第十六章 整式的乘法 单元复习+小测(核心知识+12易错辨析+9典例精讲) 2026-2027学年人教版数学八年级上册
2026-09-11
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摘要:
该初中数学讲义以“幂的运算—整式乘法—乘法公式”为递进主线构建知识体系,通过对比表格辨析同底数幂乘法、幂的乘方、积的乘方的区别,结合12个易错点表格梳理符号处理、公式混淆等核心问题,清晰呈现知识内在逻辑与重难点分布。
讲义亮点在于9类典例题型设计,如“乘法公式与图形面积”题型通过几何图形验证平方差公式,培养几何直观,“完全平方公式变形式求值”题强化运算能力与推理意识。分层变式练习适配不同学生,易错辨析与自查清单助力自主复习,为教师精准教学提供系统支持。
内容正文:
第十六章 整式的乘法 单元复习+小测
(核心知识+12易错辨析+9典例精讲)
【知识点01】幂的运算
1. 同底数幂的乘法
法则:同底数幂相乘,底数不变,指数相加。
公式:am·an=am+n(m、n 都是正整数)
理解要点:
(1)“同底数”指底数相同。底数可以是具体的数、字母,也可以是单项式或多项式(把整个式子看作一个整体)。
(2)运算结果仍是幂:底数不变,指数相加,切记指数不是相乘。
(3)三个或三个以上同底数幂相乘同样适用:am·an·ap=am+n+p。
(4)可以逆用:am+n=am·an,常用于已知某些幂求值的问题。
示例:x2·x5=x7;a·a3=a4(字母 a 的指数是 1,不能漏掉);(-a)3·(-a)2=(-a)5=-a5;(a+b)2·(a+b)3=(a+b)5。
2. 幂的乘方
法则:幂的乘方,底数不变,指数相乘。
公式:(am)n=amn(m、n 都是正整数)
理解要点:
(1)与同底数幂的乘法区分:乘法是“指数相加”,乘方是“指数相乘”。
(2)推广:[(am)n]p=amnp。
(3)可以逆用:amn=(am)n=(an)m,常用于统一指数、变形比较大小。
示例:(x3)2=x6;(a2)3·a4=a6·a4=a10(先乘方,再做同底数幂乘法)。
3. 积的乘方
法则:积的乘方,等于把积的每一个因式分别乘方,再把所得的幂相乘。
公式:(ab)n=anbn(n 为正整数)
理解要点:
(1)每一个因式都要乘方,系数也要乘方,不能漏掉。
(2)推广:(abc)n=anbncn。
(3)可以逆用:anbn=(ab)n,当底数互为倒数时(如 0.125 与 8)可简化运算。
示例:(2a)3=8a3;(-xy)2=x2y2;(-2ab2)3=-8a3b6(系数与字母分别乘方,符号由指数奇偶决定)。
表1 三种幂的运算性质辨析
运算
法则
字母表示
指数运算
典型错误
同底数幂的乘法
底数不变,指数相加
am·an=am+n
相加
x3·x2 误写为 x6
幂的乘方
底数不变,指数相乘
(am)n=amn
相乘
(x3)2 误写为 x5
积的乘方
每个因式分别乘方
(ab)n=anbn
分配给每个因式
(2x)3 误写为 2x3
【知识点02】整式的乘法(含除法)
1. 单项式与单项式相乘
法则:把系数、同底数幂分别相乘,作为积的因式;对于只在一个单项式里含有的字母,连同它的指数作为积的一个因式。
运算步骤:①系数相乘(连同符号);②相同字母的幂分别相乘(指数相加);③只在一个单项式里出现的字母连同指数照写。
示例:3x2y·(-2xy3)=[3×(-2)]·(x2·x)·(y·y3)=-6x3y4。
注意:结果是单项式;含乘方的因式先算乘方再相乘,如 (-2a2b)2·3ab=4a4b2·3ab=12a5b3。
2. 单项式与多项式相乘
法则:用单项式分别去乘多项式的每一项,再把所得的积相加。
公式:m(a+b+c)=ma+mb+mc。
实质:转化为单项式与单项式相乘(转化思想)。
示例:-2a(3a2-4a+1)=-6a3+8a2-2a。
注意:每一项都要乘(包括常数项和符号),不能漏乘;积的符号由“单项式的符号×该项的符号”决定。
3. 多项式与多项式相乘
法则:先用一个多项式的每一项乘另一个多项式的每一项,再把所得的积相加。
公式:(a+b)(c+d)=ac+ad+bc+bd。
示例:(x+2)(x-3)=x2-3x+2x-6=x2-x-6。
注意:按顺序逐项相乘,做到不重不漏;积中含同类项的要合并;两个二项式相乘通常先得四项再合并。
4. 同底数幂的除法与零指数幂
法则:同底数幂相除,底数不变,指数相减。
公式:am÷an=am-n(a≠0,m、n 都是正整数,且 m>n)
零指数幂:a0=1(a≠0),即任何不等于 0 的数的 0 次幂都等于 1。
示例:x7÷x3=x4;a5÷a5=a0=1(a≠0)。
注意:底数不能为 0;本章只讨论 m>n 的情形,指数为零或负数的情况将在第十八章 18.4“整数指数幂”中完整学习。
5. 整式的除法
单项式除以单项式:把系数与同底数幂分别相除,作为商的因式;对于只在被除式里含有的字母,连同它的指数作为商的一个因式。
示例:28x4y2÷7x3y=4xy。
多项式除以单项式:先用多项式的每一项除以这个单项式,再把所得的商相加。
示例:(12a3-6a2+3a)÷3a=4a2-2a+1。
注意:0 不能作除数;被除式与除式底数相同才可用同底数幂的除法。
【知识点03】乘法公式
1. 平方差公式
内容:两个数的和与这两个数的差的积,等于这两个数的平方差。
公式:(a+b)(a-b)=a2-b2。
结构特征:左边是两个二项式相乘,其中一项完全相同(记作 a),另一项互为相反数(记作 b 与 -b);右边是“相同项的平方−相反项的平方”。
识别口诀:先找“相同项”与“相反项”,一同一反才可用平方差公式。
示例:102×98=(100+2)(100-2)=1002-22=9996;(3x+2y)(3x-2y)=9x2-4y2。
几何意义:边长为 a 的大正方形剪去边长为 b 的小正方形,剩余面积既等于 a2-b2,又可拼成长为 a+b、宽为 a-b 的长方形,面积为 (a+b)(a-b),两者相等(数形结合,见题型7)。
常见变形:位置变化 (a+b)(b-a)=b2-a2;符号变化 (-a-b)(a-b)=b2-a2(可先提取负号);整体变化 (a+b-c)(a-b+c)=a2-(b-c)2。
2. 完全平方公式
内容:两数和(或差)的平方,等于它们的平方和,加上(或减去)它们积的 2 倍。
公式:(a+b)2=a2+2ab+b2;(a-b)2=a2-2ab+b2。
记忆口诀:“首平方,尾平方,首尾二倍放中央,符号跟着中间走。”
结构特征:右边共三项,分别是首项平方、尾项平方、±2 倍首尾乘积;中间项的符号与左边括号内的符号一致。
示例:(2x+3y)2=4x2+12xy+9y2;(a-b)2=a2-2ab+b2。
几何意义:(a+b)2 可看作边长为 a+b 的大正方形面积,等于边长为 a、b 的两个正方形面积与两个 ab 长方形面积之和。
常用变形:a2+b2=(a+b)2-2ab=(a-b)2+2ab;(a+b)2=(a-b)2+4ab;(a-b)2=(a+b)2-4ab。
注意:中间项 2ab 最易丢失;系数要整体代入,如 (2a+3b)2 的中间项是 2×(2a)×(3b)=12ab。
序号
易错点
错误示例
正确解答
错因分析
1
同底数幂乘法与幂的乘方混淆
x3·x2=x6
x5
同底数幂相乘指数应相加,误按乘方处理
2
幂的乘方与同底数幂乘法混淆
(x3)2=x5
x6
幂的乘方指数应相乘,误按加法处理
3
积的乘方漏乘系数
(2x)3=2x3
8x3
系数 2 也要乘方
4
合并同类项误用乘法法则
x3+x3=x6
2x3
合并同类项是系数相加、指数不变
5
忽略指数 1
a·a3=a3
a4
字母 a 的指数是 1,应参与相加
6
负号处理错误
(-2a)2=-4a2
4a2
偶次幂为正;(-2a)3 才是 -8a3
7
单项式乘多项式漏项
2x(3x2-x+1)=6x3-2x2
6x3-2x2+2x
常数项 1 也要乘
8
多项式乘多项式漏交叉项
(x+2)(x-3)=x2-6
x2-x-6
应四项相乘后合并:-3x+2x=-x
9
平方差公式结构误判
(x+y)(x-2y)=x2-2y2
x2-xy-2y2
两因式没有完全相同项,不能直接套公式
10
完全平方公式丢中间项
(a-b)2=a2-b2
a2-2ab+b2
忘记 ±2ab,与平方差公式混淆
11
中间项系数算错
(2a+3b)2=4a2+6ab+9b2
4a2+12ab+9b2
2ab 中的 a、b 要整体代入:2×(2a)×(3b)
12
添括号变号错误
a-b+c=a-(b+c)
a-(b-c)
括号前为负号,括入的项要全部变号
【题型一】幂的运算直接计算
【例1】.(25-26八年级上·广东江门·期末)计算______.
【例2】.(25-26八年级上·江西赣州·期末)计算:_______.
【变式1】.(26-27八年级上·全国·课后作业)计算:
(1); (2).
【变式2】.(26-27八年级上·全国·课后作业)计算:
(1) (2) (3)
【变式3】.(26-27八年级上·全国·课后作业)计算:
(1); (2);
(3); (4).
【题型二】幂的运算逆用
【例3】.(25-26八年级上·四川自贡·期末)已知,则( )
A. B. C. D.
【例4】.(25-26八年级上·湖北荆州·期末)若,则的值为___________.
【例5】.(25-26八年级上·江西上饶·阶段检测)(1)已知,,求
(2)已知,求的值.
【变式1】.(25-26八年级上·福建泉州·期中)计算:___________.
【变式2】.(25-26八年级上·四川南充·期中)计算:
(1);
(2)若,求的值.
【变式3】.(24-25八年级上·山西临汾·期中)下面是东东同学完成的一道作业题,请你参考东东的方法解答下列问题.
东东的作业
计算:
解:原式
计算:
(1)
(2)若,请求出n的值
【题型三】整式乘法计算
【例6】.(25-26八年级上·安徽芜湖·阶段检测)计算 的结果是( )
A. B. C. D.
【例7】.(25-26八年级上·重庆合川·期末)计算:_____.
【例8】.(25-26八年级上·甘肃陇南·阶段检测)计算:
(1);
(2).
【变式1】.(26-27八年级上·全国·课后作业)计算:
(1);
(2).
【变式2】.(26-27八年级上·全国·课后作业)计算:
(1);
(2)
【变式3】.(26-27八年级上·全国·课后作业)计算:
(1);
(2);
(3);
(4).
【题型四】整式除法计算
【例9】.(25-26八年级上·甘肃天水·期末)的运算结果是( )
A. B. C. D.
【例10】.(25-26八年级上·福建泉州·阶段检测)为非零数,计算的结果为____.
【例11】.(25-26八年级上·全国·课后作业)若,求的值.
【例12】.(25-26八年级上·河北邢台·期末)计算 .
【变式1】.(25-26八年级上·河南周口·阶段检测)一道除法运算题:,其中被除式的第二项被墨水弄污了,商的第一项也被墨水弄污了,则被墨水弄污染的内容是( )
A., B.,
C., D.,
【变式2】.(25-26八年级上·广东韶关·阶段检测)已知,,那么的值为_____.
【变式3】.(26-27八年级上·全国·课后作业)计算:
(1);
(2);
(3).
【变式4】.(26-27八年级上·全国·课后作业)计算:
(1); (2);
(3); (4).
【题型五】运用平方差公式进行运算
【例13】.(25-26八年级上·黑龙江黑河·阶段检测)等于( )
A. B. C. D.
【例14】.(25-26八年级上·广东韶关·阶段检测)化简的结果是_____ .
【例15】.(26-27八年级上·全国·课后作业)计算:
(1); (2).
【变式1】.(24-25八年级上·山西临汾·期中)霍州鼓楼位于山西霍州市城内中心,明万历十一年(1583年)建,又称文昌阁.其结构外表是明二假三层,它的间架结构复杂新颖、巧妙结合,采用了我国古建筑中的一种凹凸结合的连接方式——榫卯(sǔn mǎo)结构,精密谨严天衣无缝,行家里手惊佩它是工艺精湛超群绝伦.如图①是一个榫卯结构的零部件,图②是其截面图,整体是一个长为,宽为的长方形,中间凿掉一个边长为的正方形,且该零件的高为.求这个零部件体积.
【变式2】.(26-27八年级上·全国·课后作业)计算:
(1); (2);
(3); (4).
【变式3】.(25-26八年级上·广东云浮·期末)【发现】如图,我们在2025年7月的日历中任意标出一个十字星,计算得到它的“十字差”(将十字星左右两数的乘积减去上下两数的乘积,所得的差被称为该十字星的“十字差”)是一个常数.
(1)【验证】若十字星中间的数字是,则它的“十字差”为________;若十字星中间的数字是,则它的“十字差”为________.
(2)【探究】设十字星中间的数字为,请你验证【发现】中的结论.
【题型六】完全平方公式
【例16】.(26-27八年级上·全国·课后作业)填空:
(1)__________;
(2)__________;
(3)______;
(4)____.
【变式1】.(26-27八年级上·全国·课后作业)计算:
(1); (2).
【变式2】.(26-27八年级上·全国·课后作业)已知,求的值.
【变式3】.(26-27八年级上·全国·课后作业)计算:
(1);
(2).
【题型七】整式混合运算与化简求值
【例17】.(25-26八年级上·陕西延安·期末)先化简,再求值:,其中.
【例18】.(25-26八年级上·山东德州·阶段检测)化简求值:,其中,.
【例19】.(24-25八年级上·黑龙江绥化·阶段检测)(1)先化简,再求值:
,其中
(2)先化简,再求值:
,其中,.
【变式1】.完成下列各题:
(1)先化简,再求值:,其中,.
(2)先化简,再求值:,其中,,.
【变式2】.(25-26八年级上·山东日照·阶段检测)先化简,再求值:
(1),其中.
(2),其中,
【变式3】.(25-26八年级上·河南周口·阶段检测)先化简,再求值:
(1),其中,.
(2)已知,求的值.
【题型八】乘法公式与图形面积(数形结合)
【例20】.(25-26八年级上·福建泉州·期中)下面四个整式中,能表示图中阴影部分面积的是( )
A. B.
C. D.
【例21】.(25-26八年级上·北京门头沟·期末)如图,大正方形与小正方形的面积之差是8,则阴影部分的面积是_______.
【例22】.(26-27八年级上·河南周口·开学考试)通过计算几何图形的面积可表示一些代数恒等式__________________.
【例23】.(25-26八年级上·湖北荆门·期末)“数缺形时少直观,形缺数时难入微,数形结合百般好,割裂分家万事休.”数形结合是解决数学问题的重要思想方法.通过计算几何图形的面积可以验证一些代数恒等式.
如图①是一个大正方形被分割成了边长分别为和的两个正方形,长宽分别为和的两个长方形,利用这个图形可以验证公式.
利用上述公式解决问题:
【直接应用】
(1)若,,则______;
【类比应用】
(2)若,求的值.
【知识迁移】
(3)如图②,点在线段上,四边形、都是正方形,连接、、.若阴影部分的面积和为,的面积为,求的长度.
【变式1】.(25-26八年级上·福建泉州·期末)如图,将6张长为a,宽为b的小长方形不重叠地放在大长方形中,大长方形中未被覆盖的两个部分都是长方形,记右上角长方形的面积为,左下角长方形的面积为,当的长变化时,与的差始终不变,则a与b的数量关系为( )
A. B. C. D.
【变式2】.(25-26八年级上·全国·课后作业)一个长方形的长为,宽比长少,则这个长方形的面积为________.
【变式3】.(25-26八年级上·河南许昌·期末)如图,由一个长为,宽为的长方形和两个正方形(记为和)组成的图形中,若,,则图中两个正方形的面积之和是_____.
【变式4】.(25-26八年级上·陕西安康·期末)数学中,数和形是两个最主要的研究对象,它们之间有着十分密切的联系,在一定条件下,数和形之间可以相互转化、相互渗透.下面借助数形结合思想进行探究.
(1)如图①,两个大小相同的长方形和两个较小的正方形可以拼成一个大正方形,通过计算大正方形面积可以得到的等式为_____
(2)若,,求的值;
(3)如图②,某校准备在原有长方形用地上进行装修和扩建.已知长方形的周长为,以,为边,分别向外扩建出正方形和正方形两块空地,并在这两块正方形空地上建造功能性花园.若两个功能性花园的面积之和为,求原有长方形用地的面积.
【变式5】.(25-26八年级上·吉林白山·期末)“数缺形时少直观,形缺数时难入微.数形结合百般好,隔裂分家万事休.”数形结合是解决数学问题的重要思想方法.通过计算几何图形的面积可以验证一些代数恒等式.
(1)如图(1)是一个大正方形被分割成了边长分别为a、b的两个正方形和长、宽分别为a、b的两个长方形,利用这个图形可以验证公式______;
利用上述公式解决下列问题:
【直接应用】
(2)若,,则______;
【类比应用】
(3)若,求的值;
【知识迁移】
(4)如图(2),点在线段上,四边形、都是正方形,连接、、.若阴影部分的面积和为11,的面积为7,求的长度.
【题型九】完全平方公式的变形式求值
【例24】.(25-26八年级上·山东烟台·期末)已知,,那么( )
A.19 B.25 C.31 D.73
【例25】.(25-26八年级上·湖南长沙·期末)已知实数a、b满足,,则______.
【例26】.(25-26八年级上·湖北十堰·期末)已知,,,求和的值;
【变式1】.(25-26八年级上·河南洛阳·期末)若实数满足,则( ).
A.2026 B.1013 C. D.
【变式2】.(25-26八年级上·上海·阶段检测)已知都是实数,,则的最小值是___________.
【变式3】.(25-26八年级上·河南许昌·期末)对于任意实数,我们规定:,.例如:,.
(1)填空:①________;②若,则________;③若,则________0.(填“>”,“<”或“=”)
(2)若,且,求与的值.
(一)知识结构回顾
本章以“幂的运算”为工具,以“整式的乘法”为主体,以“乘法公式”为简便运算技巧,层层递进:幂的运算(三条性质)→ 整式的乘法(三类法则,化归为幂的运算)→ 乘法公式(平方差、完全平方);整式的除法(同底数幂除法、零指数幂、单项式÷单项式、多项式÷单项式)与乘法互为逆运算。
(二)思想方法
1. 转化(化归)思想:多项式×多项式转化为单项式×多项式,再转化为单项式×单项式,最终落实到幂的运算;
2. 数形结合思想:用图形面积解释平方差公式与完全平方公式;
3. 整体思想:把多项式看作一个整体(配合添括号法则)套用乘法公式;
4. 逆向思维:逆用幂的运算性质求值、比较大小;逆用乘法公式是第十七章因式分解的基础。
(三)运算顺序提醒
先算乘方,再算乘除,最后算加减;有括号先算括号内;同级运算从左到右进行。
(四)考前自查清单
1. 三条幂的运算性质是否区分清楚(相乘、乘方、积的乘方时指数分别怎么变)?
2. 平方差公式与完全平方公式的结构特征能否快速识别?
3. 符号与系数是否处理正确(偶次幂为正、2ab 是否漏写、系数是否漏乘方)?
4. 多项式乘法是否做到不重不漏,结果是否合并了同类项?
5. 混合运算是否严格按顺序进行?
一、单选题
1.(25-26八年级上·河北保定·期末)计算的结果是( )
A. B. C. D.
2.(25-26八年级上·江西赣州·期末)若,则( )
A. B. C. D.
3.(25-26八年级上·甘肃定西·阶段检测)计算的结果是( )
A. B. C. D.
4.(26-27八年级上·河南周口·期中)若,且,,则的值为( )
A. B. C. D.
5.(25-26八年级上·湖北武汉·期末)如图,把一个平行四边形纸板,分割成四个大小和形状完全相同的四边形,如图1;拼成一个边长为的大正方形,其正中央正好是一个边长为的小正方形空缺,如图2.那么通过计算两个图形阴影部分的面积,可以验证成立的等式为( )
A.;
B.;
C.;
D.
6.(26-27八年级上·陕西西安·阶段检测)若的展开结果中不含项和x项,则的值为( )
A. B. C.1 D.2
7.(24-25八年级上·河北邢台·期末)如图,将大正方形通过剪、割、拼后组成新的图形,利用等面积法可证明某些乘法公式,下面两幅图中,其中能够验证平方差公式的是( )
A.甲乙均可以 B.甲乙均不可以
C.甲可以,乙不可以 D.甲不可以,乙可以
8.现规定一种运算:,其中a,b为有理数.求的值( )
A. B.
C. D.
二、填空题
9.(25-26八年级上·河南信阳·阶段检测)如图,从边长为的正方形纸片中剪出一个边长为m的正方形之后,剩余部分又剪拼成一个大长方形(不重叠无缝隙),若拼成的大长方形的宽为4,则大长方形的长为_____.
10.(25-26八年级上·山东德州·期末)若的计算结果中项的系数为,则的值为________.
11.(25-26八年级上·陕西安康·阶段检测)已知,则代数式___________.
12.(25-26八年级上·四川内江·期末)计算:_______;
13.(25-26八年级上·河南信阳·期末)___________.
14.(25-26八年级上·广东汕尾·期末)某班级组织联欢活动布置教室,需要制作出一些边长如图所示的A,B,C三种彩色卡片,其中.最后需要用这些卡片拼出一个边长分别为和的大长方形,那么所准备的C种卡片的张数不能少于_______张.
三、解答题
15.(26-27八年级上·全国·课后作业)化简:.
16.(26-27八年级上·河南周口·)先化简,再求值:已知,求代数式的值.
17.(26-27八年级上·全国·课后作业)计算:
(1);
(2).
18.(26-27八年级上·全国·课后作业)如图,街心花园有一块边长为的正方形草坪,经统一规划后,南北向增加,东西向减少.改造后得到一块长方形草坪.求这块长方形草坪的面积.
19.(25-26八年级上·重庆酉阳·期末)如图1,是一个长为,宽为的长方形,沿图中虚线用剪刀平均分成四块小长方形,然后拼成一个大正方形(如图2,阴影部分是一个小正方形).
(1)用两种不同的方法求图2中阴影部分的面积,完成下面的填空(列式即可):由大正方形的面积减去4个小长方形的面积可得________;由正方形的面积公式可得________;
(2)写出三个代数式,,之间的等量关系式________.
(3)已知,,请利用发现的结论,求的值.
20.(25-26八年级上·河南开封·期末)从边长为的正方形中剪掉一个边长为的正方形(如图1),然后将剩余部分拼成一个长方形(如图2)
(1)上述图1到图2的操作能验证的等式是 .
(2)应用所得的公式计算:.
21.(24-25八年级上·福建龙岩·期末)根据以下素材,探索完成任务.
“以形释数”是利用数形结合思想证明代数问题的一种体现,对于一个图形,通过两种不同的方法计算它的面积,可以得到一个等式.
素材
如图,大正方形的边长是,它是由两个小正方形和两个长方形组成,所以大正方形的面积等于这四个图形的面积之和.根据等面积法,我们可以得到一个等式:.
问题解决
任务1
将大正方形通过剪、割、拼后形成新的图形,利用等面积法可证明某些乘法公式,在给出的四种拼法中,其中能验证平方差公式的有:______(只填序号).
任务2
如图,若将个直角边长分别为,,斜边长为的直角三角形拼成如图所示的五边形,请你用两种不同的方法表示五边形的面积.
方法1:______;方法2:______;你可以得到一个关于,,的等式是:______.
任务3
如图,在中,,点,分别在边,上,且,,,垂足分别为,.若,求的值.
1
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第十六章 整式的乘法 单元复习+小测
(核心知识+12易错辨析+9典例精讲)
【知识点01】幂的运算
1. 同底数幂的乘法
法则:同底数幂相乘,底数不变,指数相加。
公式:am·an=am+n(m、n 都是正整数)
理解要点:
(1)“同底数”指底数相同。底数可以是具体的数、字母,也可以是单项式或多项式(把整个式子看作一个整体)。
(2)运算结果仍是幂:底数不变,指数相加,切记指数不是相乘。
(3)三个或三个以上同底数幂相乘同样适用:am·an·ap=am+n+p。
(4)可以逆用:am+n=am·an,常用于已知某些幂求值的问题。
示例:x2·x5=x7;a·a3=a4(字母 a 的指数是 1,不能漏掉);(-a)3·(-a)2=(-a)5=-a5;(a+b)2·(a+b)3=(a+b)5。
2. 幂的乘方
法则:幂的乘方,底数不变,指数相乘。
公式:(am)n=amn(m、n 都是正整数)
理解要点:
(1)与同底数幂的乘法区分:乘法是“指数相加”,乘方是“指数相乘”。
(2)推广:[(am)n]p=amnp。
(3)可以逆用:amn=(am)n=(an)m,常用于统一指数、变形比较大小。
示例:(x3)2=x6;(a2)3·a4=a6·a4=a10(先乘方,再做同底数幂乘法)。
3. 积的乘方
法则:积的乘方,等于把积的每一个因式分别乘方,再把所得的幂相乘。
公式:(ab)n=anbn(n 为正整数)
理解要点:
(1)每一个因式都要乘方,系数也要乘方,不能漏掉。
(2)推广:(abc)n=anbncn。
(3)可以逆用:anbn=(ab)n,当底数互为倒数时(如 0.125 与 8)可简化运算。
示例:(2a)3=8a3;(-xy)2=x2y2;(-2ab2)3=-8a3b6(系数与字母分别乘方,符号由指数奇偶决定)。
表1 三种幂的运算性质辨析
运算
法则
字母表示
指数运算
典型错误
同底数幂的乘法
底数不变,指数相加
am·an=am+n
相加
x3·x2 误写为 x6
幂的乘方
底数不变,指数相乘
(am)n=amn
相乘
(x3)2 误写为 x5
积的乘方
每个因式分别乘方
(ab)n=anbn
分配给每个因式
(2x)3 误写为 2x3
【知识点02】整式的乘法(含除法)
1. 单项式与单项式相乘
法则:把系数、同底数幂分别相乘,作为积的因式;对于只在一个单项式里含有的字母,连同它的指数作为积的一个因式。
运算步骤:①系数相乘(连同符号);②相同字母的幂分别相乘(指数相加);③只在一个单项式里出现的字母连同指数照写。
示例:3x2y·(-2xy3)=[3×(-2)]·(x2·x)·(y·y3)=-6x3y4。
注意:结果是单项式;含乘方的因式先算乘方再相乘,如 (-2a2b)2·3ab=4a4b2·3ab=12a5b3。
2. 单项式与多项式相乘
法则:用单项式分别去乘多项式的每一项,再把所得的积相加。
公式:m(a+b+c)=ma+mb+mc。
实质:转化为单项式与单项式相乘(转化思想)。
示例:-2a(3a2-4a+1)=-6a3+8a2-2a。
注意:每一项都要乘(包括常数项和符号),不能漏乘;积的符号由“单项式的符号×该项的符号”决定。
3. 多项式与多项式相乘
法则:先用一个多项式的每一项乘另一个多项式的每一项,再把所得的积相加。
公式:(a+b)(c+d)=ac+ad+bc+bd。
示例:(x+2)(x-3)=x2-3x+2x-6=x2-x-6。
注意:按顺序逐项相乘,做到不重不漏;积中含同类项的要合并;两个二项式相乘通常先得四项再合并。
4. 同底数幂的除法与零指数幂
法则:同底数幂相除,底数不变,指数相减。
公式:am÷an=am-n(a≠0,m、n 都是正整数,且 m>n)
零指数幂:a0=1(a≠0),即任何不等于 0 的数的 0 次幂都等于 1。
示例:x7÷x3=x4;a5÷a5=a0=1(a≠0)。
注意:底数不能为 0;本章只讨论 m>n 的情形,指数为零或负数的情况将在第十八章 18.4“整数指数幂”中完整学习。
5. 整式的除法
单项式除以单项式:把系数与同底数幂分别相除,作为商的因式;对于只在被除式里含有的字母,连同它的指数作为商的一个因式。
示例:28x4y2÷7x3y=4xy。
多项式除以单项式:先用多项式的每一项除以这个单项式,再把所得的商相加。
示例:(12a3-6a2+3a)÷3a=4a2-2a+1。
注意:0 不能作除数;被除式与除式底数相同才可用同底数幂的除法。
【知识点03】乘法公式
1. 平方差公式
内容:两个数的和与这两个数的差的积,等于这两个数的平方差。
公式:(a+b)(a-b)=a2-b2。
结构特征:左边是两个二项式相乘,其中一项完全相同(记作 a),另一项互为相反数(记作 b 与 -b);右边是“相同项的平方−相反项的平方”。
识别口诀:先找“相同项”与“相反项”,一同一反才可用平方差公式。
示例:102×98=(100+2)(100-2)=1002-22=9996;(3x+2y)(3x-2y)=9x2-4y2。
几何意义:边长为 a 的大正方形剪去边长为 b 的小正方形,剩余面积既等于 a2-b2,又可拼成长为 a+b、宽为 a-b 的长方形,面积为 (a+b)(a-b),两者相等(数形结合,见题型7)。
常见变形:位置变化 (a+b)(b-a)=b2-a2;符号变化 (-a-b)(a-b)=b2-a2(可先提取负号);整体变化 (a+b-c)(a-b+c)=a2-(b-c)2。
2. 完全平方公式
内容:两数和(或差)的平方,等于它们的平方和,加上(或减去)它们积的 2 倍。
公式:(a+b)2=a2+2ab+b2;(a-b)2=a2-2ab+b2。
记忆口诀:“首平方,尾平方,首尾二倍放中央,符号跟着中间走。”
结构特征:右边共三项,分别是首项平方、尾项平方、±2 倍首尾乘积;中间项的符号与左边括号内的符号一致。
示例:(2x+3y)2=4x2+12xy+9y2;(a-b)2=a2-2ab+b2。
几何意义:(a+b)2 可看作边长为 a+b 的大正方形面积,等于边长为 a、b 的两个正方形面积与两个 ab 长方形面积之和。
常用变形:a2+b2=(a+b)2-2ab=(a-b)2+2ab;(a+b)2=(a-b)2+4ab;(a-b)2=(a+b)2-4ab。
注意:中间项 2ab 最易丢失;系数要整体代入,如 (2a+3b)2 的中间项是 2×(2a)×(3b)=12ab。
序号
易错点
错误示例
正确解答
错因分析
1
同底数幂乘法与幂的乘方混淆
x3·x2=x6
x5
同底数幂相乘指数应相加,误按乘方处理
2
幂的乘方与同底数幂乘法混淆
(x3)2=x5
x6
幂的乘方指数应相乘,误按加法处理
3
积的乘方漏乘系数
(2x)3=2x3
8x3
系数 2 也要乘方
4
合并同类项误用乘法法则
x3+x3=x6
2x3
合并同类项是系数相加、指数不变
5
忽略指数 1
a·a3=a3
a4
字母 a 的指数是 1,应参与相加
6
负号处理错误
(-2a)2=-4a2
4a2
偶次幂为正;(-2a)3 才是 -8a3
7
单项式乘多项式漏项
2x(3x2-x+1)=6x3-2x2
6x3-2x2+2x
常数项 1 也要乘
8
多项式乘多项式漏交叉项
(x+2)(x-3)=x2-6
x2-x-6
应四项相乘后合并:-3x+2x=-x
9
平方差公式结构误判
(x+y)(x-2y)=x2-2y2
x2-xy-2y2
两因式没有完全相同项,不能直接套公式
10
完全平方公式丢中间项
(a-b)2=a2-b2
a2-2ab+b2
忘记 ±2ab,与平方差公式混淆
11
中间项系数算错
(2a+3b)2=4a2+6ab+9b2
4a2+12ab+9b2
2ab 中的 a、b 要整体代入:2×(2a)×(3b)
12
添括号变号错误
a-b+c=a-(b+c)
a-(b-c)
括号前为负号,括入的项要全部变号
【题型一】幂的运算直接计算
【例1】.(25-26八年级上·广东江门·期末)计算______.
【答案】
【知识点】同底数幂相乘
【分析】此题考查了同底数幂的乘法,应用同底数幂的乘法法则,底数不变,指数相加求解即可.
【详解】解:.
故答案为:.
【例2】.(25-26八年级上·江西赣州·期末)计算:_______.
【答案】
【知识点】同底数幂相乘
【分析】本题主要考查了同底数幂的乘法,根据同底数幂的乘法法则,底数不变,指数相加可得结果.
【详解】解: .
故答案为 :.
【变式1】.(26-27八年级上·全国·课后作业)计算:
(1); (2).
【答案】(1) (2)
【知识点】幂的乘方运算
【分析】(1)根据幂的乘方的法则进行计算;
(2)根据幂的乘方的法则进行计算.
【详解】(1)解:;
(2)解:.
【变式2】.(26-27八年级上·全国·课后作业)计算:
(1) (2) (3)
【答案】(1) (2) (3)
【知识点】同底数幂相乘
【分析】根据同底数幂相乘,底数不变,指数相加分别对(1)、(2)、(3)小题进行计算即可得答案.
【详解】(1)解:
(2)解:
(3)解:
【变式3】.(26-27八年级上·全国·课后作业)计算:
(1); (2);
(3); (4).
【答案】(1) (2) (3) (4)
【知识点】幂的乘方运算、积的乘方运算
【分析】利用积的乘方运算法则和幂的乘方运算法则进行计算即可.
【详解】(1)解:;
(2)解:;
(3)解:;
(4)解:.
【题型二】幂的运算逆用
【例3】.(25-26八年级上·四川自贡·期末)已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】同底数幂乘法的逆用、幂的乘方的逆用
【分析】本题主要考查了幂的运算法则,包括幂的乘方与同底数幂的乘法,同底数幂乘方的逆运算,将已知条件转化为以2为底的指数形式,利用指数运算法则求解.
【详解】解:∵,
∴.
∵,且,
∴ ,
∴.
∴,
故选A.
【例4】.(25-26八年级上·湖北荆州·期末)若,则的值为___________.
【答案】50
【知识点】同底数幂相乘、幂的乘方的逆用
【分析】本题考查了同底数幂的逆运算以及乘方的逆运算,解决本题的关键是将变形.
利用幂的乘方将转化为,再根据同底数幂的乘法法则计算即可.
【详解】解:∵,
又∵,
∴,
∴.
故答案为:50.
【例5】.(25-26八年级上·江西上饶·阶段检测)(1)已知,,求
(2)已知,求的值.
【答案】(1);(2)
【知识点】同底数幂乘法的逆用、幂的乘方的逆用
【分析】本题考查了幂的运算性质,掌握同底数幂乘法的逆用、幂的乘方的逆用和同底数幂的乘法是解决此题的关键.
(1)根据同底数幂乘法的逆用和幂的乘方的逆用计算即可;
(2)先将式子化为同底数幂相乘,然后代入求值即可.
【详解】解:(1)∵,,
∴
(2)∵
∴
∴.
【变式1】.(25-26八年级上·福建泉州·期中)计算:___________.
【答案】
【知识点】幂的乘方的逆用、积的乘方的逆用
【分析】本题主要考查积的乘方逆运算,将 转化为 ,再根据积的乘方运算法则计算即可.
【详解】解:.
故答案为:.
【变式2】.(25-26八年级上·四川南充·期中)计算:
(1);
(2)若,求的值.
【答案】(1)
(2)300
【知识点】同底数幂乘法的逆用、幂的乘方的逆用、积的乘方运算
【分析】本题考查整式的混合运算,同底数乘法逆用,幂的乘方逆用,熟练掌握相关运算法则是解答本题的关键.
(1)先算积的乘方,然后合并同类项即可;
(2)根据逆用同底数幂乘法得到,根据逆用幂的乘方得到,再进行计算即可.
【详解】(1)解:
;
(2)解:.
【变式3】.(24-25八年级上·山西临汾·期中)下面是东东同学完成的一道作业题,请你参考东东的方法解答下列问题.
东东的作业
计算:
解:原式
计算:
(1)
(2)若,请求出n的值
【答案】(1)
(2)
【知识点】同底数幂乘法的逆用、幂的乘方的逆用、积的乘方的逆用
【分析】本题考查了积的乘方运算逆应用,解方程,含有乘方的有理数混合运算,同底数幂相乘,熟练掌握公式,运算法则是解题的关键.(1)逆用积的乘方运算法则解答即可.
(2)逆用积的乘方运算法则,解方程,解答即可.
【详解】(1)解:
.
(2)解:∵,
∴,
∴,
∴,
解得.
【题型三】整式乘法计算
【例6】.(25-26八年级上·安徽芜湖·阶段检测)计算 的结果是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】计算单项式乘单项式
【分析】同底数幂相乘,底数不变,指数相加.
【详解】解:
.
【例7】.(25-26八年级上·重庆合川·期末)计算:_____.
【答案】/
【知识点】计算单项式乘多项式及求值
【分析】本题考查单项式乘以多项式,根据单项式乘以多项式的法则进行计算即可.
【详解】解:原式,
故答案为:.
【例8】.(25-26八年级上·甘肃陇南·阶段检测)计算:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【知识点】计算单项式乘单项式、单项式乘多项式的应用、幂的乘方运算、零指数幂
【分析】本题主要考查单项式乘以多项式、同底数幂的乘法、合并同类项,幂的乘方和单项式乘以单项式,零指数幂,熟知相关计算法则是解题的关键.
(1)根据单项式乘以多项式的计算法则求解即可;
(2)先计算幂的乘方,再计算单项式乘以单项式和零指数幂,最后合并同类项即可得到答案.
【详解】(1)解:
;
(2)解:
.
【变式1】.(26-27八年级上·全国·课后作业)计算:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【知识点】计算单项式乘单项式
【详解】(1)解:
(2)解:
【变式2】.(26-27八年级上·全国·课后作业)计算:
(1);
(2)
【答案】(1)
(2)
【知识点】计算单项式乘多项式及求值
【详解】(1)解:
;
(2)解:
.
【变式3】.(26-27八年级上·全国·课后作业)计算:
(1);
(2);
(3);
(4).
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【知识点】计算多项式乘多项式
【详解】(1)解:
;
(2)解:
;
(3)解:
;
(4)解:
.
【题型四】整式除法计算
【例9】.(25-26八年级上·甘肃天水·期末)的运算结果是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】计算单项式除以单项式
【分析】本题考查了单项式除以单项式,根据单项式除以单项式的法则:系数相除,同底数幂的指数相减,保留独有因式,即可求解.
【详解】解:
,
故选:D.
【例10】.(25-26八年级上·福建泉州·阶段检测)为非零数,计算的结果为____.
【答案】
【知识点】同底数幂的除法运算
【分析】根据同底数幂相除,底数不变,指数相减计算即可.
【详解】解:.
【例11】.(25-26八年级上·全国·课后作业)若,求的值.
【答案】
【知识点】同底数幂除法的逆用、同底数幂相乘
【分析】本题考查了同底数幂的乘法与除法,利用底数不变指数相加或相减是解题关键.
先将底数都化为,根据“底数相同,指数也相同”得到关于的方程,求解即可.
【详解】解:,
,
,
解得.
【例12】.(25-26八年级上·河北邢台·期末)计算 .
【答案】13m
【知识点】积的乘方运算、计算单项式除以单项式
【分析】本题考查了整式的混合运算,积的乘方,熟练掌握运算法则是解题关键.先计算积的乘方,单项式除以单项式,然后合并同类项即可.
【详解】解:原式
.
【变式1】.(25-26八年级上·河南周口·阶段检测)一道除法运算题:,其中被除式的第二项被墨水弄污了,商的第一项也被墨水弄污了,则被墨水弄污染的内容是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【知识点】多项式除以单项式
【分析】本题考查多项式除以单项式的运算,需利用多项式除以单项式的法则,分别计算被除式与商中被污染的项.
【详解】解:∵被除式第一项为,除式为,
∴商的第一项为,
设被除式中被污染的项为,
∵商的中间项为,且,
∴,
∴ ,
综上,被污染的内容为和,对应选项D;
故选:D
【变式2】.(25-26八年级上·广东韶关·阶段检测)已知,,那么的值为_____.
【答案】4
【知识点】同底数幂除法的逆用
【分析】本题主要考查了同底数幂的除法逆运算,准确计算是解题的关键.
利用同底数幂的除法法则,将所求式子转化为已知幂的除法形式,再代入已知值计算即可.
【详解】,,
;
故答案是.
【变式3】.(26-27八年级上·全国·课后作业)计算:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】积的乘方运算、同底数幂的除法运算、计算单项式除以单项式
【分析】(1)利用单项式除以单项式运算法则计算即可;
(2)利用单项式除以单项式运算法则计算即可;
(3)先利用积的乘方运算法则计算,再利用单项式除以单项式运算法则计算即可.
【详解】(1)解:.
(2)解:.
(3)解:.
【变式4】.(26-27八年级上·全国·课后作业)计算:
(1); (2);
(3); (4).
【答案】(1) (2)
(3) (4)
【知识点】计算单项式除以单项式、多项式除以单项式
【分析】多项式除以单项式,用多项式的每一项分别除以单项式,再将所得结果相加即可.
【详解】(1)解:;
(2)解:;
(3)解:;
(4)解:.
【题型五】运用平方差公式进行运算
【例13】.(25-26八年级上·黑龙江黑河·阶段检测)等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】运用平方差公式进行运算
【分析】本题考查了平方差公式的应用.通过连续应用平方差公式简化表达式.
【详解】解:
故选:D.
【例14】.(25-26八年级上·广东韶关·阶段检测)化简的结果是_____ .
【答案】9
【知识点】整式的加减运算、运用平方差公式进行运算
【分析】先利用平方差公式计算多项式乘法,再去括号合并同类项即可得到化简结果.
【详解】解:原式
【例15】.(26-27八年级上·全国·课后作业)计算:
(1); (2).
【答案】(1) (2)
【知识点】运用平方差公式进行运算
【分析】(1)将所求式子变形为,结合平方差公式计算即可得出结果;
(2)将所求式子变形为,结合平方差公式计算即可得出结果.
【详解】(1)解:
;
(2)解:
.
【变式1】.(24-25八年级上·山西临汾·期中)霍州鼓楼位于山西霍州市城内中心,明万历十一年(1583年)建,又称文昌阁.其结构外表是明二假三层,它的间架结构复杂新颖、巧妙结合,采用了我国古建筑中的一种凹凸结合的连接方式——榫卯(sǔn mǎo)结构,精密谨严天衣无缝,行家里手惊佩它是工艺精湛超群绝伦.如图①是一个榫卯结构的零部件,图②是其截面图,整体是一个长为,宽为的长方形,中间凿掉一个边长为的正方形,且该零件的高为.求这个零部件体积.
【答案】
【知识点】运用平方差公式进行运算
【分析】本题考查了整式混合运算和平方差公式的应用,熟练掌握运算法则是解题的关键;
根据零部件体积(长方形的面积和小正方形的面积)零件的高,列式,然后运用整式混合运算法则和平方差公式即可解答.
【详解】由题意得,这个零部件的体积是
.
答:这个零件体积为.
【变式2】.(26-27八年级上·全国·课后作业)计算:
(1); (2);
(3); (4).
【答案】(1) (2)
(3) (4)
【知识点】运用平方差公式进行运算
【分析】平方差公式.
【详解】(1)解:
;
(2)解:
;
(3)解:
;
(4)解:
.
【变式3】.(25-26八年级上·广东云浮·期末)【发现】如图,我们在2025年7月的日历中任意标出一个十字星,计算得到它的“十字差”(将十字星左右两数的乘积减去上下两数的乘积,所得的差被称为该十字星的“十字差”)是一个常数.
(1)【验证】若十字星中间的数字是,则它的“十字差”为________;若十字星中间的数字是,则它的“十字差”为________.
(2)【探究】设十字星中间的数字为,请你验证【发现】中的结论.
【答案】(1);
(2)
结论正确,
验证:根据日历的规律,若十字星中间的数字为,则左右两侧的数字分别为,,上下两侧的数字分别为,,
∴它的“十字差”为,
∴【发现】中的结论正确.
【知识点】数字类规律探索、运用平方差公式进行运算
【分析】本题考查了日历中的数字规律,掌握运算法则是解题的关键;
(1)根据日历的规律计算即可;
(2)根据日历的规律用代数式表示各数,对十字差进行化简即可.
【详解】(1)解:若十字星中间的数字是,
则十字差为:;
若十字星中间的数字是,
则十字差为:;
故答案为:;;
【题型六】完全平方公式
【例16】.(26-27八年级上·全国·课后作业)填空:
(1)__________;
(2)__________;
(3)______;
(4)____.
【答案】
【知识点】运用完全平方公式进行运算、通过对完全平方公式变形求值
【分析】本题考查了完全平方公式.
【详解】【小题1】解:,
故①填9,②填3.
【小题2】解:
故③填,④填5.
【小题3】解:,
故⑤填.
【小题4】解:,
,
故⑥填使等式成立.
【变式1】.(26-27八年级上·全国·课后作业)计算:
(1); (2).
【答案】(1)
(2)
【知识点】积的乘方运算、运用完全平方公式进行运算
【分析】(1)直接套用完全平方公式展开化简;
(2)先利用乘方的符号性质变形,再套用完全平方公式展开化简.
【详解】(1)解:
;
(2)
.
【变式2】.(26-27八年级上·全国·课后作业)已知,求的值.
【答案】
【分析】将通过完全平方公式变形为,代入已知数值计算即可.
【详解】解:∵,
∴将,代入得:.
【变式3】.(26-27八年级上·全国·课后作业)计算:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【知识点】运用完全平方公式进行运算
【详解】(1)解:原式;
(2)解:原式.
【题型七】整式混合运算与化简求值
【例17】.(25-26八年级上·陕西延安·期末)先化简,再求值:,其中.
【答案】,-7
【知识点】多项式乘多项式——化简求值
【分析】此题考查整式的混合运算和化简求值,注意利用整式的乘法计算方法计算.直接利用整式的乘法计算,进一步合并同类项,再代入求得数值即可.
【详解】解:原式
当时,原式.
【例18】.(25-26八年级上·山东德州·阶段检测)化简求值:,其中,.
【答案】,.
【知识点】计算单项式乘多项式及求值、多项式乘多项式——化简求值
【分析】本题考查了多项式乘以多项式,单项式乘以多项式,合并同类项,先根据多项式乘以多项式、单项式乘以多项式运算法则分别计算,然后合并同类项进行化简,最后把,代入计算即可,掌握运算法则是解题的关键.
【详解】解:
,
当,时,
原式
.
【例19】.(24-25八年级上·黑龙江绥化·阶段检测)(1)先化简,再求值:
,其中
(2)先化简,再求值:
,其中,.
【答案】(1),;(2),;
【知识点】多项式乘多项式——化简求值、整式四则混合运算
【分析】本题考查整式的化简求值:
(1)先根据乘法法则计算,再合并同类项化到最简,最后代入求解即可得到答案;
(2)先根据乘除法法则计算,再合并同类项化到最简,最后代入求解即可得到答案;
【详解】解:(1)原式
,
当时,
原式
;
(2)原式
,
当,时,
∴原式,
.
【变式1】.完成下列各题:
(1)先化简,再求值:,其中,.
(2)先化简,再求值:,其中,,.
【答案】(1),
(2),1
【知识点】多项式乘多项式——化简求值、整式四则混合运算
【分析】本题考查整式的混合运算—化简求值.
(1)利用多项式乘多项式计算括号内的乘法,然后去括号,再算括号外面的除法,最后代入求值;
(2)先乘方,然后算乘法,最后代入求值.
【详解】(1)解:
,
当,时,
原式;
(2)解:
,
当,,时,
原式.
【变式2】.(25-26八年级上·山东日照·阶段检测)先化简,再求值:
(1),其中.
(2),其中,
【答案】(1),
(2),
【知识点】多项式除以单项式、计算单项式乘多项式及求值、运用平方差公式进行运算、零指数幂
【分析】本题考查了乘法公式、多项式除以单项式、零指数幂与算术平方根等知识,熟练掌握运算法则是解题关键.
(1)先计算平方差公式,再计算单项式乘以多项式,然后根据绝对值和偶次幂的非负性求出的值,代入计算即可得;
(2)先计算单项式乘以多项式、多项式乘以多项式,再计算括号内的加减法,然后计算多项式除以单项式,最后求出的值,代入计算即可得.
【详解】(1)解:原式
.
∵,,,
∴,
∴,
∴原式.
(2)解:原式
.
∵,,
∴原式.
【变式3】.(25-26八年级上·河南周口·阶段检测)先化简,再求值:
(1),其中,.
(2)已知,求的值.
【答案】(1),
(2),
【知识点】整式的加减中的化简求值、多项式乘多项式——化简求值
【分析】本题主要考查了整式的化简求值,正确化简各式是解题的关键.
(1)先去括号,然后合并同类项化简,最后代值计算即可;
(2)先根据多项式乘以多项式的计算法则去括号,然后合并同类项化简,最后代值计算即可.
【详解】(1)解:
,
当,时,原式;
(2)解:
,
∵,
∴原式.
【题型八】乘法公式与图形面积(数形结合)
【例20】.(25-26八年级上·福建泉州·期中)下面四个整式中,能表示图中阴影部分面积的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】计算多项式乘多项式、多项式乘多项式与图形面积
【分析】本题考查整式运算和图形面积的割补法,掌握阴影面积=整体面积-空白面积是解题关键.
将整体面积和空白面积分别表示出来然后相减即可求解.
【详解】解:整体面积,空白部分面积,
阴影部分面积,
A.,错误;
B.,正确;
C.,错误;
D.,错误.
故选:B.
【例21】.(25-26八年级上·北京门头沟·期末)如图,大正方形与小正方形的面积之差是8,则阴影部分的面积是_______.
【答案】4
【知识点】平方差公式与几何图形、根据正方形的性质求面积
【分析】本题考查了利用平方差公式求面积,数形结合,正确表示出阴影部分的面积是解此题的关键.由题意得出,表示出,即可得出答案.
【详解】解:如图,
大正方形与小正方形的面积之差是8,
,
由图可知:
,
故答案为:4.
【例22】.(26-27八年级上·河南周口·开学考试)通过计算几何图形的面积可表示一些代数恒等式__________________.
【答案】
【知识点】多项式乘多项式与图形面积
【分析】根据所给的图形可知,四个小图形的面积和与拼成大图形的面积相等; 分别按整体和各部分表示出大图形的面积,可使问题得解.
【详解】解:图形整体面积为,
四部分面积之和可表示为,
∴ .
【例23】.(25-26八年级上·湖北荆门·期末)“数缺形时少直观,形缺数时难入微,数形结合百般好,割裂分家万事休.”数形结合是解决数学问题的重要思想方法.通过计算几何图形的面积可以验证一些代数恒等式.
如图①是一个大正方形被分割成了边长分别为和的两个正方形,长宽分别为和的两个长方形,利用这个图形可以验证公式.
利用上述公式解决问题:
【直接应用】
(1)若,,则______;
【类比应用】
(2)若,求的值.
【知识迁移】
(3)如图②,点在线段上,四边形、都是正方形,连接、、.若阴影部分的面积和为,的面积为,求的长度.
【答案】(1);(2);(3)
【知识点】通过对完全平方公式变形求值、完全平方公式在几何图形中的应用
【分析】本题主要考查完全平方公式的应用,算术平方根等知识,熟练掌握完全平方公式是解题的关键.
(1)利用完全平方公式的变形进行解答即可;
(2)利用完全平方公式的变形进行解答即可;
(3)设正方形的边长为m,正方形的边长为n,由题意可得,,进一步求出,,根据求出的值,最后根据算术平方根的定义求解即可.
【详解】解:(1),
,
当,时,
.
故答案为:.
(2),,
;
(3)设正方形的边长为m,正方形的边长为n,
则,,,
,,
,,
,
,
,
,,
,即.
【变式1】.(25-26八年级上·福建泉州·期末)如图,将6张长为a,宽为b的小长方形不重叠地放在大长方形中,大长方形中未被覆盖的两个部分都是长方形,记右上角长方形的面积为,左下角长方形的面积为,当的长变化时,与的差始终不变,则a与b的数量关系为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】整式加减的应用、多项式乘多项式与图形面积
【分析】本题主要考查整式的加减及整式的乘法,设,然后分别表示出和,,由与的差始终不变,得,从而可得结论.
【详解】解:设,则,,
∴
∵与的差始终不变,即与的取值无关,
∴的系数必须为0,
∴,
∴,
故选:C.
【变式2】.(25-26八年级上·全国·课后作业)一个长方形的长为,宽比长少,则这个长方形的面积为________.
【答案】
【知识点】整式加减的应用、多项式乘多项式与图形面积
【分析】本题考查了整式的混合运算的应用,先求出长方形的宽为,再根据面积公式进行列式,再结合多项式乘多项式法则进行计算,即可作答.
【详解】解:∵一个长方形的长为,宽比长少,
∴,
则,
∴这个长方形的面积为,
故答案为:
【变式3】.(25-26八年级上·河南许昌·期末)如图,由一个长为,宽为的长方形和两个正方形(记为和)组成的图形中,若,,则图中两个正方形的面积之和是_____.
【答案】
【知识点】通过对完全平方公式变形求值、完全平方公式在几何图形中的应用
【分析】本题考查了完全平方公式的应用,利用完全平方公式求出即可求解,熟练掌握完全平方公式的变形运算是解题的关键.
【详解】解:∵,,
∴,
即两个正方形的面积之和是,
故答案为:.
【变式4】.(25-26八年级上·陕西安康·期末)数学中,数和形是两个最主要的研究对象,它们之间有着十分密切的联系,在一定条件下,数和形之间可以相互转化、相互渗透.下面借助数形结合思想进行探究.
(1)如图①,两个大小相同的长方形和两个较小的正方形可以拼成一个大正方形,通过计算大正方形面积可以得到的等式为_____
(2)若,,求的值;
(3)如图②,某校准备在原有长方形用地上进行装修和扩建.已知长方形的周长为,以,为边,分别向外扩建出正方形和正方形两块空地,并在这两块正方形空地上建造功能性花园.若两个功能性花园的面积之和为,求原有长方形用地的面积.
【答案】(1);
(2);
(3)原有长方形用地的面积为.
【知识点】通过对完全平方公式变形求值、完全平方公式在几何图形中的应用
【分析】本题考查完全平方公式的几何背景及变形应用,核心是利用数形结合思想,将图形面积的两种表示方法转化为代数恒等式,再通过公式变形解决代数计算与实际问题.
(1)通过大正方形面积的两种计算方式,推导完全平方和的恒等式;
(2)利用完全平方公式的变形,代入已知数值直接计算;
(3)设长方形的长和宽为未知数,根据周长得到长与宽的和,结合正方形面积和得到长与宽的平方和,再用完全平方公式的变形求出长方形的面积.
【详解】(1)解:大正方形的边长为,面积为.
大正方形也可看作由边长为、的两个小正方形和两个长为、宽为的长方形组成,面积为.
∴.
故答案为:;
(2)解:∵,
又∵,,
∴;
(3)解:设长方形的长为,宽为,
∵长方形的周长为,
∴,;
∵两个正方形花园的面积之和为,
∴;
由完全平方公式,变形得,
将,代入得:
.
答:原有长方形用地的面积为.
【变式5】.(25-26八年级上·吉林白山·期末)“数缺形时少直观,形缺数时难入微.数形结合百般好,隔裂分家万事休.”数形结合是解决数学问题的重要思想方法.通过计算几何图形的面积可以验证一些代数恒等式.
(1)如图(1)是一个大正方形被分割成了边长分别为a、b的两个正方形和长、宽分别为a、b的两个长方形,利用这个图形可以验证公式______;
利用上述公式解决下列问题:
【直接应用】
(2)若,,则______;
【类比应用】
(3)若,求的值;
【知识迁移】
(4)如图(2),点在线段上,四边形、都是正方形,连接、、.若阴影部分的面积和为11,的面积为7,求的长度.
【答案】(1);(2);(3);(4)
【知识点】通过对完全平方公式变形求值、完全平方公式在几何图形中的应用
【分析】(1)用2种方法表示出大正方形的面积即可得出结果;
(2)利用完全平方公式进行计算即可;
(3)利用完全平方公式变形计算即可;
(4)设正方形的边长为,正方形的边长为,利用完全平方公式变形计算即可.
【详解】解:(1)由图可知:.
(2)∵,,
∴.
(3)由题意,得:
.
(4)设正方形的边长为,正方形的边长为,
则,,,
∴,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴.
【题型九】完全平方公式的变形式求值
【例24】.(25-26八年级上·山东烟台·期末)已知,,那么( )
A.19 B.25 C.31 D.73
【答案】B
【知识点】通过对完全平方公式变形求值
【分析】本题考查完全平方公式,利用完全平方公式的变形,通过整体代入法求解的值,无需单独求出、的具体值.
【详解】解:∵完全平方公式为.
∴移项可得.
∵,.
∴代入得.
故选:B
【例25】.(25-26八年级上·湖南长沙·期末)已知实数a、b满足,,则______.
【答案】27
【知识点】通过对完全平方公式变形求值
【分析】完全平方公式.
【详解】解:∵,
∴.
【例26】.(25-26八年级上·湖北十堰·期末)已知,,,求和的值;
【答案】17;3
【知识点】通过对完全平方公式变形求值
【分析】由完全平方公式进行变形即可求解;
【详解】解:∵,
∴,即,
∵,
∴,
∴,
∴或3,
∵,∴,
∴.
【变式1】.(25-26八年级上·河南洛阳·期末)若实数满足,则( ).
A.2026 B.1013 C. D.
【答案】D
【知识点】通过对完全平方公式变形求值
【分析】本题考查完全平方公式的应用,求代数式值.可通过换元法结合完全平方公式的变形求解,核心是利用完全平方公式中与、的关系推导计算.
【详解】解:设,,
∵,
又∵,且由完全平方公式得,
∴将,代入得:,
即,
解得,
∴,
即,
故选:D.
【变式2】.(25-26八年级上·上海·阶段检测)已知都是实数,,则的最小值是___________.
【答案】
2023
【知识点】通过对完全平方公式变形求值
【分析】本题考查了二元二次代数式的最值求解,解题的关键是通过配方将代数式转化为完全平方式与常数的和,利用完全平方式的非负性求解.
先对含的项进行配方,再对含的项进行配方,得到两个非负完全平方式与常数的和,当两个完全平方式同时为0时,代数式取得最小值.
【详解】解:
根据完全平方式的非负性,,,当且仅当两个完全平方式都为0时,取得最小值.
由得,将代入,解得.
此时的最小值为.
【变式3】.(25-26八年级上·河南许昌·期末)对于任意实数,我们规定:,.例如:,.
(1)填空:①________;②若,则________;③若,则________0.(填“>”,“<”或“=”)
(2)若,且,求与的值.
【答案】(1)①13②4③=
(2);
【知识点】新定义下的实数运算、运用完全平方公式进行运算、通过对完全平方公式变形求值
【分析】(1)根据定义求解即可;
(2)根据定义,结合完全平方公式求解即可.
【详解】(1)①解:;
②解:,,解得;
③解:,,,,则.
(2)解: ,
即,
整理得,
∵,
∴,
∴,
∴,
解得,
.
(一)知识结构回顾
本章以“幂的运算”为工具,以“整式的乘法”为主体,以“乘法公式”为简便运算技巧,层层递进:幂的运算(三条性质)→ 整式的乘法(三类法则,化归为幂的运算)→ 乘法公式(平方差、完全平方);整式的除法(同底数幂除法、零指数幂、单项式÷单项式、多项式÷单项式)与乘法互为逆运算。
(二)思想方法
1. 转化(化归)思想:多项式×多项式转化为单项式×多项式,再转化为单项式×单项式,最终落实到幂的运算;
2. 数形结合思想:用图形面积解释平方差公式与完全平方公式;
3. 整体思想:把多项式看作一个整体(配合添括号法则)套用乘法公式;
4. 逆向思维:逆用幂的运算性质求值、比较大小;逆用乘法公式是第十七章因式分解的基础。
(三)运算顺序提醒
先算乘方,再算乘除,最后算加减;有括号先算括号内;同级运算从左到右进行。
(四)考前自查清单
1. 三条幂的运算性质是否区分清楚(相乘、乘方、积的乘方时指数分别怎么变)?
2. 平方差公式与完全平方公式的结构特征能否快速识别?
3. 符号与系数是否处理正确(偶次幂为正、2ab 是否漏写、系数是否漏乘方)?
4. 多项式乘法是否做到不重不漏,结果是否合并了同类项?
5. 混合运算是否严格按顺序进行?
一、单选题
1.(25-26八年级上·河北保定·期末)计算的结果是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查同底数幂的乘法法则,关键是熟练应用法则计算;根据同底数幂相乘,底数不变,指数相加即可得出结果.
【详解】解:∵ ,
∴ .
故选:A.
2.(25-26八年级上·江西赣州·期末)若,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查同底数幂的乘法的逆运算,逆用同底数幂的乘法法则,进行计算即可.
【详解】解:∵,
∴;
故选:C.
3.(25-26八年级上·甘肃定西·阶段检测)计算的结果是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题利用积的乘方的逆运算简化计算,将不同指数的幂拆出同指数部分后合并计算即可得到结果.
【详解】解:原式=.
4.(26-27八年级上·河南周口·期中)若,且,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】逆用同底数幂的除法法则,将变形为,代入已知值计算.
【详解】解:∵,,,
∴.
5.(25-26八年级上·湖北武汉·期末)如图,把一个平行四边形纸板,分割成四个大小和形状完全相同的四边形,如图1;拼成一个边长为的大正方形,其正中央正好是一个边长为的小正方形空缺,如图2.那么通过计算两个图形阴影部分的面积,可以验证成立的等式为( )
A.;
B.;
C.;
D.
【答案】D
【分析】本题考查了平方差公式的几何验证,解题的关键是通过计算两个图形中阴影部分的面积,利用面积相等验证等式.
【详解】解:计算图1中拼成的平行四边形面积,其长为,高为,面积为;
计算图2中阴影部分面积,为大正方形面积减去小正方形面积,即,
由于阴影部分面积不变,故可验证等式.
故选:D.
6.(26-27八年级上·陕西西安·阶段检测)若的展开结果中不含项和x项,则的值为( )
A. B. C.1 D.2
【答案】D
【分析】展开多项式,将展开式不含项和项的条件转化为对应项系数为0,即可求解.
【详解】解:
,
展开结果中不含项和x项,
,,
解得:,即,
.
7.(24-25八年级上·河北邢台·期末)如图,将大正方形通过剪、割、拼后组成新的图形,利用等面积法可证明某些乘法公式,下面两幅图中,其中能够验证平方差公式的是( )
A.甲乙均可以 B.甲乙均不可以
C.甲可以,乙不可以 D.甲不可以,乙可以
【答案】C
【分析】利用面积法,分别计算图形剪拼前后的面积表达式,判断其对应的乘法公式.
【详解】 解:甲图中,左图阴影部分面积为大正方形面积减去小正方形面积,即,
右图平行四边形底为,高为,面积为,
,
故甲可以验证平方差公式.
乙图中,大正方形边长为,面积为 ,
内部由边长为的正方形和四个长宽为、的长方形组成,面积和为,
,
故乙验证的是完全平方公式.
综上所述,甲可以,乙不可以.
8.现规定一种运算:,其中a,b为有理数.求的值( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据新定义的运算得到整式的混合运算,根据单项式乘以多项式,就是用单项式乘以多项式的每一项,再把它们的积相加;然后合并同类项,求解即可.
【详解】解:根据新定义运算可得
,
A选项符合题意.
二、填空题
9.(25-26八年级上·河南信阳·阶段检测)如图,从边长为的正方形纸片中剪出一个边长为m的正方形之后,剩余部分又剪拼成一个大长方形(不重叠无缝隙),若拼成的大长方形的宽为4,则大长方形的长为_____.
【答案】
【分析】观察图形,根据面积的和差,可得大长方形的面积,根据大长方形的面积公式,可得大长方形的长.
【详解】解:大正方形的面积为,小正方形的面积为,
拼成的大长方形的面积为,
大长方形的宽为4,
大长方形的长为.
10.(25-26八年级上·山东德州·期末)若的计算结果中项的系数为,则的值为________.
【答案】3
【分析】本题主要考查了多项式乘以多项式,熟练掌握多项式乘以多项式法则是解题的关键,展开多项式,合并同类项,得到项的系数表达式,令其等于,解方程求.
【详解】解:展开 .
∵项的系数为 ,
∴,
解得.
故答案为 3.
11.(25-26八年级上·陕西安康·阶段检测)已知,则代数式___________.
【答案】2
【分析】先化简所求代数式,再利用已知条件整体代入计算即可.
【详解】解:先展开并化简所求代数式:
∵,
∴,
代入得,原式.
12.(25-26八年级上·四川内江·期末)计算:_______;
【答案】
【分析】本题主要考查了乘方的混合运算,解题的关键是掌握简便算法.
通过观察指数和底数的关系,利用幂的运算法则简化计算.
【详解】解:
.
故答案为:.
13.(25-26八年级上·河南信阳·期末)___________.
【答案】
【分析】本题主要考查了积的乘方逆用,同底数幂乘法逆用,将合并为, 将变为,然后逆用积的乘方运算法则,进行计算即可.
【详解】解:
.
故答案为:.
14.(25-26八年级上·广东汕尾·期末)某班级组织联欢活动布置教室,需要制作出一些边长如图所示的A,B,C三种彩色卡片,其中.最后需要用这些卡片拼出一个边长分别为和的大长方形,那么所准备的C种卡片的张数不能少于_______张.
【答案】23
【分析】本题主要考查多项式乘多项式,根据需要用这些卡片拼出一个边长分别为和的大长方形,得出长方形面积为,再用多项式乘多项式运算法则进行计算,得出长方形面积为,即可得出答案.
【详解】解:∵需要用这些卡片拼出一个边长分别为和的大长方形,
∴长方形的面积为:
,
∴所准备的C种卡片的张数不能少于23张.
故答案为:23.
三、解答题
15.(26-27八年级上·全国·课后作业)化简:.
【答案】
【分析】先将原式各项按单项式乘多项式法则展开,再合并同类项得到化简结果.
【详解】解:
.
16.(26-27八年级上·河南周口·)先化简,再求值:已知,求代数式的值.
【答案】
【知识点】计算单项式乘多项式及求值
【分析】先根据整式的运算法则进行化简,再代入求解即可得出答案.
【详解】解:原式
,
∵,
∴原式
.
17.(26-27八年级上·全国·课后作业)计算:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【分析】利用多项式除以单项式的运算法则,将多项式的每一项分别除以单项式,再将所得的商相加.
【详解】(1)解:
;
(2)解:
.
18.(26-27八年级上·全国·课后作业)如图,街心花园有一块边长为的正方形草坪,经统一规划后,南北向增加,东西向减少.改造后得到一块长方形草坪.求这块长方形草坪的面积.
【答案】
【分析】根据题意可得这块长方形草坪的长为,宽为,再根据长方形的面积公式解答即可.
【详解】解:,
即这块长方形草坪的面积为.
19.(25-26八年级上·重庆酉阳·期末)如图1,是一个长为,宽为的长方形,沿图中虚线用剪刀平均分成四块小长方形,然后拼成一个大正方形(如图2,阴影部分是一个小正方形).
(1)用两种不同的方法求图2中阴影部分的面积,完成下面的填空(列式即可):由大正方形的面积减去4个小长方形的面积可得________;由正方形的面积公式可得________;
(2)写出三个代数式,,之间的等量关系式________.
(3)已知,,请利用发现的结论,求的值.
【答案】(1);;
(2)
(3)
【分析】(1)根据分割法和正方形的面积公式作答即可;
(2)根据等积法即可得出结果;
(3)利用(2)中结论,利用整体代入法进行求解即可.
【详解】(1)略
(2)略
(3)解:由上面的结论可知,
,,
原式.
20.(25-26八年级上·河南开封·期末)从边长为的正方形中剪掉一个边长为的正方形(如图1),然后将剩余部分拼成一个长方形(如图2)
(1)上述图1到图2的操作能验证的等式是 .
(2)应用所得的公式计算:.
【答案】(1)
(2)
【知识点】平方差公式与几何图形、运用平方差公式进行运算
【分析】本题考查平方差公式与几何图形,灵活运用平方差公式是解题的关键.
()根据两个图形中阴影部分的面积相等,分别用代数式表示出来,列出等式即可;
()先将化成,再应用所得的公式即可计算得到结果.
【详解】(1)解:图面积为,图面积为,
∵阴影面积相等,
∴,
故答案为:;
(2)解:
.
21.(24-25八年级上·福建龙岩·期末)根据以下素材,探索完成任务.
“以形释数”是利用数形结合思想证明代数问题的一种体现,对于一个图形,通过两种不同的方法计算它的面积,可以得到一个等式.
素材
如图,大正方形的边长是,它是由两个小正方形和两个长方形组成,所以大正方形的面积等于这四个图形的面积之和.根据等面积法,我们可以得到一个等式:.
问题解决
任务1
将大正方形通过剪、割、拼后形成新的图形,利用等面积法可证明某些乘法公式,在给出的四种拼法中,其中能验证平方差公式的有:______(只填序号).
任务2
如图,若将个直角边长分别为,,斜边长为的直角三角形拼成如图所示的五边形,请你用两种不同的方法表示五边形的面积.
方法1:______;方法2:______;你可以得到一个关于,,的等式是:______.
任务3
如图,在中,,点,分别在边,上,且,,,垂足分别为,.若,求的值.
【答案】任务1,;任务,,,;任务,
【知识点】平方差公式与几何图形
【分析】本题考查了平方差公式,三角形的面积公式,熟练掌握勾股定理的验证是解题的关键,
任务,根据梯形及正方形的面积公式求解判定即可得解;
任务,如图,延长交于点,由题意可得四边形,四边形,四边形都是正方形,根据正方形的面积公式及三角形的面积公式即可得解;
任务,如图,连接,由得,进而得
【详解】解:任务,图中,左侧图形阴影部分的面积为,右侧图形阴影部分的面积为,
∴,可验证平方差公式;
图中,左侧图形阴影部分的面积为,左侧图形阴影部分的面积为,
∴,可验证平方差公式;
图中,左侧图形阴影部分的面积为,左侧图形阴影部分的面积为,
∴,不可验证平方差公式;
图中,左侧图形阴影部分的面积为,左侧图形阴影部分的面积为,
∴,可验证平方差公式;
故答案为:;
任务,如图,延长交于点,由题意可得四边形,四边形,四边形都是正方形,
方法:
,
方法:
,
∴,
∴,
∴可以得到一个关于,,的等式是;
故答案为:,,;
任务,如图,连接,
∵
∴,
∵,,
∴即,
∵,
∴
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