是(  ) A.±6 B.6 C.±12 D.12 9.若x2+(m﹣2)x+16是一个完全平方式,则m的值是(  ) A.10 B.﹣10 C.﹣6或10 D.10或﹣10 10.若x2﹣mx+16是完全平方式,则m的值等于(  ) A.8 B.﹣8 C.16 D.8或﹣8 11.已知y2+my+9是完全平方式,则m=(  ) A.±6 B.6 C.±3 D.3 12.如果多项式x2﹣mx+16是一个完全平方式,则m的值是(  ) A.4 B.±4 C.8 D.±8 13.若x2+mx+9=(x﹣3)2,则m的值为(  ) A.6 B.﹣6 C.±6 D.3 14.如果多项式是一个二项式的完全平方式,那么m的值为(    ) A.6 B. C.10或 D.6或 15.若是完全平方式,且,则(    ) A. B.或27 C.27或 D.或 【题型十】降次法 【典例10】 变式 1.已知a是方程x2-5x+1= 0的解,则的值为多少? 2.已知a﹣=5,则a2+的值是(  ) A.27 B.25 C.23 D.7 3.已知,则的值为    . 4.若x2﹣4x+1=0,则=   . 5.已知a2﹣3a+1=0,则=   . 【典例11】先阅读下面材料,再解决问题:在求多项式的值时,有时可以通过“降次”的方法,把字母的次数从“高次”降为“低次”.一般有“逐步降次法”和“整体代入法”两种做法.例如:已知,求多项式的值. 方法一:∵,∴,∴原式. 方法二:∵,∴,∴原式. (1)应用:已知,求多项式的值(只需用一种方法即可); (2)拓展:已知,求多项式的值(只需用一种方法即可). 变式 1. 若,则 。 2. 若,则 。 3. 若,则 。 4. 将关于的一元二次方程变形为,就可以将表示为关于的一次多项式,从而达到“降次”的目的,又如,我们将这种方法称为“降次法”,通过这种方法可以化简次数较高的代数式.根据“降次法”,已知:,且,则的值为(    ) A. B. C. D. 5. 先阅读下面材料,再解决问题: 已知,在求关于的代数式的值时,可将变形为,就可以将表示为关于的一次多项式,从而达到“降次”的目的,我们称这样的方法为“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,则代数式的值为______; (3)已知,则代数式的值为______. 6. 将关于的一元二次方程变形为,就可以将关于x的二次多项式表示为x的一次多项式,从而达到“降次”的目的,又如,我们将这种方法称为“降次法”,通过这种方法可以化简次数较高的代数式.根据“降次法”,已知,则的值为________. 7. 将关于的一元二次方程变形为,就可将表示为关于的一次多项式,从而达到“降次”的目的,我们称这样的方法为“降次法”,已知,可用“降次法”求得的值是___. 8. 将关于的一元二次方程变形为,就可将表示为关于x的一次多项式,从而达到“降次”的目的,我们称这样的方法为“降次法”.已知,可用“降次法”求得的值是__________. 9. 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. 10. 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:. 11. 先阅读材料,再解决问题: 已知,在求关于x的代数式的值时,可将变形为,就可以把表示为关于x的一次多项式,从而达到“降次”的目的,我们称这样的方法为“降次代换法”,例如:已知,求代数式的值. 解: , , 原式, . 请运用“降次代换法”,解答下列问题: (1)若,则代数式的值为________ (2)若,求代数式的值; (3)已知:,求代数式的值. 【题型十一】配方法求最值问题 【典例12】王老师在讲完乘法公式(a±b)2=a2±2ab+b2的多种运用后,要求同学们运用所学知识求代数式x2+4x+5的最小值.同学们经过交流讨论,最后总结出如下解答方法: x2+4x+5=x2+4x+4+1=(x+2)2+1因为(x+2)2≥0, 所以当x=﹣2时,(x+2)2的值最小,最小值是0. 所以(x+2)2+1≥1. 所以当(x+2)2=0时,(x+2)2+1的值最小,最小值是1. 所以x2+4x+5的最小值是1. 依据上述方法,解决下列问题 (1)当x=   时,x2+6x﹣15有最小值是     (2)多项式﹣x2+2x+18有最    (填“大”或“小”)值,该值为     (3)已知﹣x2+5x+y+20=0,求y+x的最值 (4)已知△ABC的三边长a、b、c都是正整数,且满足a2+b2﹣2a﹣8b+17=0,求△ABC的周长. 变式 1. 多项式的最小值为____________ 2. 多项式的最大值为____________ 3. 先仔细阅读材料,再尝试解决问题:完全平方公式x2±2xy+y2=(x±y)2及(x±y)2的值恒为非负数的特点在数学学习中有着广泛的应用,求代数式x2+4x+5的最小值?同学们经过交流、讨论,最后总结出如下解答方法: 解:x2+4x+5=x2+4x+4+1=(x+2)2+1.∵(x+2)2≥0,∴当x=﹣2时,(x+2)2的值最小,最小值是0,∴(x+2)2+1≥1∴当(x+2)2=0时,(x+2)2+1的值最小,最小值是1,∴x2+4x+5的最小值是1. 请你根据上述方法,解答下列各题: (1)当x=   时,代数式x2﹣6x+12有最小值;最小值是    ; 又如探求多项式2x2+12x﹣4的最大(小)值时,我们可以这样处理: 解:原式=2(x2+6x﹣2)=2(x2+6x+9﹣9﹣2)=2[(x+3)2﹣11]=2(x+3)2﹣22,因为无论x取什么数,都有(x+3)2的值为非负数,所以(x+3)2的最小值为0,此时x=﹣3,进而2(x+3)2﹣22的最小值是2×0﹣22=﹣22,所以当x=﹣3时,原多项式的最小值是﹣22. 解决问题:请根据上面的解题思路,探求 (2)多项式3x2﹣6x+15的最小值是多少,并写出对应的x的取值. (3)多项式﹣x2﹣2x+6的最大值是多少,并写出对应的x的取值. 4. 阅读材料:在求多项式x2+4x+8的最小值时,小明的解法如下:x2+4x+8=x2+4x+4+4=(x+2)2+4,因为(x+2)2≥0,所以(x+2)2+4≥4,1即x2+4x+8的最小值为4.请仿照以上解法,解决以下问题: (1)求多项式2x2+16x+20的最小值; (2)猜想多项式﹣x2+12x﹣25有最大值还是最小值,并求出这个最值. 5. 阅读材料:本册数学学习中,我们认识了“完全平方公式”,即(a±b)2=a2±2ab+b2,并把形如a2±2ab+b2的式子称为完全平方式. 把形如ax2+bx+c(a≠0)的二次三项式(或其一部分)配成完全平方式的过程叫配方.配方的基本形式是完全平方公式的逆写,即a2±2ab+b2=(a±b)2.例如 ①选取二次项和一次项配方:x2﹣2x+4=(x﹣1)2+3; ②选取二次项和常数项配方:x2﹣2x+4=(x+2)2﹣6x, 或x2﹣2x+4=(x﹣2)2+2x; ③选取一次项和常数项配方:x2﹣2x+4=(x﹣2)2+x2. 根据上述材料,解决下面问题: (1)写出x2+4x+9的两种不同形式的配方; (2)已知4x2+y2﹣4x+6y+10=0,求xy的值; (3)试求当x为何值时,﹣x2+4x+5有最大值,最大值是多少? 6. 上数学课时,王老师在讲完乘法公式(a±b)2=a2±2ab+b2的多种运用后,要求同学们运用所学知识解答:求代数式x2+4x+5的最小值?同学们经过交流、讨论,最后总结出如下解答方法: 解:x2+4x+5=x2+4x+4+1=(x+2)2+1 ∵(x+2)2≥0, ∴当x=﹣2时,(x+2)2的值最小,最小值是0, ∴(x+2)2+1≥1. ∴当(x+2)2=0时,(x+2)2+1的值最小,最小值是1, ∴x2+4x+5的最小值是1. 请你根据上述方法,解答下列各题: (1)当x=   时,代数式x2﹣6x+12有最小值;最小值是    ; (2)若y=﹣x2+2x﹣3,请判断y有最大还是最小值;这个值是多少?此时x等于哪个数? (3)若﹣x2+3x+y+5=0,则y+x=   (用含x,y的代数式表示),请求出y+x的最小值. 7. 先仔细阅读材料,再尝试解决问题: 通过对实数的学习,我们知道x2≥0,根据完全平方公式:(a±b)2=a2±2ab+b2,所以完全平方公式的值为非负数,这一性质在数学中有着广泛的应用,比如探求多项式2x2+8x﹣3的最小值时,我们可以这样处理: 解:原式=2(x2+4x)﹣3 =2(x2+2x•2+22﹣22)﹣3 =2(x+2)2﹣11 ∵2(x+2)2≥0 ∴2(x+2)2﹣11≥0﹣11,且x=﹣2时,2(x+2)2﹣11的值最小,为﹣11 请根据上面的解题思路,解答下列问题: (1)求多项式3x2﹣6x+2的最小值是多少,并写出对应的x的值; (2)多项式4﹣x2+2x的最大值; (3)求多项式x2+2x+y2﹣4y+9的最小值. 8. 我们把多项式a2+2ab+b2及a2﹣2ab+b2这样的式子叫做完全平方式.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的最大值、最小值等. 例如:分解因式x2+2x﹣3. 原式=(x2+2x+1﹣1)﹣3=(x+1)2﹣4=(x+1+2)(x+1﹣2)=(x+3)(x﹣1). 求代数式2x2+4x﹣6的最小值.2x2+4x﹣6=2(x2+2x+1﹣1)﹣6=2(x+1)2﹣8. 可知当x=﹣1时,2x2+4x﹣6有最小值﹣8. 根据阅读材料用配方法解决下列问题: (1)填空:x2+   +36=(x+6)2;3m2+6m=3(m+1)2   ; (2)利用配方法分解因式:x2﹣6x﹣27(注意:用其它方法不给分); (3)当x为何值时,多项式﹣x2﹣4x+1有最大值,并求出这个最大值. 9. 已知,求x,y的值。 10. 先阅读下面的内容,再解决问题。 例题:若求m和n的值。 解:∵, ∴, ∴, ∴m+n=0,n-3=0, ∴m=-3,n=3. 问题: (1) 若,求的值; (2) 已知等腰△ABC的三边长为a,b,c,其中a,b满足:,求△ABC的周长。 11. ,则3x-2y的值为多少? 12. 若,求的值; 13. 已知a2+2b2+4c2﹣2ab﹣2b﹣4c+2=0,求代数式a+b+c的值. 14. 求代数式的值。 1 学科网(北京)股份有限公司 $

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