内容正文:
第16章 整式的乘法
16.3 乘法公式(第2课时)
完全平方公式
数学新教材人教版 八年级上册
情境引入
边长增加,面积怎样增加
情境
一个边长为的正方形,两条边的长度都增加,新正方形面积为。它比原来的多了多少?
观察
把新图形分成原正方形、两个的长方形和一个的小正方形。增加的面积是。
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) __________________
(4) __________________
(1) 答:。
展开得。
(2) 答:。
两个交叉积都是,和为。
平方表示相同的两个因式相乘,不是各项分别平方后相加。
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) __________________
(4) __________________
(3) 答:。
两个交叉积为,常数积为正1。
(4) 答:。
两个交叉积为,常数积为正4。
两个负的交叉积相加,末项负乘负仍为正。
新知讲授
推导和的完全平方公式
思考与解释
。两项是同类项,可以合并为。
结论与使用
得到。中间项来自两次交叉相乘,因而既有也有,系数为2。
新知讲授
推导差的完全平方公式
思考与解释
。两个交叉积合并为。
结论与使用
得到。与和的平方相比,只改变中间项的符号,末项仍是。
新知讲授
完全平方公式
公式
;。
文字表述
两个数的和(或差)的平方,等于它们的平方和,加上(或减去)它们的积的2倍。
新知讲授
三项结构与中间项
思考与解释
结果按“首平方、积的2倍、末平方”排列。和的平方取正的中间项,差的平方取负的中间项。
结论与使用
例如,两平方项为与,中间项为。
例题讲解
示例
你能根据图中的面积说明完全平方公式吗?
答:大正方形面积等于四个小区域面积之和。
整块正方形边长为,面积为。
四部分面积依次为、、、,相加即得公式。
两个长方形同时存在,解释了中间项为何有2。
例题讲解
示例
你能根据图中的面积说明完全平方公式吗?
答:从中减去两条面积为的长条,再补回重复减去的。
两条长条重叠的部分是边长的小正方形。
它被减了两次,应补回一次,留下边长的正方形。
重叠区域被重复减去,所以最后加回b²。
新知巩固
辨析
判断并说明理由。
(1) 。
错误
漏了中间项。
(2) 。
正确
末项仍为正的平方。
(3) 。
错误
中间项应为。
分别核对两平方项和二倍乘积,不能只检查首末项。
例题讲解
例3
运用完全平方公式计算:
(1) 。
(2) 。
(1) 答:。
。
(2) 答:。
。
中间项是两个完整单项式乘积的2倍。
例题讲解
示例
计算。
答:。
先看成,因为整个式子取相反数后平方不变。
展开为。
两个负项同时平方时,中间项为正。
例题讲解
例4
运用完全平方公式计算:
(1) 。
(2) 。
(1) 答:10404。
。
相加得10404。
(2) 答:9801。
。
相加得9801。
与整百数相差很小时,保留二倍乘积更容易心算。
例题讲解
示例
计算。
答:408.04。
。
原式。
小数的平方与二倍乘积分别计算,注意小数位数。
探究新知
思考
下列两组式子相等吗?为什么?
(1) 与。
(2) 与。
(1) 答:相等。
,互为相反数的两个数平方相等。
(2) 答:相等。
,平方后符号差异消失。
判断两个整体是否互为相反数,可比直接展开更快。
例题讲解
示例
与相等吗?为什么?
答:一般不相等。
前者为,后者为,结构不同。
例如,两者分别为4与8。
反例足以否定“对所有数都相等”;名称相近不代表式子相同。
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) 。
(2) 。
(1) 答:错误。
应为。
(2) 答:错误。
应为。
两条错误都发生在中间项,必须写成积的2倍。
课堂练习
练习2
运用完全平方公式计算:
(1) 。
(2) 。
(3) 。
(4) 。
(1) 答:。
。
(2) 答:。
。
差的平方只有中间项取负号,末项仍取正。
课堂练习
练习2
运用完全平方公式计算:
(1) 。
(2) 。
(3) 。
(4) 。
(3) 答:。
。
(4) 答:。
中间项系数为。
中间项先单独算系数,再补上字母乘积。
课堂练习
练习3
运用完全平方公式计算:
(1) 。
(2) 。
(1) 答:9604。
。
(2) 答:4970.25。
。
靠近哪个整数,就写成该整数加减一个小数。
课堂练习
巩固
运用完全平方公式计算:
(1) 。
(2) 。
(3) 。
(4) 。
(1) 答:。
中间项为。
(2) 答:。
中间项为。
两个单项式分别平方,中间再乘2。
课堂练习
巩固
运用完全平方公式计算:
(1) 。
(2) 。
(3) 。
(4) 。
(3) 答:。
先写成再展开。
(4) 答:。
中间项系数。
相反数的平方相同;分数与小数可先化成便于计算的形式。
课堂练习
巩固
运用完全平方公式计算:
(1) 。
(2) 。
(1) 答:3969。
。
(2) 答:7225。
。
把两位数写成整十数加个位数,二倍乘积不能遗漏。
课堂练习
练习
一个正方形纸片的边长增加,它的面积就增加,这个正方形纸片的边长是多少?
答:。
设原边长为,则。
展开得,解得。
增加的是两条长条与角上小方块的总面积。
课堂练习
练习
如图,一块直径为的圆形钢板,从中挖去直径分别为与的两个圆,求剩下的钢板的面积。
答:。
剩余面积。
括号内化简为,所以面积为。
题目给直径,计算圆面积前要除以2。
课堂练习
练习
已知,,求的值。
答:19。
由,得。
代入得。
把目标写成已知的和与积,无须分别求a、b。
新知讲授
从完全平方走向杨辉三角
思考与解释
的系数依次为1、2、1。杨辉三角中,两腰上的数都是1,其余每个数为上方左右两数之和。
结论与使用
按这个规则,下一行依次为1、3、3、1,再下一行为1、4、6、4、1。每行的规律可由上一展开式再乘来检验。
例题讲解
示例
利用杨辉三角写出的展开式,并利用整式的乘法验证你的结果。
答:。
五次幂的系数为,再乘。
同类项系数相加,依次得到。
a的指数逐项减1,b的指数逐项加1,每项总次数为6。
方法归纳
比较两种乘法公式
完全平方
① 两个因式相同,展开为三个部分。
② 中间项是二倍乘积,符号由两项乘积确定。
平方差
① 两个因式一同一反,交叉项抵消。
② 结果是相同项的平方减去相反项的平方。
课堂总结
完全平方公式
公式
。
结构
两个平方项和一个二倍乘积项。
符号
和取正中项,差取负中项,末项都是平方。
整体
系数、字母、负号同时参与计算。
应用
简算、面积增量、由和与积求平方和。
针对训练
训练
等于哪一项?A.;B.;C.;D.。
答:C。
中间项为,末项为16。
先检验中间项的系数与符号。
针对训练
训练
______。
答:。
中间项为。
二倍乘积要包含两个字母与两个系数。
针对训练
训练
判断并说明理由。
(1) 。
正确
两个整体互为相反数。
(2) 。
正确
互为相反数的平方相等。
(3) 。
错误
差的平方不能写成平方差。
先看两个因式是否相同,再选择公式。
针对训练
训练
计算。
答:。
中间项。
两个平方项为与。
中间项的符号来自两项乘积,不取决于表面加号。
针对训练
训练
计算。
答:。
中间项系数为。
两平方项系数分别为、。
先约分二倍乘积的系数,再填写字母。
针对训练
训练
计算。
答:。
展开为。
平方项和常数项抵消,余下。
第二个括号前是减号,展开后的三项全部变号。
针对训练
训练
已知,,求。
答:40。
。
整体代入已知条件,无须解出两个数。
针对训练
训练
若,求。
答:。
中间项为,所以。
得,且,与末项一致。
中间项确定正负,末项用于检查。
针对训练
训练
正方形广场原边长为,扩建后边长增加。求新增面积。
答:。
新增面积。
化简为。
两条边同时增加,新增面积不只是角上的小正方形。
针对训练
训练
一块正方形金属板原边长为,沿相邻两边各裁去宽的长条,使剩下部分仍为正方形。求剩余面积。
答:。
新边长为,面积。
计算。
按剩余边长的平方计算,可避免重复扣除角部面积。
方法归纳
本课解题方法
三项逐一核对
① 先写首项平方,再写二倍乘积,最后写末项平方。
② 核对中间项符号与系数,负数作为整体要加括号。
把已知变成可用整体
① 简算把数拆成整十、整百数加减小数。
② 求平方和时,用和的平方减去二倍积。
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