内容正文:
第一章 整式的乘除
3 乘法公式
第2课时 平方差公式的应用
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平方差公式的几何背景
1.【学科特色·数形结合思想】(2025山东济南高新区期中)如
图1,将边长为x的大正方形剪去一个边长为2的小正方形(阴影
部分),并将剩余部分沿虚线剪开,得到两个长方形,再将这两
个长方形拼成如图2所示的长方形.这两幅图能解释下列哪个
等式( )
A.(x-2)2=x2-4x+4 B.(x+2)2=x2+4x+4
C
C.(x+2)(x-2)=x2-4 D.x(x-2)=x2-2x
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解析 因为题图1中大正方形的空白部分的面积=x2-22=x2-4,
题图2中长方形的面积=(x+2)(x-2),所以(x+2)(x-2)=x2-4.故选C.
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2.(2025山东青岛市北期中)在数学实践课上,“智慧小组”将
大正方形的阴影部分裁剪下来重新拼成一个图形,以下4幅拼
法中,不能够验证平方差公式的是 ( )
D
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解析 A.原图阴影部分面积为a2-b2,拼后新图是平行四边形,
其中底边长为a+b时,底边上的高为a-b,故面积为(a+b)(a-b),则
有(a+b)(a-b)=a2-b2,故可以验证.B.原图阴影部分面积为a2-b2,
拼后新图是长方形,长为a+b,宽为a-b,故面积为(a+b)(a-b),则
有(a+b)(a-b)=a2-b2,故可以验证.C.原图阴影部分面积为a2-b2,
拼后新图是由两个相同的直角梯形组成的平行四边形,其中
底边长为a+b时,底边上的高为a-b,故面积为(a+b)(a-b),则有(a
+b)(a-b)=a2-b2,故可以验证.D.原图阴影部分面积为(a+b)2-(a
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-b)2,拼后新图是由四个相同长方形组成的大长方形,长为2a,
宽为2b,故面积为4ab,则有(a+b)2-(a-b)2=4ab,故不能验证(a+b)
(a-b)=a2-b2.故选D.
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利用平方差公式简化数的运算
3.计算:(1)101×99.(2)90 ×89 .
(3)3 001×2 999.
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解析 (1)原式=(100+1)×(100-1)
=1002-12=9 999.
(2)原式= ×
=902- =8 100- =8 099 .
(3)原式=(3 000+1)×(3 000-1)
=3 0002-12=9 000 000-1=8 999 999.
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利用平方差公式简化整式的运算
4.计算:
(1)(2025河南周口太康一模)(2x+3y)(2x-3y)-4x·(x-y).
(2)2mn-n2+(-4m-n)(4m-n).
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解析 (1)(2x+3y)(2x-3y)-4x(x-y)
=4x2-9y2-(4x2-4xy)=4x2-9y2-4x2+4xy=-9y2+4xy.
(2)2mn-n2+(-4m-n)(4m-n)
=2mn-n2+(-n)2-(4m)2
=2mn-n2+n2-16m2
=2mn-16m2.
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5.从前,有一个狡猾的地主,他把一块边长为a米的正方形土地
(如图)租给张老汉.过了一年,他对张老汉说:“我把你这块地
一边长减少9米,其邻边长增加9米,继续租给你,你也没有吃亏,
你看如何?”张老汉一听,觉得好像没有吃亏,就答应了.然而
张老汉的儿子却说张老汉吃亏了.
(1)张老汉原来土地的面积为多少?
(2)若是按地主的说法,变化后的土地面积为多少?
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(3)土地的面积是增加了,还是减少了?增加或减少的数量是多
少?
(4)张老汉儿子的判断是否正确?
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解析 (1)原来土地的面积为a2平方米.
(2)(a+9)(a-9)=(a2-81)平方米.
故变化后的土地面积为(a2-81)平方米.
(3)土地的面积减少了,减少了81平方米.
(4)张老汉儿子的判断正确.
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6.(2025浙江金华义乌期中,★★★)两个大小不一的正方形①
和②按如图1所示的方式放置时,AB=a,CD=b.现有①和②两种
正方形各四个,摆放成如图2所示的形状,那么阴影部分的面积
可用a,b表示为 ( )
A.4a2-4b2 B.4ab
C.a2-b2 D.ab
B
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解析 设正方形②的边长为x,正方形①的边长为y,
由题图1可得x+y=a,x-y=b,
所以(x+y)(x-y)=x2-y2=ab,
所以S阴影=4x2-4y2=4(x2-y2)=4ab.
故选B.
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7.(★★☆)一个正方形的边长增加了3 cm,面积相应增加了
39 cm2,则原来这个正方形的边长为___________cm.
5
解析 设原来正方形的边长是x cm.
根据题意,得(x+3)2-x2=39,
所以(x+3+x)(x+3-x)=3(2x+3)=39,解得x=5.
所以原来正方形的边长是5 cm.
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8.(2025湖南郴州宜章两校联考期中改编,★★☆)计算:2 0352-
2 037×2 033=___________.
4
解析 原式=2 0352-(2 035+2)×(2 035-2)
=2 0352-(2 0352-4)=4.
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9.(2025四川内江中考,★★☆)已知a,b满足a+b=2,则a2-b2+4b=
_________.
4
解析 因为a+b=2,所以a2-b2+4b=(a+b)(a-b)+4b=2(a-b)+4b=2a
-2b+4b=2a+2b=2(a+b)=2×2=4.
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10. (2025山东济南高新区期中,★★★)
(1)填空:
(a-b)(a+b)=_______.
(a-b)(a2+ab+b2)=_______.
(a-b)(a3+a2b+ab2+b3)=_______.
(2)猜想:(a-b)(an-1+an-2b+…+abn-2+bn-1)=_______.(其中n为正整
数,且n≥2)
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(3)利用(2)猜想的结论计算:
①27+26+25+24+23+22+2+1.
②29-28+27-…+23-22+2.
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解析 (1)a2-b2;a3-b3;a4-b4.
详解:(a-b)(a+b)=a2-b2.
(a-b)(a2+ab+b2)=a3+a2b+ab2-a2b-ab2-b3=a3-b3.
(a-b)(a3+a2b+ab2+b3)=a4+a3b+a2b2+ab3-a3b-a2b2-ab3-b4=a4-b4.
(2)an-bn.
(3)①27+26+25+24+23+22+2+1
=(2-1)×(27+26+25+24+23+22+2+1)
=(2-1)×(27+26×1+25×12+24×13+23×14+22×15+2×16+17)
=28-18=255.
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②因为[2-(-1)](29-28+27-…+23-22+2-1)
=210-(-1)10,
所以29-28+27-…+23-22+2-1= =341.
所以29-28+27-…+23-22+2=341+1=342.
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11.【新课标·抽象能力】(2025河南平顶山汝州期中改编)在
边长为a的正方形中剪掉一个边长为b的小正方形,如图甲,把
余下的阴影部分再剪拼成一个长方形,如图乙.
(1)图甲中阴影部分的面积为_______;图乙中阴影部分的面
积为_______.(均用含a,b的代数式表示)
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(2)利用(1)的结果,说明a2,b2,(a+b)(a-b)的等量关系.
(3)应用所得的公式计算: × × ×…×
× .
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解析 (1)a2-b2;(a+b)(a-b).
(2)a2-b2=(a+b)(a-b).
(3)原式= × × × × × ×…
× ×
= × × × × × ×…× ×
= × = .
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