内容正文:
10.3乘法公式
知 识 清 单
知识点1 平方差公式
两个数的和与这两个数的差的乘积等于这两个数的平方差。即:(a+b)(a-b)=a2-b2
【知识解读】
(1)公式左边的两个二项式相乘,一项相同,另一项符号相反.
(2)公式右边是这两项的平方差; 右边是相同项的平方,减去符号相反项的平方.
(3)套用公式时要注意字母a和b的广泛意义,a、b可以是数或字母,也可以是单项式或多项式.
素 养 提 升
考点1 平方差公式的几何推导
例题讲解:
1.如图1,从边长为a的大正方形中剪去一个边长为b的小正方形,再将剩下的阴影部分剪开,拼成如图2所示的长方形.根据图形的变化过程可以验证等式( )
A.(a﹣b)2=a2﹣2ab+b2 B.a(a+b)=a2+ab
C.(a+b)2=a2+2ab+b2 D.a2﹣b2=(a+b)(a﹣b)【解答】解:图1中阴影部分的面积可以看作两个正方形的面积差,即a2﹣b2,
拼成的图2是长为a+b,宽为a﹣b的长方形,因此面积为(a+b)(a﹣b),
所以有a2﹣b2=(a+b)(a﹣b), 故选:D.
2.【实践操作】
如图①,从边长为a的正方形中挖去一个边长为b的小正方形后,形成一个长方形(如图②).
(1)通过计算图①和图②中阴影部分的面积可以验证的公式是(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2 ;
【应用探究】
(2)根据(1)中的公式解决如下问题:
①简便计算:299×301+1;
②计算:(3+1)(32+1)(34+1)(38+1)…(31024+1).【解答】解:(1)图①中阴影部分的面积为:a2﹣b2;图②中阴影部分的面积为:(a+b)(a﹣b);
则阴影部分的面积可以验证的公式是(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2;
故答案为:(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2;
(2)①原式=(300﹣1)(300+1)+1
=3002﹣1+1
=90000;
②原式
=……
.
跟踪训练:
1.如图(1),在边长为a的正方形中挖去一个边长为b的小正方形(a>b),把余下的部分拼成一个长方形,如图(2),此过程可以验证( )
A.(a+b)2=a2+2ab+b2 B.(a﹣b)2=a2﹣2ab+b2
C.a2﹣b2=(a+b)(a﹣b) D.(a+b)2=(a﹣b)2+4ab
【解答】解:图(1)中阴影部分的面积为:a2﹣b2,
图(2)中阴影部分的面积为(a+b)(a﹣b),
因此有a2﹣b2=(a+b)(a﹣b),
故选:C.
2.如图①,将边长为a的大正方形剪去一个边长为b的小正方形,并沿图中的虚线剪开,拼接后得到图②,根据图形的面积写出一个含字母a,b的等式:a2﹣b2=(a+b)(a﹣b) .
【解答】解:左图中部分的面积=a2﹣b2,
右图中的面积=(a+b)(a﹣b),
由图中的面积不变,得a2﹣b2=(a+b)(a﹣b),
故答案为a2﹣b2=(a+b)(a﹣b).
3.某数学兴趣小组在学习了“平方差公式”后,构造了如图所示的四种图形,想用“等面积法”来验证“平方差公式”,以下四种方法中能够验证“平方差公式”的有 ①②③ (填图中的序号).
【解答】解:根据平方差公式和图示逐项分析判断如下:
图①中,左图阴影部分可以看作两个正方形的面积差,即(a2﹣b2),拼成的右图是底为(a+b),高为(a﹣b)的平行四边形,面积为(a+b)(a﹣b),
∴(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2,图①可以验证平方差公式;
图②中,左图阴影部分可以看作两个正方形的面积差,即(a2﹣b2),拼成的右图是长为(a+b),宽为(a﹣b)的长方形,面积为(a+b)(a﹣b),∴(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2,图②可以验证平方差公式;
图③中,左图阴影部分可以看作两个正方形的面积差,即(a2﹣b2),拼成的右图是底为(a+b),高为(a﹣b)的平行四边形,面积为(a+b)(a﹣b),
∴(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2,图③可以验证平方差公式;
图④中,(a+b)2﹣(a﹣b)2,拼成的右图是长为2a,宽为2b的长方形,面积为4ab,
∴(a+b)2﹣(a﹣b)2=4ab,图④不能验证平方差公式;
故答案为:①②③.
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A .(请选择正确的一个)
A.a2﹣b2=(a+b)(a﹣b)
B.a2﹣2ab+b2=(a﹣b)2
C.a2+ab=a(a+b)
(2)若x2﹣y2=16,x+y=8,求x﹣y的值.
(3)计算:.
【解答】解:(1)从边长为a的正方形中剪掉一个边长为b的正方形,剩余部分的面积可以看作两个正方形的面积差,即a2﹣b2,拼成的图2是长为a+b,宽为a﹣b的长方形,所以面积为(a+b)(a﹣b),
因此有a2﹣b2=(a+b)(a﹣b),
故答案为:A;
(2)∵x2﹣y2=16,即(x+y)(x﹣y)=16,而x+y=8,
∴x﹣y=16÷8=2;
(3)原式=(1)(1)(1)(1)(1)(1)×…×(1)(1)(1)(1)
.
5.【规律探索】
如图,观察上述各图形,我们会发现:
图1空白部分小正方形的个数是22﹣12=2+1,
图2空白部分小正方形的个数是32﹣22=3+2,
图3空白部分小正方形的个数是42﹣32=4+3,
(1)像这样继续排列下去,请写出第6幅图对应的算式: 72﹣62=7+6 .
(2)请再写出第n幅图对应的算式: (n+1)2﹣n2=2n+1 (用含有字母n的算式表示,其中n为正整数).
【问题解决】
(3)(20262﹣20252+20242﹣20232+20222﹣20212+…+22﹣12)+1013= 2054364. .
【解答】解:(1)根据规律,第6幅图对应的算式为:
72﹣62=7+6,
故答案为:72﹣62=7+6;
(2)(n+1)2﹣n2=(n+1)+n=2n+1,
故答案为:(n+1)2﹣n2=2n+1;
(3)原式=(2026+2025)+(2024+2023)+…+(2+1)+1013
=(2026+1)×2026÷2+1013
=2027×1013+1013
=1013×(2027+1)
=1013×2028
=2054364,
故答案为:2054364.
考点2 平方差公式的有关计算
例题讲解:
1.下列各式中,能用平方差公式计算的是( )
A.(x+y)(y+x) B.(x﹣y)(x﹣y)
C.(x﹣y)(x+y) D.(x+y)(﹣x﹣y)【解答】解:(x+y)(y+x),(x﹣y)(x﹣y),(x+y)(﹣x﹣y)不能用平方差公式计算,
(x﹣y)(x+y)能用平方差公式计算, 故选:C.
2.运用乘法公式计算(x+y﹣1)(x﹣y﹣1)时,下列变形正确的是( )
A.[x+(y﹣1)][x﹣(y﹣1)] B.[x+(y﹣1)][x﹣(y+1)]
C.[(x+y)﹣1][(x﹣y)﹣1] D.[(x﹣1)+y][(x﹣1)﹣y]
【解答】解:(x+y﹣1)(x﹣y﹣1)=[(x﹣1)+y][(x﹣1)﹣y],
故选:D.
3.已知m2﹣9n2=24,m+3n=3,则m﹣3n= 8 .
【解答】解:因为m2﹣9n2=24,m+3n=3,m2﹣9n2=(m+3n)(m﹣3n),
所以24=3(m﹣3n),
所以m﹣3n=8,
故答案为:8.
跟踪训练:
1.若( )(x+y)可以用平方差公式进行计算,则横线上的代数式可能是( )
A.x+y B.x﹣y C.﹣x+2y D.﹣x﹣y
【解答】解:根据平方差公式为(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2逐项分析判断如下:
A、(x+y)(x+y)=(x+y)2,是完全平方形式,不符合平方差公式结构,∴该选项错误;
B、(x﹣y)(x+y)=x2﹣y2,符合平方差公式结构,∴该选项正确;
C、(﹣x+2y)(x+y),不存在完全相同的项,也不存在互为相反数的对应项,不符合平方差公式结构,∴该选项错误;
D、(﹣x﹣y)(x+y)=﹣(x+y)2,是完全平方形式,∴该选项错误.
故选:B.
2.计算:(3a+2b)(3a﹣2b)=( )
A.3a2﹣2b2 B.3a2﹣4b2 C.9a2+4b2 D.9a2﹣4b2
【解答】解:原式=(3a)2﹣(2b)2
=9a2﹣4b2. 故选:D.
3.若x2﹣y2=﹣1,则(x﹣y)2025•(x+y)2025=( )
A.1 B.﹣1 C.2 D.﹣2
4.已知m+n=2,m﹣n=3,则计算m2﹣n2的结果为 6 .【解答】解:根据积的乘方法则先将(x﹣y)2025•(x+y)2025化成(x2﹣y2)2025可知:
(x﹣y)2025•(x+y)2025
=[(x﹣y)(x+y)]2025
=(x2﹣y2)2025
=(﹣1)2025
=﹣1.
故选:B.
【解答】解:利用平方差公式将所求代数式因式分解可知:
m2﹣n2=(m+n)(m﹣n)=2×3=6.
故答案为:6.
5.若,,则a﹣b的值为 .
【解答】解:∵,,
∴.
故答案为:.
6.计算:
(1); (2)(2a+3)2•(2a﹣3)2;
(3)(x+1)(x﹣1)(x2+1); (4)12﹣22+32﹣42+52﹣62+⋯+992﹣1002.
【解答】解:(1)原式
;
(2)原式=[(2a+3)(2a﹣3)]2
=(4a2﹣9)2
=16a4﹣72a2+81;
(3)原式=(x2﹣1)(x2+1)
=x4﹣1;
(4)原式=(1+2)×(1﹣2)+(3+4)×(3﹣4)+…+(99+100)×(99﹣100)
=﹣1﹣2﹣3﹣4﹣…﹣99﹣100
=﹣(1+2+3+4+…+99+100)
=﹣5050.
考点3 平方差公式的简便运算
例题讲解:
1.计算:20262﹣20252=( )
A.1 B.206 C.4050 D.4051【解答】解:原式=(2026+2025)(2026﹣2025)
=4051×1
=4051. 故选:D.
2.已知M=20252,N=2024×2026,则M与N的大小关系是( )
A.M>N B.M<N C.M=N D.不能确定
【解答】解:N=2024×2026=(2025﹣1)(2025+1)=20252﹣1,
∵20252>20252﹣1,
∴M>N, 故选:A.
3.计算(2+1)(22+1)(24+1)(28+1)得( )
A.28﹣1 B.210﹣1 C.216﹣1 D.232﹣1
【解答】解:原式=(2﹣1)(2+1)(22+1)(24+1)(28+1)
=(22﹣1)(22+1)(24+1)(28+1)
=(24﹣1)(24+1)(28+1)
=(28﹣1)(28+1)
=216﹣1.
故选:C.
跟踪训练:
1.9982﹣999×997=( )
A.﹣1 B.1 C.0 D.2
【解答】解:原式=9982﹣(998+1)×(998﹣1)=9982﹣9982+1=1.
故选:B.
2.计算20112﹣2010×2012的结果是( )
A.0 B.﹣1 C.1 D.2×20112﹣1
【解答】解:原式=20112﹣(2011﹣1)×(2011+1)
=20112﹣(20112﹣1)
=1.
故选:C.
3.将2024×2026变形正确的是( )
A.20252﹣1 B.20252+1
C.20252+2×2025+1 D.20252﹣2×2025+1
【解答】解:原式=(2025﹣1)×(2025+1)
=20252﹣1,
故选:A.
4.已知M=20242,N=2023×2025,则M与N的大小关系是M>N .
【解答】解:∵M=20242,N=2023×2025=20242﹣1,
∴M﹣N=20242﹣(20242﹣1)=1>0,
∴M>N.
故答案为:M>N.
5.计算:2026×2024﹣20252= ﹣1 .
【解答】解:2026×2024﹣20252
=(2025+1)×(2025﹣1)﹣20252
=20252﹣1﹣20252
=(20252﹣20252)﹣1
=﹣1,
故答案为:﹣1.
6.已知a=192×918,b=8882﹣302,c=7552﹣1632,则a,b,c按从小到大的顺序排列为 a <c <b .
【解答】解:a=192×918=361×918,
b=(888+30)(888﹣30)=858×918,
c=(755+163)(755﹣163)=592×918,
∵361<592<858,
∴361×918<592×918<858×918,
∴a<c<b.
∴a,b,c按从小到大的顺序排列为:a<c<b.
故答案为:a,c,b.
7.18×(3+1)×(32+1)×(34+1)…(364+1)+9= 3130 .
8.若a=20250,b=2024×2026﹣20252,c=()2024×()2025,则下列a,b,c的大小关系正确的是b<a<c .【解答】解:原式=9×(3﹣1)×(3+1)×(32+1)×(34+1)…(364+1)+9
=(32﹣1)×(32+1)×(34+1)…(364+1)×9+9
=(34﹣1)×(34+1)…(364+1)×9+9
=(364﹣1)(364+1)×9+9
=(3128﹣1)×9+9
=9×(3128﹣1+1)
=32×3128
=3130.
故答案为:3130.
【解答】解:若a=20250,b=2024×2026﹣20252,c=()2024×()2025,
其中2024×2026=(2025﹣1)(2025+1)=20252﹣1,
所以b=(20252﹣1)﹣20252=﹣1.
,
由于指数2024为偶数,,
所以,
其中,
因此.
比较大小:
b=﹣1,a=1,,
所以b<a<c,
故答案为:b<a<c.
9.用乘法公式进行简便计算.
(1)992; (2); (3)20322﹣2031×2033.
【解答】解:(1)原式=(100﹣1)2
=1002﹣2×100×1+12
=10000﹣200+1
=9801;
(2);
(3)原式=20322﹣(2032﹣1)×(2032+1)
=20322﹣(20322﹣12)
=20322﹣20322+1
=1.
10.用简便方法计算:
(1)98×102; (2)20142﹣2014×4026+20132.
【解答】解:(1)由平方差公式:(a+b)(a﹣b)=(a2﹣b2)可知,
98×102=(100﹣2)(100+2)=1002﹣22=9996;
(2)由完全平方公式:(a±b)2=a2±2ab+b2可知,
20142﹣2014×4026+20132
=20142﹣2×2014×2013+20132
=(2014﹣2013)2
=1.
11.下面是小明同学进行一道整式计算的过程:
计算:(2x﹣3)(2x+3)+(2x﹣1)(1﹣2x).
解:原式=(2x)2﹣9﹣(2x﹣1)2…第①步
=4x2﹣9﹣(4x2﹣4x+1)…第②步
=4x2﹣9﹣4x2﹣4x﹣1…第③步
=﹣4x﹣10⋯第④步
(1)小明第一步用到的乘法公式用字母表示为(x+y)(x﹣y)=x2﹣y2 ,第二步用到的乘法公式用字母表示为(x﹣y)2=x2﹣2xy+y2 ;
(2)小明第 三 步开始出现错误,错因是 括号前面是负号,去掉括号后,括号内的第二项没有变号 ;
(3)请你写出正确的计算过程.
【解答】解:(1)小明第一步用到的乘法公式用字母表示为(x+y)(x﹣y)=x2﹣y2,
第二步用到的乘法公式用字母表示为(x﹣y)2=x2﹣2xy+y2;
故答案为:x2﹣y2,x2﹣2xy+y2;
(2)第三步开始出现错误,出现错误的原因是括号前面是负号,去掉括号后,括号内的第二项没有变号;
故答案为:三;括号前面是负号,去掉括号后,括号内的第二项没有变号;
(3)(2x﹣3)(2x+3)+(2x﹣1)(1﹣2x)
=(2x)2﹣9﹣(2x﹣1)2
=4x2﹣9﹣(4x2﹣4x+1)
=4x2﹣9﹣4x2+4x﹣1
=4x﹣10.
知 识 清 单
知识点2 完全平方公式
两个数的和(差)的平方,等于这两个数的平方和加上(减去)它们乘积的2倍。即:
(a+b)2=a2+2ab+b2
(a-b)2 = a2-2ab+b2
【知识解读】
(1)公式左边是两个数的和(差)的平方。
(2)公式右边是两个数的平方和,再加上(减去)两数积的2倍。
(3)完全平方公式有两个,二者不能互相代替,注意二者的使用条件.
(4)套用公式要注意字母a和b的广泛意义,a、b可以是字母,也可以是单项式或多项式.
完全平方公式与平方差公式都叫做乘法公式
(5)完全平方公式常见变形:
①
②
③
素 养 提 升
考点1 完全平方公式的几何推导
例题讲解:
1.有一张边长为acm的正方形桌面,因为实际需要,需将正方形的边长增加bcm,木工师傅设计了如图所示的三种方案:
小明发现这三种方案都能验证同一个公式,这个公式是( )
A.a2﹣b2=(a+b)(a﹣b) B.(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2
C.(a+b)2=a2+2ab+b2 D.(a﹣b)2=a2﹣2ab+b2
【解答】解:方案一:图形整体上是边长为a+b的正方形,因此面积为(a+b)2,拼成图形的4个部分的面积和为a2+2ab+b2,所以有(a+b)2=a2+2ab+b2;
方案二:图形整体上是边长为a+b的正方形,因此面积为(a+b)2,拼成图形的4个部分的面积和为a2+2ab+b2,所以有(a+b)2=a2+2ab+b2;
方案三:图形整体上是边长为a+b的正方形,因此面积为(a+b)2,拼成图形的3个部分的面积和为a2b(a+a+b)×2=a2+2ab+b2,所以有(a+b)2=a2+2ab+b2;
故选:C.
2.如图,麦麦用9张A类正方形卡片、1张B类正方形卡片和6张C类长方形卡片,拼成了一个大正方形,拼成的大正方形的边长是( )
A.a+b B.a+2b C.2a+b D.3a+b
【解答】解:由拼图可得拼成的大正方形的面积为9a2+6ab+b2,
而9a2+6ab+b2=(3a+b)2,
所以正方形的边长为3a+b,
故选:D.
3.【知识技能】
初中数学的一些代数公式可以通过几何图形的面积来推导和验证.现有长与宽分别为a、b的小长方形若干个,用两个这样的小长方形,拼成如图1的图形,用四个相同的小长方形拼成图2的图形,请认真观察图形,解答下列问题:
(1)根据图中条件,请写出图1和图2所验证的关于a、b的关系式;(用a、b的代数式表示出来)
图1表示: (a+b)2=a2+2ab+b2 ;
图2表示: (a+b)2=(a﹣b)2+4ab ;
【解决问题】
(2)如图3,点C是线段AB上的一点,以AC,BC为边向两边作正方形,设AB=12,两正方形的面积和S1+S2=80,则图中阴影部分面积是 32 .
【拓展提升】
(3)①若x满足(9﹣x)(x﹣5)=6;求(9﹣x)2+(x﹣5)2= 4 .
②若x满足(x+2)2+(x﹣6)2=25;则(x+2)(x﹣6)= .
【解答】解:(1)由图1可知,(a+b)2=a2+2ab+b2,
由图2可知,(a+b)2=(a﹣b)2+4ab.
故答案为:(a+b)2=a2+2ab+b2,(a+b)2=(a﹣b)2+4ab;
(2)设BC=a,AC=b,
∵AB=AC+CB=12,
∴a+b=12,
∴,,
∴b2+a2=80,
∵,
∴.
故答案为:32;
(3)①∵(9﹣x)(x﹣5)=6,(9﹣x)+(x﹣5)=4,
∴(9﹣x)2+(x﹣5)2=[(9﹣x)+(x﹣5)]2﹣2(9﹣x)(x﹣5)=42﹣2×6=4.
故答案为:4;
②∵(x+2)2+(x﹣6)2=25,(x+2)﹣(x﹣6)=8,
∴2(x+2)(x﹣6)=[(x+2)2+(x﹣6)2]﹣[(x+2)﹣(x﹣6)]2,
∴2(x+2)(x﹣6)=25﹣82=﹣39,
∴.
故答案为:.
跟踪训练:
1.如图,由4个全等的小长方形与1个小正方形密铺成正方形图案,该图案的面积为64,小正方形的面积为9,若分别用x,y(x>y)表示小长方形的长和宽,则下列关系式中不正确的是( )
A.x+y=8 B.x﹣y=3 C.x2+y2=36 D.4xy+9=64
【解答】解:∵大正方形的面积为64,小正方形的面积为9,
∴x+y=8,x﹣y=3,
∴x=5.5,y=2.5,
∴x2+y2=36.5,
∵由4个全等的小长方形与1个小正方形密铺成正方形图案,
∴4xy+9=64,
故选:C.
2.数形结合是数学解题中常用的思想方法,可以使某些抽象的数学问题直观化、简洁化,能够变抽象思维为形象思维,有助于把握数学问题的本质.在学习整式运算乘法公式的过程中,每个公式的推导,教材都安排了运用图形面积加以验证.我们加以推广,下列图形阴影部分的面积能够直观地解释(x﹣1)2=x2﹣2x+1的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:选项A中的阴影部分是边长为x﹣1的正方形,因此面积为(x﹣1)2,阴影部分的面积也可以看作大正方形的面积与空白部分面积的差,即x2﹣2x+1,所以有(x﹣1)2=x2﹣2x+1.
故选:A.
3.如图,把一个边长为a的正方形相邻两边增加b得到一个新的大正方形,则通过新的大正方形的面积表示可以得到等式( )
A.2(a+b)=2a+2b B.(a+b)2=a2+2ab+b2
C.(a﹣b)2=a2﹣2ab+b2 D.(a﹣b)(a+b)=a2﹣b2
【解答】解:∵大正方形的面积:(a+b)2或a2+2ab+b2,
∴(a+b)2=a2+2ab+b2. 故选:B.
4.如图是一个长为2a,宽为2b的长方形,用剪刀沿图中虚线(对称轴)剪开,把它分成四块形状和大小都一样的小长方形,然后按图那样拼成一个正方形,则中间空白部分的面积是( )
A.ab B.(a﹣b)2 C.(2a+b)2 D.a2﹣b2
【解答】解:中间部分的四边形是正方形,边长是a+b﹣2b=a﹣b,
则面积是(a﹣b)2. 故选:B.
5.如图,有A、B、C三种不同型号的卡片,每种各8张.A型卡片是边长为a的正方形,B型卡片是相邻两边长分别为a,b的长方形(a>b),C型卡片是边长为b的正方形,从中取出若干张卡片(每种卡片至少一张),把取出的这些卡片拼成一个大正方形,则所有能够拼成符合要求的大正方形的个数有( )
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
【解答】解:a2+2ab+b2=(a+b)2,
4a2+4ab+b2=(2a+b)2,
a2+4ab+4b2=(a+2b)2,
4a2+8ab+4b2=(2a+2b)2,
∴共有4个符合条件的大正方形. 故选:B.
6.如图,点C是线段BG上的一点,以BC,CG为边向两边作正方形,面积分别是S1和S2,两正方形的面积和S1+S2=20,已知BG=6,则图中阴影部分面积为 4 .
【解答】解:设BC=a,CG=b,则,,BG=a+b=6,
∴,
∵(a+b)2=a2+2ab+b2=62=36,
∴2ab=36﹣20=16,
∴ab=8,
∴阴影部分的面积.
故答案为:4.
7.【教材原题】观察图①,用等式表示图中图形的面积的运算为(a+b)2=a2+2ab+b2.
【类比探究】
(1)观察图②,用等式表示图中阴影部分图形的面积和的运算为 a2+b2=(a+b)2﹣2ab .
【应用】
(2)根据图②所得的公式,若a+b=7,ab=4,求a2+b2的值.
(3)若x满足(5﹣x)(x﹣1)=3,求(5﹣x)2+(x﹣1)2的值.
【拓展】
(4)如图③,某学校有一块梯形空地ABCD,AC⊥BD于点E,AE=DE,BE=CE,该校计划在△AED和△BEC区域内种花,在△CDE和△ABE的区域内种草,经测量种花区域的面积和为102平方米,AC=18米,求种草区域的面积和.【解答】解:(1)∵图②中大正方形的边长为(a+b),阴影部分两个正方形的边长分别为a,b,两个长方形的宽进和长分别为a,b,
∴大正方形的面积为(a+b)2,阴影部分两个正方形的面积分别为a2,b2,长方形的面积为ab,
又∵阴影部分两个正方形的面积之和=大正方形的面积﹣两个长方形的面积,
∴a2+b2=(a+b)2﹣2ab,
故答案为:a2+b2=(a+b)2﹣2ab;
(2)由(1)的结论得:a2+b2=(a+b)2﹣2ab,
又∵a+b=7,ab=4,
∴a2+b2=72﹣2×4=41;
(3)设5﹣x=a,x﹣1=b,则(5﹣x)2+(x﹣1)2=a2+b2,
∴a+b=5﹣x+x﹣1=4,
∵(5﹣x)(x﹣1)=3,
∴ab=3,
由(1)的结论得:a2+b2=(a+b)2﹣2ab,
∴a2+b2=42﹣2×3=10,
∴(5﹣x)2+(x﹣1)2=a2+b2=10;
(4)设AE=DE=a,BE=CE=b,
∵AC⊥BD于点E,AC=18米,
∴S△AEDa2(平方米),S△BECb2(平方米),S△AEBab(平方米),S△CEDab(平方米),a+b=18(米),
∵种花区域的面积和为102平方米,
∴S△AED+S△BECa2b2=102,
∴a2+b2=204,
由(1)的结论得:a2+b2=(a+b)2﹣2ab,
∴204=182﹣2ab,
∴ab=60,
∴种草区域的面积和为:S△AEB+S△CEDabab=ab=60(平方米).
答:种草区域的面积和为60平方米.
8.图1是一个长为2a,宽为2b的长方形纸片,先沿图中虚线用剪刀均剪成4个相同的小长方形,然后用这4个小长方形纸片拼成图2所示的正方形.
(1)你认为图2中阴影部分的正方形的边长等于a﹣b (用含a、b式子表示);
(2)请用两种不同的方法表示图2中阴影部分的面积:方法1: (a+b)2﹣4ab 方法2: (a﹣b)2 ;
(3)观察图2,尝试写出(a+b)2、(a﹣b)2、ab三个式子之间的等量关系式是: (a+b)2﹣4ab=(a﹣b)2 .
【解答】解:(1)图2中阴影部分的正方形的边长等于a﹣b,
故答案为:a﹣b.
(2)两种不同的方法表示图2中阴影部分的面积:
方法1:,
方法2:,
故答案为:(a+b)2﹣4ab;(a﹣b)2;
(3)∵(a+b)2=a2+2ab+b2,(a﹣b)2=a2﹣2ab+b2,
∴(a+b)2﹣4ab=(a﹣b)2,
故答案为:(a+b)2﹣4ab=(a﹣b)2.
考点2 完全平方公式的有关计算
例题讲解:
1.下列各式中,计算正确的是( )
A.2a﹣a=2 B.a2•a2=2a2
C.(a+1)2=a2+1 D.(﹣2xy)3=﹣8x3y3【解答】解:根据合并同类项、同底数幂乘法、完全平方公式、积的乘方的运算逐项分析判断如下:
A.∵合并同类项时,系数相加,字母和指数不变,
∴2a﹣a=(2﹣1)a=a≠2,A计算错误.
B.∵同底数幂相乘,底数不变,指数相加,
∴a2•a2=a2+2=a4≠2a2,B计算错误.
C.根据完全平方公式(a+b)2=a2+2ab+b2,
∴(a+1)2=a2+2a+1≠a2+1,C计算错误.
D.∵积的乘方等于各因式分别乘方,再把所得的幂相乘,
∴(﹣2xy)3=(﹣2)3x3y3=﹣8x3y3,D计算正确.
故选:D.
2.已知a+b=7,ab=12,那么a2+b2=( )
A.19 B.25 C.31 D.73
【解答】解:完全平方公式移项可得a2+b2=(a+b)2﹣2ab.
∵a+b=7,ab=12.
∴代入得a2+b2=72﹣2×12=49﹣24=25.
故选:B.
3.若x+y=3,xy=2,则x2+y2的值为( )
A.8 B.7 C.5 D.6
【解答】解:由完全平方公式可得:
x2+y2=(x+y)2﹣2xy
=32﹣2×2
=5.
故选:C.
4.已知a=x﹣2024,b=x﹣2026,c=x﹣2025,若a2+b2=56,则c2的值为( )
A.20 B.22 C.24 D.27
【解答】解:∵a=x﹣2024,b=x﹣2026,c=x﹣2025,
∴a=c+1,b=c﹣1,
∴a2+b2=(c+1)2+(c﹣1)2=c2+2c+1+c2﹣2c+1=2c2+2,
又∵a2+b2=56,
∴2c2+2=56,
∴2c2=56﹣2,
∴2c2=54,
∴c2=27,
即c2的值为27,
故选:D.
跟踪训练:
1.下列运算正确的是( )
A.2a+3a=5a2 B.(3a+2b)﹣(a+2b)=2a
C.(ab)2=ab2 D.(a+b)2=a2+b2【解答】解:由题知,
因为2a+3a=5a,所以A选项不符合题意;
因为(3a+2b)﹣(a+2b)=3a+2b﹣a﹣2b=2a,所以B选项符合题意;
因为(ab)2=a2b2,所以C选项不符合题意;
因为(a+b)2=a2+2ab+b2,所以D选项不符合题意.
故选:B.
2.下列运算正确的是( )
A.4a﹣3a=1 B.(﹣a2)3=﹣a5
C.(a﹣b)2=a2﹣b2 D.(3a3)2=9a6【解答】解:根据合并同类项、幂的乘方、积的乘方、完全平方公式的法则逐项分析判断如下:
A.4a﹣3a=a≠1,运算错误,不符合题意;
B.(﹣a2)3=﹣a2×3=﹣a6≠﹣a5,运算错误,不符合题意;
C.(a﹣b)2=a2﹣2ab+b2≠a2﹣b2,运算错误,不符合题意;
D.(3a3)2=32•(a3)2=9a6,运算正确,符合题意;
故选:D.
3.下列运算中,计算错误的是( )
A.2x2﹣3x2=﹣x2 B.(﹣2x)3=﹣8x3
C.(﹣x)2•x3=x5 D.(x+1)2=x2+1
【解答】解:根据合并同类项法则,积的乘方法则,同底数幂的乘法法则,完全平方公式逐项分析判断如下:
A、2x2﹣3x2=(2﹣3)x2=﹣x2,本选项计算正确;
B、(﹣2x)3=(﹣2)3•x3=﹣8x3,本选项计算正确;
C、(﹣x)2•x3=x2•x3=x5,本选项计算正确;
D、(x+1)2=x2+2x+1,本选项计算错误.
故选:D.
4.下列等式中能够成立的是( )
A.(m+n)2=m2+n2 B.(a+b)2=a2+ab+b2
C.(x﹣2)2=x2﹣4 D.(a+2b)2=a2+4ab+4b2
【解答】解:A、(m+n)2=m2+2mn+n2,故A不符合题意;
B、(a+b)2=a2+2ab+b2,故B不符合题意;
C、(x﹣2)2=x2﹣4x+4,故C不符合题意;
D、(a+2b)2=a2+4ab+4b2,故D符合题意; 故选:D.
5.已知(x+2y)2=10,(x﹣2y)2=18,那么xy的值为( )
A.﹣1 B.1 C.﹣2 D.2
【解答】解:∵(x+2y)2=10,
∴x2+4xy+4y2=10①,
∵(x﹣2y)2=18,
∴x2﹣4xy+4y2=18②,
②﹣①得:﹣8xy=8,
∴xy=﹣1. 故选:A.
6.若m+n=6,mn=4,则m2+4mn+n2的值为( )
A.40 B.44 C.48 D.52
【解答】解:∵m+n=6,mn=4,
∴m2+4mn+n2=(m+n)2+2mn=62+2×4=44. 故选:B.
7.已知:x﹣y=5,(x+y)2=49,则x2+y2的值等于( )
A.37 B.27 C.25 D.44
【解答】解:将x﹣y=5两边平方得:(x﹣y)2=x2+y2﹣2xy=25①,
再由(x+y)2=x2+y2+2xy=49②,
①+②得:2(x2+y2)=74,
则x2+y2=37.
故选:A.
8.若m+n=5,mn=3,则(m﹣n)2= 13 .
【解答】解:(m﹣n)2
=m2﹣2mn+n2
=(m2+2mn+n2)﹣4mn
=(m+n)2﹣4mn,
将m+n=5,mn=3代入上式得:
(m﹣n)2
=(m+n)2﹣4mn
=52﹣4×3
=13.
故答案为:13.
9.已知(m+n)2=11,mn=2,则(m﹣n)2的值为 3 .
【解答】解:∵(m+n)2=11,mn=2,
∴(m﹣n)2=m2﹣2mn+n2=m2+2mn+n2﹣4mn=(m+n)2﹣4mn=11﹣8=3,
故答案为:3
10.设a=x﹣2023,b=x﹣2025,c=x﹣2024.若a2+b2=56,则c2=( )
A.27 B.24 C.22 D.20
【解答】解:将a=c+1、b=c﹣1代入a2+b2=56,
(c+1)2+(c﹣1)2=56,
(c2+2c+1)+(c2﹣2c+1)=56,
2c2+2=56,
c2=27.
故选:A.
11.若实数m满足(m﹣2025)2+(2026﹣m)2=2027,则(m﹣2025)(2026﹣m)=( )
A.2026 B.1013 C.﹣2026 D.﹣1013
【解答】解:设a=m﹣2025,b=2026﹣m,
∵a+b=(m﹣2025)+(2026﹣m)=1,
又∵a2+b2=2027,且由完全平方公式得(a+b)2=a2+2ab+b2,
∴1=2027+2ab,
解得2ab=1﹣2027=﹣2026,
∴ab=﹣1013,
即(m﹣2025)(2026﹣m)=﹣1013,
故选:D.
12.化简:
(1)(x﹣2y)2﹣x(x﹣4y); (2)(a+b)2﹣(a﹣b)2.
【解答】解:(1)原式=x2﹣4xy+4y2﹣x2+4xy=4y2.
(2)原式=(a2+2ab+b2)﹣(a2﹣2ab+b2)
=a2+2ab+b2﹣a2+2ab﹣b2
=4ab.
13.化简:(a﹣2)(a+3)﹣(a﹣1)2.
【解答】解:(a﹣2)(a+3)﹣(a﹣1)2
=a2+3a﹣2a﹣6﹣(a2﹣2a+1)
=a2+a﹣6﹣a2+2a﹣1
=3a﹣7.
14.计算:
(1); (2)(2m﹣1)(3m+1).
【解答】解:(1)=16x2﹣4xyy2;
(2)(2m﹣1)(3m+1)
=6m2+2m﹣3m﹣1
=6m2﹣m﹣1.
15.(1)已知a+b=5,ab=3,求a2+b2的值;
(2)已知(x+y)2=25,(x﹣y)2=9,求xy的值.
【解答】解:(1)∵a+b=5,ab=3,
∴a2+b2=(a+b)2﹣2ab=52﹣2×3=25﹣6=19;
(2)∵(x+y)2=25,(x﹣y)2=9,
∴(x+y)2=x2+2xy+y2=25,(x﹣y)2=x2﹣2xy+y2=9,
∴(x+y)2﹣(x﹣y)2=(x2+2xy+y2)﹣(x2﹣2xy+y2)=25﹣9,
∴4xy=16,
∴xy=4.
16.阅读下列材料,解答问题:
例:已知a﹣b=3,ab=2,求a2+b2的值.
解:方法1:a2+b2=(a﹣b)2+2ab=32+4=13
方法2:∵a﹣b=3
∴(a﹣b)2=32
即a2﹣2ab+b2=9
a2+b2=9+2ab=9+4=13
请选择任意一种解题方法解决下列问题.
(1)已知a+b=6,ab=﹣3,求代数式a2+b2的值;
(2)已知a+b=﹣2,ab=﹣1,求代数式(a﹣b)2的值.
【解答】解:(1)a2+b2 =(a+b)2﹣2ab
=62﹣2×(﹣3)
=36+6
=42;
(2)(a﹣b)2= a2﹣2ab+b2
=(a+b)2﹣4ab
=(﹣2)2﹣4×(﹣1)
=4+4
=8.
17.阅读理解:完全平方公式(a±b)2=a2±2ab+b2适当的变形,可以解决很多的数学问题.
已知a+b=4,ab=3,求a2+b2的值.
解:∵a+b=4,∴(a+b)2=42,即a2+2ab+b2=16.
∵ab=3,∴a2+b2=(a+b)2﹣2ab=10.
根据上面的解题思路与方法,解决下列问题:
(1)若x﹣y=﹣3,xy=﹣2,则x2+y2= 5 ,(x+y)2= 1 ;
(2)若m+n﹣p=﹣10,(m﹣p)n=﹣12.求(m﹣p)2+n2的值;
(3)若a2+ab+b2=10,a2﹣ab+b2=4,则a﹣b= ±1 .
【解答】解:(1)由条件可知(x﹣y)2=(﹣3)2=9,即x2﹣2xy+y2=9,
∵xy=﹣2,
∴x2+y2=9+2xy=9+2×(﹣2)=9﹣4=5,
∴(x+y)2=x2+2xy+y2=5+2×(﹣2)=5﹣4=1;
故答案为:5,1;
(2)∵(m﹣p)+n=﹣10,
∴[(m﹣p)+n]2=(﹣10)2,即(m﹣p)2+2(m﹣p)n+n2=100,
∵(m﹣p)n=﹣12,
∴(m﹣p)2+n2=100﹣2(m﹣p)n=100﹣2×(﹣12)=100+24=124;
(3)由条件可知a2+ab+b2+(a2﹣ab+b2)=10+4=14,
∴a2+ab+b2+a2﹣ab+b2=14,
∴a2+b2=7,
∴ab=3,
∴(a﹣b)2=a2﹣2ab+b2=7﹣2×3=1,
∴a﹣b=±1.
故答案为:±1.
考点3 完全平方公式的简便运算
例题讲解:
1.计算:1032+103×194+972= 40000 .
【解答】解:原式=1032+2×103×97+972
=(103+97)2
=2002
=40000, 故答案为:40000.
跟踪训练:
1.计算:10.12﹣2×10.1×0.1+0.12= 100 .
【解答】解:原式=(10.1﹣0.1)2
=102
=100, 故答案为:100.
2.计算:20262﹣2026×4050+20252= 1 .【解答】解:20262﹣2026×4050+20252
=20262﹣2×2026×2025+20252
=(2026﹣2025)2
=12
=1. 故答案为:1.
3.计算:48.12﹣2×48.1×38.1+38.12= 100 .
【解答】解:原式=(48.1﹣38.1)2
=10.02
=100.
故答案为:100.
4.简便运算:992+202×99+1012.
【解答】解:原式=992+2×101×99+1012
=(99+101)2
=2002
=40000.
5.计算:
【解答】解:设20012000=x,则
原式.
考点4 完全平方式
例题讲解:
1.若(x﹣k)2=x2+mx+16,则常数m的值是 ±8 .
【解答】解:由条件可得:(x﹣k)2=x2﹣2kx+k2,
由题意得 x2﹣2kx+k2=x2+mx+16,
根据多项式相等对应项系数相等,可得,
解得:m=±8.
故答案为:±8.
2.若多项式9x2﹣(a+1)xy+16y2是关于x、y的完全平方公式的展开式,则a的值是( )
A.25 B.23 C.25或﹣23 D.﹣25或23
【解答】解:由条件可知﹣(a+1)xy=±2×3x×4y=±24xy,
∴a+1=±24,
∴a=﹣25或23.
故选:D.
3.若代数式(x﹣1)2+a(x﹣1)+b化简结果为x2+3x+2,则a+b的值为( )
A.11 B.10 C.8 D.2
【解答】解:(x﹣1)2+a(x﹣1)+b
=x2﹣2x+1+ax﹣a+b
=x2+(a﹣2)x+(1﹣a+b),
根据题意,得a﹣2=3,1﹣a+b=2,
解得a=5,b=6,
∴a+b=5+6=11,
故选:A.
4.若5,则 23 .
【解答】解:∵(a)2=a2+225,
∴a225﹣2=23.
跟踪训练:
1.若4y2﹣my+16可以配成一个完全平方公式,则m的值为 ±16 .
【解答】解:∵4y2﹣my+16=(2y±4)2,
∴m=±16,
故答案为:±16.
2.若代数式m2﹣km+1是一个完全平方式,则实数k= ±2 .
【解答】解:∵代数式m2﹣km+1是一个完全平方式,
∴﹣k=±2×1=±2,
∴k=±2,
故答案为:±2.
3.已知(x+t)2=x2﹣(k﹣2)x+16(k,t均为常数),则k= 10或﹣6 .
【解答】解:(x+t)2
=x2+2tx+t2
=x2﹣(k﹣2)x+16,
则t2=16,2t=﹣(k﹣2),
解得:t=±4,
则﹣(k﹣2)=±8,
解得:k=10或﹣6, 故答案为:10或﹣6.
4.若(x﹣k)2=x2+mx+16,则常数m的值是 ±8 .
【解答】解:由条件可得:(x﹣k)2=x2﹣2kx+k2,
由题意得 x2﹣2kx+k2=x2+mx+16,
根据多项式相等对应项系数相等,可得,
解得:m=±8. 故答案为:±8.
5.计算一个二项式的完全平方,其中的两项分别是4x2和+25y2,另一项应是( )
A.10xy B.20xy
C.10xy或﹣10xy D.20xy或﹣20xy
【解答】解:4x2=(2x)2,+25y2=(5y)2,
所以另一项应是±2×2x×5y=±20xy,
故选:D.
6.设(x+2y)2=(x﹣2y)2+M,则M等于( )
A.4xy B.8xy C.2xy D.﹣4xy
【解答】解:∵(x+2y)2=(x﹣2y)2+M
∴M=(x+2y)2﹣(x﹣2y)2
=x2+4xy+4y2﹣(x2﹣4xy+4y2)
=8xy,
故选:B.
7.若(2x﹣y)2+A=(2x+y)2,则代数式A=( )
A.﹣4xy B.4xy C.﹣8xy D.8xy
【解答】解:A=(2x+y)2﹣(2x﹣y)2,
∴A=4x2+4xy+y2﹣(4x2﹣4xy+y2),即A=4x2+4xy+y2﹣4x2+4xy﹣y2,
则A=8xy. 故选:D.
8.小华在利用完全平方公式计算时,墨迹将结果“=4x2●⋯+25y2”中的一项染黑了,则墨迹覆盖的这一项及其符号可能是( )
A.+10xy B.+10xy或﹣10xy C.+20xy D.+20xy或﹣20xy
【解答】解:4x2=(2x)2,25y2=(5y)2,
∵(2x±5y)2=4x2±20xy+25y2,
∴墨迹覆盖的这一项是±20xy, 故选:D.
9.如果关于x的整式x2﹣2(m+1)x+25=(x+n)2,那么常数m﹣n的值是 ﹣11或9 .
10.已知x3.【解答】解:∵关于x的整式x2﹣2(m+1)x+25=(x+n)2,
∴n=5,m+1=﹣5或n=﹣5,m+1=5,
解得:m=﹣6,n=5或m=4,n=﹣5,
则m﹣n=﹣6﹣5=﹣11或4+5=9, 故答案为:﹣11或9.
(1)求x2的值;
(2)求x4的值.
【解答】解:(1)∵x3,
∴(x)2=x2+29,
∴x27;
(2)由(1)可知x27,
∴x4(x2)2﹣2=49﹣2=47.
考点5 乘法公式综合题
例题讲解:
1.已知(a+b)2=7,(a﹣b)2=4,则a2+b2﹣3ab= .
【解答】解:∵(a+b)2=7,(a﹣b)2=4,
∴a2+2ab+b2=7①,a2﹣2ab+b2=4②,
①﹣②得:4ab=3,
则ab,
a2+b2﹣3ab=(a﹣b)2﹣ab=4, 故答案为:.
2.阅读下列材料,解答问题:
例:已知a﹣b=3,ab=2,求a2+b2的值.
解:方法1:a2+b2=(a﹣b)2+2ab=32+4=13
方法2:∵a﹣b=3
∴(a﹣b)2=32
即a2﹣2ab+b2=9
a2+b2=9+2ab=9+4=13
请选择任意一种解题方法解决下列问题.
(1)已知a+b=6,ab=﹣3,求代数式a2+b2的值;
(2)已知a+b=﹣2,ab=﹣1,求代数式(a﹣b)2的值.
【解答】解:(1)a2+b2 =(a+b)2﹣2ab
=62﹣2×(﹣3)
=36+6
=42;
(2)(a﹣b)2= a2﹣2ab+b2
=(a+b)2﹣4ab
=(﹣2)2﹣4×(﹣1)
=4+4
=8.
跟踪训练:
1.计算(xy)(﹣5x+5y)﹣(x﹣y)2的结果为( )
A.2xy﹣2y2 B.﹣2x2+2xy C.﹣2x2+2y2 D.﹣2x2
【解答】解:(xy)(﹣5x+5y)﹣(x﹣y)2
=﹣(x2﹣y2)﹣(x2+y2﹣2xy)
=﹣x2+y2﹣x2﹣y2+2xy
=﹣2x2+2xy.
故选:B.
2.如图1,长方形的长为4b,宽为a的长方形,沿图中虚线用剪刀平均分成四块小长方形,然后用四块小长方形拼成一个如图2“回形”正方形,
【自主探究】
(1)观察图1、图2,请写出(a+b)2,(a﹣b)2,ab之间的等量关系式是 (a+b)2﹣4ab=(a﹣b)2 ;
【知识运用】
(2)若2x﹣3y=5,xy=1,运用你所得到的公式,计算(2x+3y)2的值;
【知识延伸】
(3)已知(x﹣2023)2+(x﹣2025)2=10,求(x﹣2024)2的值.
【解答】解:(1)观察图二可得(a+b)2﹣4ab=(a﹣b)2.
故答案为:(a+b)2﹣4ab=(a﹣b)2.
(2)原式=(2x﹣3y)2+4×2x×3y
=(2x﹣3y)2+24xy
=52+24×1
=25+24
=49.
(3)令x﹣2024=t,
则(t+1)2+(t﹣1)2=10,
t2+2t+1+t2﹣2t+1=10,
t2=4,
故(x﹣2024)2=4.
3.题目:若(10﹣x)(x﹣5)=2,求(10﹣x)2+(x﹣5)2的值.
解:观察发现,10﹣x与x﹣5中的﹣x与x互为相反数,
所以我们不妨设a=10﹣x,b=x﹣5.
因为(10﹣x)(x﹣5)=2,所以ab=2.
因为(10﹣x)+(x﹣5)=5,所以a+b=(10﹣x)+(x﹣5)=5,
所以(10﹣x)2+(x﹣5)2=a2+b2=(a+b)2﹣2ab=52﹣2×2=21.
我们把这种方法叫做换元法,利用换元法达到简化计算的目的,体现了转化的数学思想.
(1)若(9﹣x)(x﹣2)=3,求(9﹣x)2+(x﹣2)2的值;
(2)若x满足(2025﹣x)2+(x﹣2024)2=13,求(2025﹣x)(x﹣2024)的值.
【解答】解:(1)设9﹣x=a,x﹣2=b,则ab=3,a+b=9﹣x+x﹣2=7,
∴(9﹣x)2+(x﹣2)2=a2+b2=(a+b)2﹣2ab,
∴(9﹣x)2+(x﹣2)2=72﹣2×3=49﹣6=43;
(2)设2025﹣x=m,x﹣2024=n,则m+n=2025﹣x+x﹣2024=1,
由条件可得m2+n2=13,
∴m2+2mn+n2﹣2mn=13,
∴(m+n)2﹣2mn=13,
∴1﹣2mn=13,
解得:mn=﹣6,
∴(2025﹣x)(x﹣2024)=﹣6.
4.完全平方公式:(a±b)2=a2±2ab+b2适当的变形,可以解决很多的数学问题.
例如:若(2023﹣x)(x﹣2018)=4,求(2023﹣x)2+(x﹣2018)2的值.
解:设2023﹣x=a,x﹣2018=b,则(2023﹣x)(x﹣2018)=ab=4,a+b=(2023﹣x)+(x﹣2018)=5,所以(2023﹣x)2+(x﹣2018)2=a2+b2=(a+b)2﹣2ab=52﹣2×4=17.
根据上面的解题思路与方法,解决下列问题:
(1)若x+y=8,x2+y2=28,求xy的值;
(2)填空:
①若(5﹣x)x=6,则(5﹣x)2+x2= 13 ;
②若(4﹣x)(5﹣x)=8,则(4﹣x)2+(5﹣x)2= 17 ;
(3)如图,点C是线段AB上的一点,以AC、BC为边向两边作正方形,设AB=10,两正方形的面积和S1+S2=52,求图中阴影部分面积.
【解答】解:(1)完全平方公式:(a±b)2=a2±2ab+b2适当的变形,可以解决很多的数学问题.
∵x+y=8,
∴(x+y)2=64,
∴x2+y2+2xy=64,
∵x2+y2=28,
∴28+2xy=64,
∴xy=18;
(2)①设5﹣x=m,x=n
∴m+n=5﹣x+x=5,mn=x(5﹣x)=6
∴m2+n2=(m+n)2﹣2mn=52﹣2×6=13,
∴(5﹣x)2+x2=m2+n2=13;
故答案为:13;
②设4﹣x=s,5﹣x=t
∴t﹣s=5﹣x﹣4+x=1,ts=(4﹣x)(5﹣x)=8,
∴t2+s2=(t﹣s)2+2ts=12+2×8=17,
∴(4﹣x)2+(5﹣x)2=s2+t2=17;
故答案为:17;
(3)设AC=c,BC=d,
∴AB=AC+BC=c+d=10,AC2+BC2=c2+d2=S1+S2=52,
∴2cd=(c+d)2﹣(c2+d2)=102﹣52=48,
∴cd=24,
∴AC•BC=24,
∴.
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10.3乘法公式
知 识 清 单
知识点1 平方差公式
两个数的和与这两个数的差的乘积等于这两个数的平方差。即:(a+b)(a-b)=a2-b2
【知识解读】
(1)公式左边的两个二项式相乘,一项相同,另一项符号相反.
(2)公式右边是这两项的平方差; 右边是相同项的平方,减去符号相反项的平方.
(3)套用公式时要注意字母a和b的广泛意义,a、b可以是数或字母,也可以是单项式或多项式.
素 养 提 升
考点1 平方差公式的几何推导
例题讲解:
1.如图1,从边长为a的大正方形中剪去一个边长为b的小正方形,再将剩下的阴影部分剪开,拼成如图2所示的长方形.根据图形的变化过程可以验证等式( )
A.(a﹣b)2=a2﹣2ab+b2 B.a(a+b)=a2+ab
C.(a+b)2=a2+2ab+b2 D.a2﹣b2=(a+b)(a﹣b)
2.【实践操作】
如图①,从边长为a的正方形中挖去一个边长为b的小正方形后,形成一个长方形(如图②).
(1)通过计算图①和图②中阴影部分的面积可以验证的公式是 ;
【应用探究】
(2)根据(1)中的公式解决如下问题:
①简便计算:299×301+1;
②计算:(3+1)(32+1)(34+1)(38+1)…(31024+1).
跟踪训练:
1.如图(1),在边长为a的正方形中挖去一个边长为b的小正方形(a>b),把余下的部分拼成一个长方形,如图(2),此过程可以验证( )
A.(a+b)2=a2+2ab+b2 B.(a﹣b)2=a2﹣2ab+b2
C.a2﹣b2=(a+b)(a﹣b) D.(a+b)2=(a﹣b)2+4ab
2.如图①,将边长为a的大正方形剪去一个边长为b的小正方形,并沿图中的虚线剪开,拼接后得到图②,根据图形的面积写出一个含字母a,b的等式: .
3.某数学兴趣小组在学习了“平方差公式”后,构造了如图所示的四种图形,想用“等面积法”来验证“平方差公式”,以下四种方法中能够验证“平方差公式”的有 (填图中的序号).
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A .(请选择正确的一个)
A.a2﹣b2=(a+b)(a﹣b)
B.a2﹣2ab+b2=(a﹣b)2
C.a2+ab=a(a+b)
(2)若x2﹣y2=16,x+y=8,求x﹣y的值.
(3)计算:.
5.【规律探索】
如图,观察上述各图形,我们会发现:
图1空白部分小正方形的个数是22﹣12=2+1,
图2空白部分小正方形的个数是32﹣22=3+2,
图3空白部分小正方形的个数是42﹣32=4+3,
(1)像这样继续排列下去,请写出第6幅图对应的算式: .
(2)请再写出第n幅图对应的算式: (用含有字母n的算式表示,其中n为正整数).
【问题解决】
(3)(20262﹣20252+20242﹣20232+20222﹣20212+…+22﹣12)+1013= .
考点2 平方差公式的有关计算
例题讲解:
1.下列各式中,能用平方差公式计算的是( )
A.(x+y)(y+x) B.(x﹣y)(x﹣y)
C.(x﹣y)(x+y) D.(x+y)(﹣x﹣y)
2.运用乘法公式计算(x+y﹣1)(x﹣y﹣1)时,下列变形正确的是( )
A.[x+(y﹣1)][x﹣(y﹣1)] B.[x+(y﹣1)][x﹣(y+1)]
C.[(x+y)﹣1][(x﹣y)﹣1] D.[(x﹣1)+y][(x﹣1)﹣y]
3.已知m2﹣9n2=24,m+3n=3,则m﹣3n= .
跟踪训练:
1.若( )(x+y)可以用平方差公式进行计算,则横线上的代数式可能是( )
A.x+y B.x﹣y C.﹣x+2y D.﹣x﹣y
2.计算:(3a+2b)(3a﹣2b)=( )
A.3a2﹣2b2 B.3a2﹣4b2 C.9a2+4b2 D.9a2﹣4b2
3.若x2﹣y2=﹣1,则(x﹣y)2025•(x+y)2025=( )
A.1 B.﹣1 C.2 D.﹣2
4.已知m+n=2,m﹣n=3,则计算m2﹣n2的结果为 .
5.若,,则a﹣b的值为 .
6.计算:
(1); (2)(2a+3)2•(2a﹣3)2;
(3)(x+1)(x﹣1)(x2+1); (4)12﹣22+32﹣42+52﹣62+⋯+992﹣1002.
考点3 平方差公式的简便运算
例题讲解:
1.计算:20262﹣20252=( )
A.1 B.206 C.4050 D.4051
2.已知M=20252,N=2024×2026,则M与N的大小关系是( )
A.M>N B.M<N C.M=N D.不能确定
3.计算(2+1)(22+1)(24+1)(28+1)得( )
A.28﹣1 B.210﹣1 C.216﹣1 D.232﹣1
跟踪训练:
1.9982﹣999×997=( )
A.﹣1 B.1 C.0 D.2
2.计算20112﹣2010×2012的结果是( )
A.0 B.﹣1 C.1 D.2×20112﹣1
3.将2024×2026变形正确的是( )
A.20252﹣1 B.20252+1
C.20252+2×2025+1 D.20252﹣2×2025+1
4.已知M=20242,N=2023×2025,则M与N的大小关系是 .
5.计算:2026×2024﹣20252= .
6.已知a=192×918,b=8882﹣302,c=7552﹣1632,则a,b,c按从小到大的顺序排列为 .
7.18×(3+1)×(32+1)×(34+1)…(364+1)+9= .
8.若a=20250,b=2024×2026﹣20252,c=()2024×()2025,则下列a,b,c的大小关系正确的是 .
9.用乘法公式进行简便计算.
(1)992; (2); (3)20322﹣2031×2033.
10.用简便方法计算:
(1)98×102; (2)20142﹣2014×4026+20132.
11.下面是小明同学进行一道整式计算的过程:
计算:(2x﹣3)(2x+3)+(2x﹣1)(1﹣2x).
解:原式=(2x)2﹣9﹣(2x﹣1)2…第①步
=4x2﹣9﹣(4x2﹣4x+1)…第②步
=4x2﹣9﹣4x2﹣4x﹣1…第③步
=﹣4x﹣10⋯第④步
(1)小明第一步用到的乘法公式用字母表示为(x+y)(x﹣y)= ,第二步用到的乘法公式用字母表示为(x﹣y)2= ;
(2)小明第 步开始出现错误,错因是 ;
(3)请你写出正确的计算过程.
知 识 清 单
知识点2 完全平方公式
两个数的和(差)的平方,等于这两个数的平方和加上(减去)它们乘积的2倍。即:
(a+b)2=a2+2ab+b2
(a-b)2 = a2-2ab+b2
【知识解读】
(1)公式左边是两个数的和(差)的平方。
(2)公式右边是两个数的平方和,再加上(减去)两数积的2倍。
(3)完全平方公式有两个,二者不能互相代替,注意二者的使用条件.
(4)套用公式要注意字母a和b的广泛意义,a、b可以是字母,也可以是单项式或多项式.
完全平方公式与平方差公式都叫做乘法公式
(5)完全平方公式常见变形:
①
②
③
素 养 提 升
考点1 完全平方公式的几何推导
例题讲解:
1.有一张边长为acm的正方形桌面,因为实际需要,需将正方形的边长增加bcm,木工师傅设计了如图所示的三种方案:
小明发现这三种方案都能验证同一个公式,这个公式是( )
A.a2﹣b2=(a+b)(a﹣b) B.(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2
C.(a+b)2=a2+2ab+b2 D.(a﹣b)2=a2﹣2ab+b2
2.如图,麦麦用9张A类正方形卡片、1张B类正方形卡片和6张C类长方形卡片,拼成了一个大正方形,拼成的大正方形的边长是( )
A.a+b B.a+2b C.2a+b D.3a+b
3.【知识技能】
初中数学的一些代数公式可以通过几何图形的面积来推导和验证.现有长与宽分别为a、b的小长方形若干个,用两个这样的小长方形,拼成如图1的图形,用四个相同的小长方形拼成图2的图形,请认真观察图形,解答下列问题:
(1)根据图中条件,请写出图1和图2所验证的关于a、b的关系式;(用a、b的代数式表示出来)
图1表示: ;
图2表示: ;
【解决问题】
(2)如图3,点C是线段AB上的一点,以AC,BC为边向两边作正方形,设AB=12,两正方形的面积和S1+S2=80,则图中阴影部分面积是 .
【拓展提升】
(3)①若x满足(9﹣x)(x﹣5)=6;求(9﹣x)2+(x﹣5)2= .
②若x满足(x+2)2+(x﹣6)2=25;则(x+2)(x﹣6)= .
跟踪训练:
1.如图,由4个全等的小长方形与1个小正方形密铺成正方形图案,该图案的面积为64,小正方形的面积为9,若分别用x,y(x>y)表示小长方形的长和宽,则下列关系式中不正确的是( )
A.x+y=8 B.x﹣y=3 C.x2+y2=36 D.4xy+9=64
2.数形结合是数学解题中常用的思想方法,可以使某些抽象的数学问题直观化、简洁化,能够变抽象思维为形象思维,有助于把握数学问题的本质.在学习整式运算乘法公式的过程中,每个公式的推导,教材都安排了运用图形面积加以验证.我们加以推广,下列图形阴影部分的面积能够直观地解释(x﹣1)2=x2﹣2x+1的是( )
A. B.
C. D.
3.如图,把一个边长为a的正方形相邻两边增加b得到一个新的大正方形,则通过新的大正方形的面积表示可以得到等式( )
A.2(a+b)=2a+2b B.(a+b)2=a2+2ab+b2
C.(a﹣b)2=a2﹣2ab+b2 D.(a﹣b)(a+b)=a2﹣b2
4.如图是一个长为2a,宽为2b的长方形,用剪刀沿图中虚线(对称轴)剪开,把它分成四块形状和大小都一样的小长方形,然后按图那样拼成一个正方形,则中间空白部分的面积是( )
A.ab B.(a﹣b)2 C.(2a+b)2 D.a2﹣b2
5.如图,有A、B、C三种不同型号的卡片,每种各8张.A型卡片是边长为a的正方形,B型卡片是相邻两边长分别为a,b的长方形(a>b),C型卡片是边长为b的正方形,从中取出若干张卡片(每种卡片至少一张),把取出的这些卡片拼成一个大正方形,则所有能够拼成符合要求的大正方形的个数有( )
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
6.如图,点C是线段BG上的一点,以BC,CG为边向两边作正方形,面积分别是S1和S2,两正方形的面积和S1+S2=20,已知BG=6,则图中阴影部分面积为 .
7.【教材原题】观察图①,用等式表示图中图形的面积的运算为(a+b)2=a2+2ab+b2.
【类比探究】
(1)观察图②,用等式表示图中阴影部分图形的面积和的运算为 .
【应用】
(2)根据图②所得的公式,若a+b=7,ab=4,求a2+b2的值.
(3)若x满足(5﹣x)(x﹣1)=3,求(5﹣x)2+(x﹣1)2的值.
【拓展】
(4)如图③,某学校有一块梯形空地ABCD,AC⊥BD于点E,AE=DE,BE=CE,该校计划在△AED和△BEC区域内种花,在△CDE和△ABE的区域内种草,经测量种花区域的面积和为102平方米,AC=18米,求种草区域的面积和.
8.图1是一个长为2a,宽为2b的长方形纸片,先沿图中虚线用剪刀均剪成4个相同的小长方形,然后用这4个小长方形纸片拼成图2所示的正方形.
(1)你认为图2中阴影部分的正方形的边长等于 (用含a、b式子表示);
(2)请用两种不同的方法表示图2中阴影部分的面积:方法1: 方法2: ;
(3)观察图2,尝试写出(a+b)2、(a﹣b)2、ab三个式子之间的等量关系式是: .
考点2 完全平方公式的有关计算
例题讲解:
1.下列各式中,计算正确的是( )
A.2a﹣a=2 B.a2•a2=2a2
C.(a+1)2=a2+1 D.(﹣2xy)3=﹣8x3y3
2.已知a+b=7,ab=12,那么a2+b2=( )
A.19 B.25 C.31 D.73
3.若x+y=3,xy=2,则x2+y2的值为( )
A.8 B.7 C.5 D.6
4.已知a=x﹣2024,b=x﹣2026,c=x﹣2025,若a2+b2=56,则c2的值为( )
A.20 B.22 C.24 D.27
跟踪训练:
1.下列运算正确的是( )
A.2a+3a=5a2 B.(3a+2b)﹣(a+2b)=2a
C.(ab)2=ab2 D.(a+b)2=a2+b2
2.下列运算正确的是( )
A.4a﹣3a=1 B.(﹣a2)3=﹣a5
C.(a﹣b)2=a2﹣b2 D.(3a3)2=9a6
3.下列运算中,计算错误的是( )
A.2x2﹣3x2=﹣x2 B.(﹣2x)3=﹣8x3
C.(﹣x)2•x3=x5 D.(x+1)2=x2+1
4.下列等式中能够成立的是( )
A.(m+n)2=m2+n2 B.(a+b)2=a2+ab+b2
C.(x﹣2)2=x2﹣4 D.(a+2b)2=a2+4ab+4b2
5.已知(x+2y)2=10,(x﹣2y)2=18,那么xy的值为( )
A.﹣1 B.1 C.﹣2 D.2
6.若m+n=6,mn=4,则m2+4mn+n2的值为( )
A.40 B.44 C.48 D.52
7.已知:x﹣y=5,(x+y)2=49,则x2+y2的值等于( )
A.37 B.27 C.25 D.44
8.若m+n=5,mn=3,则(m﹣n)2= .
9.已知(m+n)2=11,mn=2,则(m﹣n)2的值为 .
10.设a=x﹣2023,b=x﹣2025,c=x﹣2024.若a2+b2=56,则c2=( )
A.27 B.24 C.22 D.20
11.若实数m满足(m﹣2025)2+(2026﹣m)2=2027,则(m﹣2025)(2026﹣m)=( )
A.2026 B.1013 C.﹣2026 D.﹣1013
12.化简:
(1)(x﹣2y)2﹣x(x﹣4y); (2)(a+b)2﹣(a﹣b)2.
13.化简:(a﹣2)(a+3)﹣(a﹣1)2.
14.计算:
(1); (2)(2m﹣1)(3m+1).
15.(1)已知a+b=5,ab=3,求a2+b2的值;
(2)已知(x+y)2=25,(x﹣y)2=9,求xy的值.
16.阅读下列材料,解答问题:
例:已知a﹣b=3,ab=2,求a2+b2的值.
解:方法1:a2+b2=(a﹣b)2+2ab=32+4=13
方法2:∵a﹣b=3
∴(a﹣b)2=32
即a2﹣2ab+b2=9
a2+b2=9+2ab=9+4=13
请选择任意一种解题方法解决下列问题.
(1)已知a+b=6,ab=﹣3,求代数式a2+b2的值;
(2)已知a+b=﹣2,ab=﹣1,求代数式(a﹣b)2的值.
17.阅读理解:完全平方公式(a±b)2=a2±2ab+b2适当的变形,可以解决很多的数学问题.
根据上面的解题思路与方法,解决下列问题:
(1)若x﹣y=﹣3,xy=﹣2,则x2+y2= ,(x+y)2= ;
(2)若m+n﹣p=﹣10,(m﹣p)n=﹣12.求(m﹣p)2+n2的值;
(3)若a2+ab+b2=10,a2﹣ab+b2=4,则a﹣b= .
考点3 完全平方公式的简便运算
例题讲解:
1.计算:1032+103×194+972= .
跟踪训练:
1.计算:10.12﹣2×10.1×0.1+0.12= .
2.计算:20262﹣2026×4050+20252= .
3.计算:48.12﹣2×48.1×38.1+38.12= .
4.简便运算:992+202×99+1012.
5.计算:
考点4 完全平方式
例题讲解:
1.若(x﹣k)2=x2+mx+16,则常数m的值是 .
2.若多项式9x2﹣(a+1)xy+16y2是关于x、y的完全平方公式的展开式,则a的值是( )
A.25 B.23 C.25或﹣23 D.﹣25或23
3.若代数式(x﹣1)2+a(x﹣1)+b化简结果为x2+3x+2,则a+b的值为( )
A.11 B.10 C.8 D.2
4.若5,则 .
跟踪训练:
1.若4y2﹣my+16可以配成一个完全平方公式,则m的值为 .
2.若代数式m2﹣km+1是一个完全平方式,则实数k= .
3.已知(x+t)2=x2﹣(k﹣2)x+16(k,t均为常数),则k= .
4.若(x﹣k)2=x2+mx+16,则常数m的值是 .
5.计算一个二项式的完全平方,其中的两项分别是4x2和+25y2,另一项应是( )
A.10xy B.20xy
C.10xy或﹣10xy D.20xy或﹣20xy
6.设(x+2y)2=(x﹣2y)2+M,则M等于( )
A.4xy B.8xy C.2xy D.﹣4xy
7.若(2x﹣y)2+A=(2x+y)2,则代数式A=( )
A.﹣4xy B.4xy C.﹣8xy D.8xy
8.小华在利用完全平方公式计算时,墨迹将结果“=4x2●⋯+25y2”中的一项染黑了,则墨迹覆盖的这一项及其符号可能是( )
A.+10xy B.+10xy或﹣10xy C.+20xy D.+20xy或﹣20xy
9.如果关于x的整式x2﹣2(m+1)x+25=(x+n)2,那么常数m﹣n的值是 .
10.已知x3.
(1)求x2的值;
(2)求x4的值.
考点5 乘法公式综合题
例题讲解:
1.已知(a+b)2=7,(a﹣b)2=4,则a2+b2﹣3ab= .
2.阅读下列材料,解答问题:
例:已知a﹣b=3,ab=2,求a2+b2的值.
解:方法1:a2+b2=(a﹣b)2+2ab=32+4=13
方法2:∵a﹣b=3
∴(a﹣b)2=32
即a2﹣2ab+b2=9
a2+b2=9+2ab=9+4=13
请选择任意一种解题方法解决下列问题.
(1)已知a+b=6,ab=﹣3,求代数式a2+b2的值;
(2)已知a+b=﹣2,ab=﹣1,求代数式(a﹣b)2的值.
跟踪训练:
1.计算(xy)(﹣5x+5y)﹣(x﹣y)2的结果为( )
A.2xy﹣2y2 B.﹣2x2+2xy C.﹣2x2+2y2 D.﹣2x2
2.如图1,长方形的长为4b,宽为a的长方形,沿图中虚线用剪刀平均分成四块小长方形,然后用四块小长方形拼成一个如图2“回形”正方形,
【自主探究】
(1)观察图1、图2,请写出(a+b)2,(a﹣b)2,ab之间的等量关系式是 ;
【知识运用】
(2)若2x﹣3y=5,xy=1,运用你所得到的公式,计算(2x+3y)2的值;
【知识延伸】
(3)已知(x﹣2023)2+(x﹣2025)2=10,求(x﹣2024)2的值.
3.题目:若(10﹣x)(x﹣5)=2,求(10﹣x)2+(x﹣5)2的值.
解:观察发现,10﹣x与x﹣5中的﹣x与x互为相反数,
所以我们不妨设a=10﹣x,b=x﹣5.
因为(10﹣x)(x﹣5)=2,所以ab=2.
因为(10﹣x)+(x﹣5)=5,所以a+b=(10﹣x)+(x﹣5)=5,
所以(10﹣x)2+(x﹣5)2=a2+b2=(a+b)2﹣2ab=52﹣2×2=21.
我们把这种方法叫做换元法,利用换元法达到简化计算的目的,体现了转化的数学思想.
(1)若(9﹣x)(x﹣2)=3,求(9﹣x)2+(x﹣2)2的值;
(2)若x满足(2025﹣x)2+(x﹣2024)2=13,求(2025﹣x)(x﹣2024)的值.
4.完全平方公式:(a±b)2=a2±2ab+b2适当的变形,可以解决很多的数学问题.
例如:若(2023﹣x)(x﹣2018)=4,求(2023﹣x)2+(x﹣2018)2的值.
解:设2023﹣x=a,x﹣2018=b,则(2023﹣x)(x﹣2018)=ab=4,a+b=(2023﹣x)+(x﹣2018)=5,所以(2023﹣x)2+(x﹣2018)2=a2+b2=(a+b)2﹣2ab=52﹣2×4=17.
根据上面的解题思路与方法,解决下列问题:
(1)若x+y=8,x2+y2=28,求xy的值;
(2)填空:
①若(5﹣x)x=6,则(5﹣x)2+x2= ;
②若(4﹣x)(5﹣x)=8,则(4﹣x)2+(5﹣x)2= ;
(3)如图,点C是线段AB上的一点,以AC、BC为边向两边作正方形,设AB=10,两正方形的面积和S1+S2=52,求图中阴影部分面积.
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