内容正文:
第11章成果展示 因式分解
(时间:120分钟 满分:120分)
第Ⅰ卷(选择题 共30分)
一、选择题(本大题共10个小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.下列等式从左到右的变形,属于因式分解的是( C )
A.x2-2x-1=(x-1)2
B.(a+b)(a-b)=a2-b2
C.x2-2x+1=(x-1)2
D.x2+1=(x+1)2
2.多项式3m2+6mn的公因式是( C )
A.3 B.m
C.3m D.3n
3.因式分解(x-1)2-9的结果是( D )
A.(x-10)(x+8) B.(x+8)(x+1)
C.(x-2)(x+4) D.(x+2)(x-4)
4.计算(-5)2 025+(-5)2 024的结果是( C )
A.4×52 024 B.-5
C.-4×52 024 D.-4
解析:(-5)2 025+(-5)2 024=-52 025+52 024=-5×52 024+52 024=52 024×(-5+1)=-4×52 024。故选C 。
5.在多项式x2+中添加一个单项式,使得到的多项式可以用完全平方公式进行因式分解,则添加的单项式不可以是( D )
A.x B.-x
C.x4 D.-x4
解析:A.x2+x+=,可以构成完全平方公式,不符合题意;
B.x2-x+=,可以构成完全平方公式,不符合题意;
C.x4+x2+=2,可以构成完全平方公式,不符合题意;
D.-x4+x2+,不可以构成完全平方公式,符合题意。故选D。
6.对比4x2-4x+1和8x-4因式分解的结果,共同的整式部分为( C )
A.2x B.2x+1
C.2x-1 D.4(2x-1)
7.下列各式中,能用公式法因式分解的是( D )
A.x2+x B.4x2-4x-1
C.x2+y2 D.4x2-1
解析:A.x2+x=x(x+1),只能用提公因式法因式分解,故选项不符合题意;
B.4x2-4x-1有三项,并且有两项是平方项,但是最后的平方项符号是负的,不符合完全平方公式,故选项不符合题意;
C.x2+y2不能继续因式分解,故选项不符合题意;
D.4x2-1=(2x+1)(2x-1),能用平方差公式进行因式分解,故选项符合题意。
故选D。
8.甲、乙两位同学在对多项式x2+bx+c因式分解时,甲看错了b的值,分解的结果是(x-4)(x+5),乙看错了c的值,分解的结果是(x+3)(x-4),那么c-5b的值为( B )
A.15 B.-15
C.25 D.-25
解析:(x-4)(x+5)=x2+x-20,(x+3)(x-4)=x2-x-12。
因为甲看错了b的值,分解的结果是(x-4)(x+5),所以c=-20。
因为乙看错了c的值,分解的结果是(x+3)(x-4),所以b=-1。
所以c-5b=-20-5×(-1)=-15。
9.若的结果为整数,则整数n的值不可能是( D )
A.44 B.55
C.66 D.77
解析:先将原式变形为,根据44=22×11,55=11×5,66=2×3×11,可知44,55,66是11×23×3×53的因子,可使结果为整数;而77=7×11,不是11×23×3×53的因子,不可使结果为整数。故选D。
10.将下列多项式因式分解,结果中不含有因式x+2的是( D )
A.x2+2x
B.x2-4
C.(x-2)2+8(x-2)+16
D.x3+3x2-4x
解析:A.原式=x(x+2),故此选项不符合题意;
B.原式=(x+2)(x-2),故此选项不符合题意;
C.原式=(x-2+4)2=(x+2)2,故此选项不符合题意;
D.原式=x(x2+3x-4)=x(x+4)(x-1),故此选项符合题意。故选D。
第Ⅱ卷(非选择题 共90分)
二、填空题(本大题共6个小题,每小题3分,共18分)
11.因式分解:2a3-8a= 2a(a+2)(a-2) 。
12.因式分解:a2+4(a-1)+8= (a+2)2 。
13.已知ab=2,a-2b=3,则4ab2-2a2b的值是 -12 。
14.若多项式x2-2x+2k因式分解后的结果是(x+2)(x+k),则k的值是 -4 。
解析:因为x2-2x+2k因式分解后的结果是(x+2)(x+k),
所以x2-2x+2k=(x+2)(x+k),
即x2-2x+2k=x2+kx+2x+2k。所以-2=k+2。所以k=-4。
15.已知264-1能被在10到20之间的两个整数整除,则这两个整数为 17和15 。
解析:原式=(232+1)(232-1)=(232+1)(216+1)(216-1)
=(232+1)(216+1)(28+1)(28-1)=(232+1)(216+1)(28+1)(24+1)(24-1)
=(232+1)(216+1)(28+1)×17×15,所以这两个整数为 17和15。
16.对于二次三项式x2+mx+n,如果能将常数项n分解成两个因数a,b,使a,b的和恰好等于一次项系数m,即ab=n,a+b=m,就能将x2+mx+n因式分解。这种因式分解的方法取名为“十字相乘法”。为使分解过程直观,常常采用图示的方法,将二次项系数与常数项的因数分列两边(如图)再交叉相乘并求和,检验是否等于一次项系数,进而进行分解。则代数式x2-2x-15因式分解的结果为 (x+3)(x-5) 。
三、解答题(本大题共7个小题,共72分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(12分)将下列各式因式分解:
(1)4a3b2-6a2b;
(2)x2(x-3)+4(3-x);
(3)4+12(x-y)+9(x-y)2;
(4)(3x-2)2-(2x+7)2。
解:(1)4a3b2-6a2b=2a2b(2ab-3)。
(2)x2(x-3)+4(3-x)
=(x-3)(x2-4)
=(x-3)(x+2)(x-2)。
(3)4+12(x-y)+9(x-y)2
=[2+3(x-y)]2
=(3x-3y+2)2。
(4)(3x-2)2-(2x+7)2
=(3x-2+2x+7)(3x-2-2x-7)
=(5x+5)(x-9)
=5(x+1)(x-9)。
18.(8分)利用因式分解计算:
(1)8002-1 600×798+7982;
(2)3.14×562-3.14×442。
解:(1)原式=8002-2×800×798+7982=(800-798)2=4。
(2)原式=3.14×(562-442)=3.14×(56+44)×(56-44)=3.14×100×12=3 768。
19.(8分)发现:任意三个连续的奇数中,最大数与最小数的平方差是4的倍数。
验证:
(1)92-52的结果是8的 7 倍;
(2)设三个连续的奇数中间的一个为2n+1(n为整数),计算最大奇数与最小奇数的平方差,并说明它是8的倍数。
解:(2)设三个连续的奇数中间的一个为2n+1(n为整数),则第一个奇数为2n-1,第三个奇数为2n+3。
(2n+3)2-(2n-1)2=(2n+3+2n-1)·(2n+3-2n+1)=4(4n+2)=8(2n+1)。
因为8(2n+1)是8的倍数,
所以最大奇数与最小奇数的平方差是8的倍数。
20.(10分)通过学习我们知道常用的因式分解的方法有提公因式法和公式法,与此同时,某些多项式只用上述一种方法无法进行因式分解。下面是甲、乙两位同学对多项式进行因式分解的过程。
甲:x2+xy-2x-2y
=(x2+xy)-(2x+2y)(先分成两组)=x(x+y)-2(x+y)
=(x+y)(x-2)。
乙:a2-b2+2b-1
=a2-(b2-2b+1)(先分成两组)=a2-(b-1)2
=(a+b-1)(a-b+1)。
两位同学因式分解的方法叫作分组分解法,请你仔细观察并对以下多项式进行因式分解。
(1)因式分解:m2-n2+m+n;
(2)若a-b=5,a-c=3,求式子ab-bc+ac-a2的值。
解:(1)m2-n2+m+n
=(m2-n2)+(m+n)
=(m+n)(m-n)+(m+n)
=(m+n)(m-n+1)。
(2)ab-bc+ac-a2
=(ab-bc)+(ac-a2)
=b(a-c)+a(c-a)
=b(a-c)-a(a-c)
=(b-a)(a-c)。
因为a-b=5,a-c=3,
所以原式=-5×3=-15。
21.(10分)在现今“互联网+”的时代,密码与我们的生活已经密不可分。而诸如“000000”“666666”“生日”等简单密码又容易被破解,因此利用简单方法产生一组容易记忆的密码就很有必要了。有一种用因式分解法产生的密码,方便记忆,其原理是将一个多项式因式分解。如:多项式x(x2-y2)-2y(x2-y2)因式分解的结果为(x-y)(x+y)(x-2y),当x=16,y=2时,x-y=14,x+y=18,x-2y=12,此时可以得到6个6位数的数字密码:141812,141218,181412,181214,121418,121814。
(1)根据上述方法,当x=25,y=2时,对于多项式x3-9xy2,因式分解后可以形成哪些数字密码? (写出三个)
(2)小敏同学设计了一个多项式a4-8a2b2+16b4,根据上述方法,当a=14,b=2时,写出多项式a4-8a2b2+16b4因式分解后形成的八位数的数字密码。(写出一个)
解:(1)x3-9xy2=x(x-3y)(x+3y)。
当x=25,y=2时,x-3y=19,x+3y=31,
所以由题意可知,数字密码是251931,253119,192531。(答案不唯一)
(2)a4-8a2b2+16b4=(a2-4b2)2=(a+2b)2(a-2b)2。
当a=14,b=2时,a+2b=18,a-2b=10。
由题意可知,八位数的数字密码为18181010。(答案不唯一)
22.(12分)数学课上,白老师提供了一段材料让同学们自学,然后利用卡片带领同学们进行因式分解游戏(两张卡片之间的式子用“+”连接)。
材料:将mx+my+nx+ny因式分解,可将四个单项式分为两组,再因式分解,即mx+my+nx+ny=(mx+my)+(nx+ny)=m(x+y)+n(x+y)=(m+n)·(x+y),这种因式分解的方式叫作分组分解法。
卡片:
(1)若白老师出示卡片①②,则因式分解的结果为 (a-9)(2+b) ;
(2)若白老师出示卡片③⑤,请利用材料中的方法因式分解;
(3)若白老师出示卡片④⑤,且卡片上的式子的和为0,请判断以a,b,c为边的△ABC的形状,并说明理由。
解:(2)由题意,得b2-a2+c2-2bc=(b2-2bc+c2)-a2=(b-c)2-a2=(b-c+a)(b-c-a)。
(3)△ABC为等边三角形。理由如下:
由题意,得a2-2ab+2b2+c2-2bc=0,
所以(a2-2ab+b2)+(b2-2bc+c2)=0。
所以(a-b)2+(b-c)2=0。
所以a-b=0,b-c=0。
所以a=b=c。
所以△ABC为等边三角形。
23.(12分)【发现问题】数形结合是解决数学问题的一种重要的思想方法,借助图的直观性,可以帮助我们更容易理解数学问题,现有图1中的A,B,C三种卡片若干,用这些卡片可以拼成各式各样的图形,根据这些图形面积的不同表示方法可以将一些多项式因式分解。
例:用1张A卡片、2张B卡片、1张C卡片拼成如图2的图形,用两种方法表示该图形的面积,可以得到等式a2+2ab+b2=(a+b)2,这种把一个多项式化成几个整式的积的形式,叫作因式分解。
【小试牛刀】 (1)请把表示图3面积的多项式因式分解。(直接写出等式即可)
【自主探索】 (2)请利用图1的卡片,将多项式2a2+5ab+3b2因式分解,并画出图形。
【拓展迁移】 (3)事实上,拼图不仅限于平面图形,利用立体图形的体积也可以将一些多项式因式分解。请你用此方法从体积角度简要说明如何把a3+4a2b+3ab2进行因式分解,并写出因式分解的结果。
解:(1)a2+3ab+2b2=(a+2b)(a+b)。
(2)2a2+5ab+3b2=(2a+3b)(a+b)。
如图所示。
(3)观察可知a3+4a2b+3ab2=a(a2+4ab+3b2),
所以我们可以把a3+4a2b+3ab2看作是一个高为a,底面积为a2+4ab+3b2的长方体的体积。
如图是由1张A卡片、4张B卡片、3张C卡片拼成的,
所以a2+4ab+3b2=(a+b)(a+3b)。
所以a3+4a2b+3ab2=a(a+b)(a+3b)。
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