内容正文:
第16章 整式的乘法
16.3 乘法公式(第1课时)
平方差公式
数学新教材人教版 八年级上册
情境引入
两个接近整百的数相乘
情境
怎样较快地计算?两个数都靠近100,而且一个比100大3,另一个比100小3。
问题
把它们写成。展开后出现的与恰好抵消,得到。
探究新知
探究
计算下列多项式的积,你能发现什么规律?
(1) 。
(2) 。
(3) 。
(1) 答:。
。
(2) 答:。
。
关注两个交叉乘积相加后的结果。
探究新知
探究
计算下列多项式的积,你能发现什么规律?
(1) 。
(2) 。
(3) 。
(3) 答:。
。
第三式共同项是2x,平方后应为4x²。
新知讲授
用字母证明规律
思考与解释
。两个交叉乘积与互为相反数,和为0。
结论与使用
所以积只剩。这个结果来自多项式乘法,不需要分别记忆某几个数字例子。
新知讲授
平方差公式
公式
。
文字表述
两个数的和与这两个数的差的积,等于这两个数的平方差。
新知讲授
结构:一组相同,一组相反
思考与解释
两个因式中,一组项完全相同,对应公式中的;另一组项互为相反数,对应与。
结论与使用
结果是“相同项的平方减去相反项的平方”。例如中,相同项为,因此得。
新知讲授
面积解释:从正方形中去掉小块
思考与解释
图中可看成从边长为的大正方形中去掉一个边长为的小正方形,所余面积为。
结论与使用
把余下的一条宽的长条平移拼接,可以组成长为、宽为的长方形。这里。
例题讲解
示例
图中剩余图形重新拼接后,为什么能够得到?
答:平移拼接不改变面积,两种面积表达式相等。
原来用“大正方形面积减去小正方形面积”表示,为。
重新拼接后用“长乘宽”表示,为。
几何说明取正长度;代数推导说明公式适用于一般数。
例题讲解
示例
计算。
答:。
将第一因式整理为。
共同项为,相反项为,得到。
按项的实际符号识别,不机械地认第一个位置。
例题讲解
示例
计算。
答:。
共同项是,相反项是。
结果。
负数整体的平方为正,括号不能省。
新知巩固
辨析
判断是否可直接用平方差公式,并说明原因。
(1) 。
可以。
有相同项和相反项。
(2) 。
不可以。
没有一组互为相反数的项。
(3) 。
可以。
相同项为3,相反项为。
只要符合一同一反,项的位置可以调整。
例题讲解
例1
运用平方差公式计算:
(1) 。
(2) 。
(1) 答:。
。
(2) 答:。
。
字母前的系数与负号都属于公式中的整体。
例题讲解
示例
计算。
答:。
共同项为,相反项为。
分别平方后相减,系数为与9。
平方要作用到整个单项式,分数的分子分母都平方。
例题讲解
例2
计算:
(1) 。
(2) 。
(3) 。
(1) 答:。
先得,再次用公式得。
(2) 答:。
。
连续计算先配成和与差;减去多项式时各项变号。
例题讲解
例2
计算:
(1) 。
(2) 。
(3) 。
(3) 答:9996。
。
把102和98写成同一中心数100加减2。
例题讲解
示例
把改写成适合平方差公式的形式并计算。
答:2451。
两数的平均数为50,分别是与。
原式。
平均数作相同部分,一半的差作加减部分。
例题讲解
示例
计算。
答:。
第一积为,第二积为。
相减得。
第二个积先整体加括号,再处理前面的减号。
方法归纳
平方差公式的使用步骤
先识别结构
① 找出两个因式中相同的完整项。
② 检查余下两项是否互为相反数。
再完成计算
① 相同项平方减去相反项平方。
② 公式之后继续去括号、合并同类项。
课堂练习
练习1
下面的计算是否正确?如果不正确,应当怎样改正?
(1) 。
错误
应为。
(2) 。
错误
共同项为,应为。
(3) 。
错误
直接展开应为。
(4) 。
错误
应为。
课堂练习
练习2
计算:
(1) 。
(2) 。
(3) 。
(4) 。
(1) 答:。
。
(2) 答:。
相同项为,故为。
常数写在前面时,相同项仍可能是后面的字母项。
课堂练习
练习2
计算:
(1) 。
(2) 。
(3) 。
(4) 。
(3) 答:。
先得,再得。
(4) 答:。
两积分别为与。
相减后得。
利用乘法交换律配对,再按实际结构选择计算方法。
课堂练习
练习3
运用平方差公式计算:
(1) 。
(2) 。
(1) 答:2499。
。
(2) 答:。
。
带分数先表示成同一整数加减同一分数。
课堂练习
巩固
运用平方差公式计算:
(1) 。
(2) 。
(3) 。
(4) 。
(1) 答:。
。
(2) 答:。
。
平方一个幂时指数相乘,平方分数时分子分母分别平方。
课堂练习
巩固
运用平方差公式计算:
(1) 。
(2) 。
(3) 。
(4) 。
(3) 答:。
调整第二因式次序,得。
(4) 答:。
相同项为,相反项为。
相同项不一定排在第一位,也不一定为正。
课堂练习
巩固
运用平方差公式计算:
(1) 。
(2) 。
(1) 答:9999.75。
。
(2) 答:999996。
。
先找整百或整千的中心数,避免逐位相乘。
课堂练习
数学活动
计算下列两个数的积(每组中两个数的和为定值),你能发现结果有什么规律吗?
(1) ,,,。
(2) ,,,。
(1) 答:900,875,731,416。
和为60,两数差越大,积越小。
(2) 答:2500,2491,1924,819。
和为100,两数相等时积最大。
比较同一组的差与积,不跨越不同定和比较。
课堂练习
练习
你能用本章所学知识解释“两个正数和为定值时,两数相等时积最大”的规律吗?
答:设两数为和,积为。
两数和为,所以固定。
;当时积最大,即两个数相等。
用平均数和偏差表示两数,让平方差公式直接出现。
课堂练习
练习
用长的绳子围成一个长方形,长方形的最大面积是多少?此时长方形的两条邻边长有什么关系?你能得出更一般的结论吗?
答:最大面积为,两邻边都为。
两邻边之和为5,设为与,面积。
周长为时,最大面积为,对应正方形。
绳长是周长,先除以2得到邻边之和。
课堂练习
练习
计算。结果是否随改变?
答:结果恒为,不随改变。
两个积分别为和。
相减时抵消,余下。
先分别套公式,再观察同次项是否抵消。
课堂总结
平方差公式
公式
。
识别
一组完全相同,另一组互为相反数。
整体
单项式的系数、字母和负号一起平方。
混合运算
公式后还要去括号、合并同类项。
简算与应用
用平均数加减偏差表示两个数。
针对训练
训练
下列哪项可直接用平方差公式?A.;B.;C.;D.。
答:C。
C中的相同项是2,相反项是,结果为。
逐项检查一同一反,不能只看是否有加减号。
针对训练
训练
______。
答:。
分别计算与后相减。
两个系数都要平方。
针对训练
训练
判断并说明理由。
(1) 。
正确
和与差交换位置不影响积。
(2)
错误
,应为。
(3) 。
错误
两组项都相反,直接展开为。
相同项须连同符号相同,不能只看字母。
针对训练
训练
计算。
答:。
把与代入公式,得到。
共同项带负号时,先保留整体括号再平方。
针对训练
训练
计算。
答:。
先算前两因式得。
再与相乘,得。
每次用完公式,重新观察是否又出现和与差。
针对训练
训练
计算。
答:。
两积分别为与。
相减并合并,得。
不符合公式的积用逐项相乘,不能强行套公式。
针对训练
训练
先化简,再求值:,其中。
答:1。
原式。
代入得。
先消去二次项再代数值,减少大数乘法。
针对训练
训练
若,求。
答:或。
展开左式为,所以。
正7和负7的平方都为49。
由平方求数时,注意正负两种可能。
针对训练
训练
一个正方形花坛边长为。改成一边增加、相邻边减少的长方形后,面积变化了多少?
答:减少。
新面积。
原面积为400,所以减少9。
一增一减保持周长不变,但面积减少偏差的平方。
针对训练
训练
长方形场地的长为,宽为。求面积,并与边长的正方形场地比较。
答:面积为,比正方形少。
。
相同周长下,这个长方形比正方形少4平方米。
以50为共同中心,面积差直接对应2的平方。
方法归纳
本课解题方法
识别与代入
① 先确定一组相同项,再确定一组相反项。
② 以完整单项式为整体代入,系数和符号一起平方。
连续计算与应用
① 多因式中先配成和与差,随后重新观察结构。
② 两个数靠近同一中心时,用中心加减偏差简算。
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