初二奥数第一节
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八年级上册奥数题
一、三角形相关
1. 已知等腰三角形一腰上的中线将这个等腰三角形的周长分成15和6两部分,求这个等腰三角形的腰长和底边长。
解析:
设等腰三角形的腰长为公式,底边长为公式。
因为等腰三角形一腰上的中线将这个等腰三角形的周长分成公式和公式两部分,所以有两种情况:
情况一:公式
由公式,解得公式,公式。
把公式代入公式,即公式,解得公式。
此时三角形三边为公式,公式,公式,满足三角形三边关系(任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边)。
情况二:公式
由公式,解得公式,公式。
把公式代入公式,即公式,解得公式。
此时三角形三边为公式,公式,公式,因为公式,不满足三角形三边关系,舍去。
所以这个等腰三角形的腰长为公式,底边长为公式。
2. 在公式中,公式,公式,点公式在公式上,且公式,求公式的度数。
解析:
因为公式,公式,根据等腰三角形性质,公式。
在公式中,公式,已知公式,公式,所以公式
二、整式乘法与因式分解相关
1. 已知公式、公式、公式是三角形的三边,且满足公式
,试判断这个三角形的形状。
解析:
对公式进行变形处理。
公式
因为一个数的平方是非负数,要使公式成立,则公式,公式,公式,即公式,公式,公式,所以这个三角形是等边三角形。
2. 计算公式
解析:
我们可以在式子前面乘以公式,因为公式,乘以公式不改变式子的值。
公式。
八年级数学(奥数)第一讲因式分解(一)多项式的因式分解是代数式恒等变形的基本形式之一,它被广泛地应用于初等数学之中,是我们解决许多数学问题的有力工具.因式分解方法灵活,技巧性强,学习这些方法与技巧,不仅是掌握因式分解内容所必需的,而且对于培养学生的解题技能,发展学生的思维能力,都有着十分独特的作用.初中数学教材中主要介绍了提取公因式法、运用公式法、分组分解法和十字相乘法.本讲及下一讲在中学数学教材基础上,对因式分解的方法、技巧和应用作进一步的介绍.1.运用公式法在整式的乘、除中,我们学过若干个乘法公式,现将其反向使用,即为因式分解中常用的公式,例如:(1)a2-b2=(a+b)(a-b);(2)a2±2ab+b2=(a±b)2;(3)a3+b3=(a+b)(a2-ab+b2);(4)a3-b3=(a-b)(a2+ab+b2).下面再补充几个常用的公式:(5)a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca=(a+b+c)2;(6)a3+b3+c3-3abc=(a+b+c)(a2+b2+c2-ab-bc-ca);(7)a n-b n=(a-b)(a n-1+a n-2b+a n-3b2+…+ab n-2+b n-1)其中n为正整数;(8)a n-b n=(a+b)(a n-1-a n-2b+a n-3b2-…+ab n-2-b n-1),其中n为偶数;(9)a n+b n=(a+b)(a n-1-a n-2b+a n-3b2-…-ab n-2+b n-1),其中n为奇数.运用公式法分解因式时,要根据多项式的特点,根据字母、系数、指数、符号等正确恰当地选择公式.例1 分解因式:(1)-2x5n-1y n+4x3n-1y n+2-2x n-1y n+4;(2)x3-8y3-z3-6xyz;(3)a2+b2+c2-2bc+2ca-2ab;(4)a7-a5b2+a2b5-b7.解 (1)原式=-2x n-1y n(x4n-2x2n y2+y4)=-2x n-1y n[(x2n)2-2x2n y2+(y2)2]=-2x n-1y n(x2n-y2)2=-2x n-1y n(x n-y)2(x n+y)2.(2)原式=x3+(-2y)3+(-z)3-3x(-2y)(-Z)=(x-2y-z)(x2+4y2+z2+2xy+xz-2yz).(3)原式=(a2-2ab+b2)+(-2bc+2ca)+c2=(a-b)2+2c(a-b)+c2=(a-b+c)2.本小题可以稍加变形,直接使用公式(5),解法如下:原式=a2+(-b)2+c2+2(-b)c+2ca+2a(-b)=(a-b+c)2(4)原式=(a7-a5b2)+(a2b5-b7)=a5(a2-b2)+b5(a2-b2)=(a2-b2)(a5+b5)=(a+b)(a-b)(a+b)(a4-a3b+a2b2-ab3+b4)=(a+b)2(a-b)(a4-a3b+a2b2-ab3+b4)例2 分解因式:a3+b3+c3-3abc.本题实际上就是用因式分解的方法证明前面给出的公式(6).分析我们已经知道公式(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3的正确性,现将此公式变形为a3+b3=(a+b)3-3ab(a+b).这个式也是一个常用的公式,本题就借助于它来推导.解原式=(a+b)3-3ab(a+b)+c3-3abc=[(a+b)3+c3]-3ab(a+b+c)=(a+b+c)[(a+b)2-c(a+b)+c2]-3ab(a+b+c)=(a+b+c)(a2+b2+c2-ab-bc-ca).说明公式(6)是一个应用极广的公式,用它可以推出很多有用的结论,例如:我们将公式(6)变形为a3+b3+c3-3abc显然,当a+b+c=0时,则a3+b3+c3=3abc;当a+b+c>0时,则a3+b3+c3-3abc ≥0,即a3+b3+c3≥3abc,而且,当且仅当a=b=c时,等号成立.如果令x=a3≥0,y=b3≥0,z=c3≥0,则有等号成立的充要条件是x=y=z.这也是一个常用的结论.例3 分解因式:x15+x14+x13+…+x2+x+1.分析这个多项式的特点是:有16项,从最高次项x15开始,x的次数顺次递减至0,由此想到应用公式a n-b n来分解.解因为x16-1=(x-1)(x15+x14+x13+…x2+x+1),所以说明在本题的分解过程中,用到先乘以(x-1),再除以(x-1)的技巧,这一技巧在等式变形中很常用.2.拆项、添项法因式分解是多项式乘法的逆运算.在多项式乘法运算时,整理、化简常将几个同类项合并为一项,或将两个仅符号相反的同类项相互抵消为零.在对某些多项式分解因式时,需要恢复那些被合并或相互抵消的项,即把多项式中的某一项拆成两项或多项,或者在多项式中添上两个仅符合相反的项,前者称为拆项,后者称为添项.拆项、添项的目的是使多项式能用分组分解法进行因式分解.例4 分解因式:x3-9x+8.分析本题解法很多,这里只介绍运用拆项、添项法分解的几种解法,注意一下拆项、添项的目的与技巧.解法1 将常数项8拆成-1+9.原式=x3-9x-1+9=(x3-1)-9x+9=(x-1)(x2+x+1)-9(x-1)=(x-1)(x2+x-8).解法2 将一次项-9x拆成-x-8x.原式=x3-x-8x+8=(x3-x)+(-8x+8)=x(x+1)(x-1)-8(x-1)=(x-1)(x2+x-8).解法3 将三次项x3拆成9x3-8x3.原式=9x3-8x3-9x+8=(9x3-9x)+(-8x3+8)=9x(x+1)(x-1)-8(x-1)(x2+x+1)=(x-1)(x2+x-8).解法4 添加两项-x2+x2.原式=x3-9x+8=x3-x2+x2-9x+8=x2(x-1)+(x-8)(x-1)=(x-1)(x2+x-8).说明由此题可以看出,用拆项、添项的方法分解因式时,要拆哪些项,添什么项并无一定之规,主要的是要依靠对题目特点的观察,灵活变换,因此拆项、添项法是因式分解诸方法中技巧性最强的一种.例5 分解因式:(1)x9+x6+x3-3;(2)(m2-1)(n2-1)+4mn;(3)(x+1)4+(x2-1)2+(x-1)4;(4)a3b-ab3+a2+b2+1.解 (1)将-3拆成-1-1-1.原式=x9+x6+x3-1-1-1=(x9-1)+(x6-1)+(x3-1)=(x3-1)(x6+x3+1)+(x3-1)(x3+1)+(x3-1)=(x3-1)(x6+2x3+3)=(x-1)(x2+x+1)(x6+2x3+3).(2)将4mn拆成2mn+2mn.原式=(m2-1)(n2-1)+2mn+2mn=m2n2-m2-n2+1+2mn+2mn=(m2n2+2mn+1)-(m2-2mn+n2)=(mn+1)2-(m-n)2=(mn+m-n+1)(mn-m+n+1).(3)将(x2-1)2拆成2(x2-1)2-(x2-1)2.原式=(x+1)4+2(x2-1)2-(x2-1)2+(x-1)4=[(x+1)4+2(x+1)2(x-1)2+(x-1)4]-(x2-1)2=[(x+1)2+(x-1)2]2-(x2-1)2=(2x2+2)2-(x2-1)2=(3x2+1)(x2+3).(4)添加两项+ab-ab.原式=a3b-ab3+a2+b2+1+ab-ab=(a3b-ab3)+(a2-ab)+(ab+b2+1)=ab(a+b)(a-b)+a(a-b)+(ab+b2+1)=a(a-b)[b(a+b)+1]+(ab+b2+1)=[a(a-b)+1](ab+b2+1)=(a2-ab+1)(b2+ab+1).说明 (4)是一道较难的题目,由于分解后的因式结构较复杂,所以不易想到添加+ab-ab,而且添加项后分成的三项组又无公因式,而是先将前两组分解,再与第三组结合,找到公因式.这道题目使我们体会到拆项、添项法的极强技巧所在,同学们需多做练习,积累经验.3.换元法换元法指的是将一个较复杂的代数式中的某一部分看作一个整体,并用一个新的字母替代这个整体来运算,从而使运算过程简明清晰.例6 分解因式:(x2+x+1)(x2+x+2)-12.分析将原式展开,是关于x的四次多项式,分解因式较困难.我们不妨将x2+x看作一个整体,并用字母y来替代,于是原题转化为关于y 的二次三项式的因式分解问题了.解设x2+x=y,则原式=(y+1)(y+2)-12=y2+3y-10=(y-2)(y+5)=(x2+x-2)(x2+x+5)=(x-1)(x+2)(x2+x+5).说明本题也可将x2+x+1看作一个整体,比如今x2+x+1=u,一样可以得到同样的结果,有兴趣的同学不妨试一试.例7 分解因式:(x2+3x+2)(4x2+8x+3)-90.分析先将两个括号内的多项式分解因式,然后再重新组合.解原式=(x+1)(x+2)(2x+1)(2x+3)-90=[(x+1)(2x+3)][(x+2)(2x+1)]-90=(2x2+5x+3)(2x2+5x+2)-90.令y=2x2+5x+2,则原式=y(y+1)-90=y2+y-90=(y+10)(y-9)=(2x2+5x+12)(2x2+5x-7)=(2x2+5x+12)(2x+7)(x-1).说明对多项式适当的恒等变形是我们找到新元(y)的基础.例8 分解因式:(x2+4x+8)2+3x(x2+4x+8)+2x2.解设x2+4x+8=y,则原式=y2+3xy+2x2=(y+2x)(y+x)=(x2+6x+8)(x2+5x+8)=(x+2)(x+4)(x2+5x+8).说明由本题可知,用换元法分解因式时,不必将原式中的元都用新元代换,根据题目需要,引入必要的新元,原式中的变元和新变元可以一起变形,换元法的本质是简化多项式.例9分解因式:6x4+7x3-36x2-7x+6.解法1 原式=6(x4+1)+7x(x2-1)-36x2=6[(x4-2x2+1)+2x2]+7x(x2-1)-36x2=6[(x2-1)2+2x2]+7x(x2-1)-36x2=6(x2-1)2+7x(x2-1)-24x2=[2(x2-1)-3x][3(x2-1)+8x]=(2x2-3x-2)(3x2+8x-3)=(2x+1)(x-2)(3x-1)(x+3).说明本解法实际上是将x2-1看作一个整体,但并没有设立新元来代替它,即熟练使用换元法后,并非每题都要设置新元来代替整体.解法2原式=x2[6(t2+2)+7t-36]=x2(6t2+7t-24)=x2(2t-3)(3t+8)=x2[2(x-1/x)-3][3(x-1/x)+8]=(2x2-3x-2)(3x2+8x-3)=(2x+1)(x-2)(3x-1)(x+3).例10 分解因式:(x2+xy+y2)-4xy(x2+y2).分析本题含有两个字母,且当互换这两个字母的位置时,多项式保持不变,这样的多项式叫作二元对称式.对于较难分解的二元对称式,经常令u=x+y,v=xy,用换元法分解因式.解原式=[(x+y)2-xy]2-4xy[(x+y)2-2xy].令x+y=u,xy=v,则原式=(u2-v)2-4v(u2-2v)=u4-6u2v+9v2=(u2-3v)2=(x2+2xy+y2-3xy)2=(x2-xy+y2)2.练习一1.分解因式:(2)x10+x5-2;(4)(x5+x4+x3+x2+x+1)2-x5.2.分解因式:(1)x3+3x2-4;(2)x4-11x2y2+y2;(3)x3+9x2+26x+24;(4)x4-12x+323.3.分解因式:(1)(2x2-3x+1)2-22x2+33x-1;(2)x4+7x3+14x2+7x+1;(3)(x+y)3+2xy(1-x-y)-1;(4)(x+3)(x2-1)(x+5)-20.第一讲因式分解(一)多项式的因式分解是代数式恒等变形的基本形式之一,它被广泛地应用于初等数学之中,是我们解决许多数学问题的有力工具.因式分解方法灵活,技巧性强,学习这些方法与技巧,不仅是掌握因式分解内容所必需的,而且对于培养学生的解题技能,发展学生的思维能力,都有着十分独特的作用.初中数学教材中主要介绍了提取公因式法、运用公式法、分组分解法和十字相乘法.本讲及下一讲在中学数学教材基础上,对因式分解的方法、技巧和应用作进一步的介绍.1.运用公式法在整式的乘、除中,我们学过若干个乘法公式,现将其反向使用,即为因式分解中常用的公式,例如:(1)a2-b2=(a+b)(a-b);(2)a2±2ab+b2=(a±b)2;(3)a3+b3=(a+b)(a2-ab+b2);(4)a3-b3=(a-b)(a2+ab+b2).下面再补充几个常用的公式:(5)a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca=(a+b+c)2;(6)a3+b3+c3-3abc=(a+b+c)(a2+b2+c2-ab-bc-ca);(7)a n-b n=(a-b)(a n-1+a n-2b+a n-3b2+…+ab n-2+b n-1)其中n为正整数;(8)a n-b n=(a+b)(a n-1-a n-2b+a n-3b2-…+ab n-2-b n-1),其中n为偶数;(9)a n+b n=(a+b)(a n-1-a n-2b+a n-3b2-…-ab n-2+b n-1),其中n为奇数.运用公式法分解因式时,要根据多项式的特点,根据字母、系数、指数、符号等正确恰当地选择公式.例1 分解因式:(1)-2x5n-1y n+4x3n-1y n+2-2x n-1y n+4;(2)x3-8y3-z3-6xyz;(3)a2+b2+c2-2bc+2ca-2ab;(4)a7-a5b2+a2b5-b7.解 (1)原式=-2x n-1y n(x4n-2x2n y2+y4)=-2x n-1y n[(x2n)2-2x2n y2+(y2)2]=-2x n-1y n(x2n-y2)2=-2x n-1y n(x n-y)2(x n+y)2.(2)原式=x3+(-2y)3+(-z)3-3x(-2y)(-Z)=(x-2y-z)(x2+4y2+z2+2xy+xz-2yz).(3)原式=(a2-2ab+b2)+(-2bc+2ca)+c2=(a-b)2+2c(a-b)+c2=(a-b+c)2.本小题可以稍加变形,直接使用公式(5),解法如下:原式=a2+(-b)2+c2+2(-b)c+2ca+2a(-b)=(a-b+c)2(4)原式=(a7-a5b2)+(a2b5-b7)=a5(a2-b2)+b5(a2-b2)=(a2-b2)(a5+b5)=(a+b)(a-b)(a+b)(a4-a3b+a2b2-ab3+b4)=(a+b)2(a-b)(a4-a3b+a2b2-ab3+b4)例2 分解因式:a3+b3+c3-3abc.本题实际上就是用因式分解的方法证明前面给出的公式(6).分析我们已经知道公式(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3的正确性,现将此公式变形为a3+b3=(a+b)3-3ab(a+b).这个式也是一个常用的公式,本题就借助于它来推导.解原式=(a+b)3-3ab(a+b)+c3-3abc=[(a+b)3+c3]-3ab(a+b+c)=(a+b+c)[(a+b)2-c(a+b)+c2]-3ab(a+b+c)=(a+b+c)(a2+b2+c2-ab-bc-ca).说明公式(6)是一个应用极广的公式,用它可以推出很多有用的结论,例如:我们将公式(6)变形为a3+b3+c3-3abc显然,当a+b+c=0时,则a3+b3+c3=3abc;当a+b+c>0时,则a3+b3+c3-3abc ≥0,即a3+b3+c3≥3abc,而且,当且仅当a=b=c时,等号成立.如果令x=a3≥0,y=b3≥0,z=c3≥0,则有等号成立的充要条件是x=y=z.这也是一个常用的结论.例3 分解因式:x15+x14+x13+…+x2+x+1.分析这个多项式的特点是:有16项,从最高次项x15开始,x的次数顺次递减至0,由此想到应用公式a n-b n来分解.解因为x16-1=(x-1)(x15+x14+x13+…x2+x+1),所以说明在本题的分解过程中,用到先乘以(x-1),再除以(x-1)的技巧,这一技巧在等式变形中很常用.2.拆项、添项法因式分解是多项式乘法的逆运算.在多项式乘法运算时,整理、化简常将几个同类项合并为一项,或将两个仅符号相反的同类项相互抵消为零.在对某些多项式分解因式时,需要恢复那些被合并或相互抵消的项,即把多项式中的某一项拆成两项或多项,或者在多项式中添上两个仅符合相反的项,前者称为拆项,后者称为添项.拆项、添项的目的是使多项式能用分组分解法进行因式分解.例4 分解因式:x3-9x+8.分析本题解法很多,这里只介绍运用拆项、添项法分解的几种解法,注意一下拆项、添项的目的与技巧.解法1 将常数项8拆成-1+9.原式=x3-9x-1+9=(x3-1)-9x+9=(x-1)(x2+x+1)-9(x-1)=(x-1)(x2+x-8).解法2 将一次项-9x拆成-x-8x.原式=x3-x-8x+8=(x3-x)+(-8x+8)=x(x+1)(x-1)-8(x-1)=(x-1)(x2+x-8).解法3 将三次项x3拆成9x3-8x3.原式=9x3-8x3-9x+8=(9x3-9x)+(-8x3+8)=9x(x+1)(x-1)-8(x-1)(x2+x+1)=(x-1)(x2+x-8).解法4 添加两项-x2+x2.原式=x3-9x+8=x3-x2+x2-9x+8=x2(x-1)+(x-8)(x-1)=(x-1)(x2+x-8).说明由此题可以看出,用拆项、添项的方法分解因式时,要拆哪些项,添什么项并无一定之规,主要的是要依靠对题目特点的观察,灵活变换,因此拆项、添项法是因式分解诸方法中技巧性最强的一种.例5 分解因式:(1)x9+x6+x3-3;(2)(m2-1)(n2-1)+4mn;(3)(x+1)4+(x2-1)2+(x-1)4;(4)a3b-ab3+a2+b2+1.解 (1)将-3拆成-1-1-1.原式=x9+x6+x3-1-1-1=(x9-1)+(x6-1)+(x3-1)=(x3-1)(x6+x3+1)+(x3-1)(x3+1)+(x3-1)=(x3-1)(x6+2x3+3)=(x-1)(x2+x+1)(x6+2x3+3).(2)将4mn拆成2mn+2mn.原式=(m2-1)(n2-1)+2mn+2mn=m2n2-m2-n2+1+2mn+2mn=(m2n2+2mn+1)-(m2-2mn+n2)=(mn+1)2-(m-n)2=(mn+m-n+1)(mn-m+n+1).(3)将(x2-1)2拆成2(x2-1)2-(x2-1)2.原式=(x+1)4+2(x2-1)2-(x2-1)2+(x-1)4=[(x+1)4+2(x+1)2(x-1)2+(x-1)4]-(x2-1)2=[(x+1)2+(x-1)2]2-(x2-1)2=(2x2+2)2-(x2-1)2=(3x2+1)(x2+3).(4)添加两项+ab-ab.原式=a3b-ab3+a2+b2+1+ab-ab=(a3b-ab3)+(a2-ab)+(ab+b2+1)=ab(a+b)(a-b)+a(a-b)+(ab+b2+1)=a(a-b)[b(a+b)+1]+(ab+b2+1)=[a(a-b)+1](ab+b2+1)=(a2-ab+1)(b2+ab+1).说明 (4)是一道较难的题目,由于分解后的因式结构较复杂,所以不易想到添加+ab-ab,而且添加项后分成的三项组又无公因式,而是先将前两组分解,再与第三组结合,找到公因式.这道题目使我们体会到拆项、添项法的极强技巧所在,同学们需多做练习,积累经验.3.换元法换元法指的是将一个较复杂的代数式中的某一部分看作一个整体,并用一个新的字母替代这个整体来运算,从而使运算过程简明清晰.例6 分解因式:(x2+x+1)(x2+x+2)-12.分析将原式展开,是关于x的四次多项式,分解因式较困难.我们不妨将x2+x看作一个整体,并用字母y来替代,于是原题转化为关于y 的二次三项式的因式分解问题了.解设x2+x=y,则原式=(y+1)(y+2)-12=y2+3y-10=(y-2)(y+5)=(x2+x-2)(x2+x+5)=(x-1)(x+2)(x2+x+5).说明本题也可将x2+x+1看作一个整体,比如今x2+x+1=u,一样可以得到同样的结果,有兴趣的同学不妨试一试.例7 分解因式:(x2+3x+2)(4x2+8x+3)-90.分析先将两个括号内的多项式分解因式,然后再重新组合.解原式=(x+1)(x+2)(2x+1)(2x+3)-90=[(x+1)(2x+3)][(x+2)(2x+1)]-90=(2x2+5x+3)(2x2+5x+2)-90.令y=2x2+5x+2,则原式=y(y+1)-90=y2+y-90=(y+10)(y-9)=(2x2+5x+12)(2x2+5x-7)=(2x2+5x+12)(2x+7)(x-1).说明对多项式适当的恒等变形是我们找到新元(y)的基础.例8 分解因式:(x2+4x+8)2+3x(x2+4x+8)+2x2.解设x2+4x+8=y,则原式=y2+3xy+2x2=(y+2x)(y+x)=(x2+6x+8)(x2+5x+8)=(x+2)(x+4)(x2+5x+8).说明由本题可知,用换元法分解因式时,不必将原式中的元都用新元代换,根据题目需要,引入必要的新元,原式中的变元和新变元可以一起变形,换元法的本质是简化多项式.例9分解因式:6x4+7x3-36x2-7x+6.解法1 原式=6(x4+1)+7x(x2-1)-36x2=6[(x4-2x2+1)+2x2]+7x(x2-1)-36x2=6[(x2-1)2+2x2]+7x(x2-1)-36x2=6(x2-1)2+7x(x2-1)-24x2=[2(x2-1)-3x][3(x2-1)+8x]=(2x2-3x-2)(3x2+8x-3)=(2x+1)(x-2)(3x-1)(x+3).说明本解法实际上是将x2-1看作一个整体,但并没有设立新元来代替它,即熟练使用换元法后,并非每题都要设置新元来代替整体.解法2原式=x2[6(t2+2)+7t-36]=x2(6t2+7t-24)=x2(2t-3)(3t+8)=x2[2(x-1/x)-3][3(x-1/x)+8]=(2x2-3x-2)(3x2+8x-3)=(2x+1)(x-2)(3x-1)(x+3).例10 分解因式:(x2+xy+y2)-4xy(x2+y2).分析本题含有两个字母,且当互换这两个字母的位置时,多项式保持不变,这样的多项式叫作二元对称式.对于较难分解的二元对称式,经常令u=x+y,v=xy,用换元法分解因式.解原式=[(x+y)2-xy]2-4xy[(x+y)2-2xy].令x+y=u,xy=v,则原式=(u2-v)2-4v(u2-2v)=u4-6u2v+9v2=(u2-3v)2=(x2+2xy+y2-3xy)2=(x2-xy+y2)2.练习一1.分解因式:(2)x10+x5-2;(4)(x5+x4+x3+x2+x+1)2-x5.2.分解因式:(1)x3+3x2-4;(2)x4-11x2y2+y2;(3)x3+9x2+26x+24;(4)x4-12x+323.3.分解因式:(1)(2x2-3x+1)2-22x2+33x-1;(2)x4+7x3+14x2+7x+1;(3)(x+y)3+2xy(1-x-y)-1;(4)(x+3)(x2-1)(x+5)-20.第二讲因式分解(二)1.双十字相乘法分解二次三项式时,我们常用十字相乘法.对于某些二元二次六项式(ax2+bxy+cy2+dx+ey+f),我们也可以用十字相乘法分解因式.例如,分解因式2x2-7xy-22y2-5x+35y-3.我们将上式按x降幂排列,并把y当作常数,于是上式可变形为2x2-(5+7y)x-(22y2-35y+3),可以看作是关于x的二次三项式.对于常数项而言,它是关于y的二次三项式,也可以用十字相乘法,分解为即-22y2+35y-3=(2y-3)(-11y+1).再利用十字相乘法对关于x的二次三项式分解所以原式=[x+(2y-3)][2x+(-11y+1)]=(x+2y-3)(2x-11y+1).上述因式分解的过程,实施了两次十字相乘法.如果把这两个步骤中的十字相乘图合并在一起,可得到下图:它表示的是下面三个关系式:(x+2y)(2x-11y)=2x2-7xy-22y2;(x-3)(2x+1)=2x2-5x-3;(2y-3)(-11y+1)=-22y2+35y-3.这就是所谓的双十字相乘法.用双十字相乘法对多项式ax2+bxy+cy2+dx+ey+f进行因式分解的步骤是:(1)用十字相乘法分解ax2+bxy+cy2,得到一个十字相乘图(有两列);(2)把常数项f分解成两个因式填在第三列上,要求第二、第三列构成的十字交叉之积的和等于原式中的ey,第一、第三列构成的十字交叉之积的和等于原式中的dx.例1 分解因式:(1)x2-3xy-10y2+x+9y-2;(2)x2-y2+5x+3y+4;(3)xy+y2+x-y-2;(4)6x2-7xy-3y2-xz+7yz-2z2.解 (1)原式=(x-5y+2)(x+2y-1).(2)原式=(x+y+1)(x-y+4).(3)原式中缺x2项,可把这一项的系数看成0来分解.原式=(y+1)(x+y-2).(4)原式=(2x-3y+z)(3x+y-2z).说明 (4)中有三个字母,解法仍与前面的类似.2.求根法我们把形如a n x n+a n-1x n-1+…+a1x+a0(n为非负整数)的代数式称为关于x 的一元多项式,并用f(x),g(x),…等记号表示,如f(x)=x2-3x+2,g(x)=x5+x2+6,…,当x=a时,多项式f(x)的值用f(a)表示.如对上面的多项式f(x)f(1)=12-3×1+2=0;f(-2)=(-2)2-3×(-2)+2=12.若f(a)=0,则称a为多项式f(x)的一个根.定理1(因式定理) 若a是一元多项式f(x)的根,即f(a)=0成立,则多项式f(x)有一个因式x-a.根据因式定理,找出一元多项式f(x)的一次因式的关键是求多项式f(x)的根.对于任意多项式f(x),要求出它的根是没有一般方法的,然而当多项式f(x)的系数都是整数时,即整系数多项式时,经常用下面的定理来判定它是否有有理根.定理2的根,则必有p是a0的约数,q是a n的约数.特别地,当a0=1时,整系数多项式f(x)的整数根均为a n的约数.我们根据上述定理,用求多项式的根来确定多项式的一次因式,从而对多项式进行因式分解.例2 分解因式:x3-4x2+6x-4.分析这是一个整系数一元多项式,原式若有整数根,必是-4的约数,逐个检验-4的约数:±1,±2,±4,只有f(2)=23-4×22+6×2-4=0,即x=2是原式的一个根,所以根据定理1,原式必有因式x-2.解法1 用分组分解法,使每组都有因式(x-2).原式=(x3-2x2)-(2x2-4x)+(2x-4)=x2(x-2)-2x(x-2)+2(x-2)=(x-2)(x2-2x+2).解法2 用多项式除法,将原式除以(x-2),所以原式=(x-2)(x2-2x+2).说明在上述解法中,特别要注意的是多项式的有理根一定是-4的约数,反之不成立,即-4的约数不一定是多项式的根.因此,必须对-4的约数逐个代入多项式进行验证.例3 分解因式:9x4-3x3+7x2-3x-2.分析因为9的约数有±1,±3,±9;-2的约数有±1,±为:所以,原式有因式9x2-3x-2.解 9x4-3x3+7x2-3x-2=9x4-3x3-2x2+9x2-3x-2=x2(9x3-3x-2)+9x2-3x-2=(9x2-3x-2)(x2+1)=(3x+1)(3x-2)(x2+1)说明若整系数多项式有分数根,可将所得出的含有分数的因式化为整系数因式,如上题中的因式可以化为9x2-3x-2,这样可以简化分解过程.总之,对一元高次多项式f(x),如果能找到一个一次因式(x-a),那么f(x)就可以分解为(x-a)g(x),而g(x)是比f(x)低一次的一元多项式,这样,我们就可以继续对g(x)进行分解了.3.待定系数法待定系数法是数学中的一种重要的解题方法,应用很广泛,这里介绍它在因式分解中的应用.在因式分解时,一些多项式经过分析,可以断定它能分解成某几个因式,但这几个因式中的某些系数尚未确定,这时可以用一些字母来表示待定的系数.由于该多项式等于这几个因式的乘积,根据多项式恒等的性质,两边对应项系数应该相等,或取多项式中原有字母的几个特殊值,列出关于待定系数的方程(或方程组),解出待定字母系数的值,这种因式分解的方法叫作待定系数法.例4 分解因式:x2+3xy+2y2+4x+5y+3.分析由于(x2+3xy+2y2)=(x+2y)(x+y),若原式可以分解因式,那么它的两个一次项一定是x+2y+m和x+y+n的形式,应用待定系数法即可求出m和n,使问题得到解决.解设x2+3xy+2y2+4x+5y+3=(x+2y+m)(x+y+n)=x2+3xy+2y2+(m+n)x+(m+2n)y+mn,比较两边对应项的系数,则有解之得m=3,n=1.所以原式=(x+2y+3)(x+y+1).说明本题也可用双十字相乘法,请同学们自己解一下.例5 分解因式:x4-2x3-27x2-44x+7.分析本题所给的是一元整系数多项式,根据前面讲过的求根法,若原式有有理根,则只可能是±1,±7(7的约数),经检验,它们都不是原式的根,所以,在有理数集内,原式没有一次因式.如果原式能分解,只能分解为(x2+ax+b)(x2+cx+d)的形式.解设原式=(x2+ax+b)(x2+cx+d)=x4+(a+c)x3+(b+d+ac)x2+(ad+bc)x+bd,所以有由bd=7,先考虑b=1,d=7有所以原式=(x2-7x+1)(x2+5x+7).说明由于因式分解的唯一性,所以对b=-1,d=-7等可以不加以考虑.本题如果b=1,d=7代入方程组后,无法确定a,c的值,就必须将bd=7的其他解代入方程组,直到求出待定系数为止.本题没有一次因式,因而无法运用求根法分解因式.但利用待定系数法,使我们找到了二次因式.由此可见,待定系数法在因式分解中也有用武之地.练习二1.用双十字相乘法分解因式:(1)x2-8xy+15y2+2x-4y-3;(2)x2-xy+2x+y-3;(3)3x2-11xy+6y2-xz-4yz-2z2.2.用求根法分解因式:(1)x3+x2-10x-6;(2)x4+3x3-3x2-12x-4;(3)4x4+4x3-9x2-x+2.3.用待定系数法分解因式:(1)2x2+3xy-9y2+14x-3y+20;(2)x4+5x3+15x-9.第三讲实数的若干性质和应用实数是高等数学特别是微积分的重要基础.在初中代数中没有系统地介绍实数理论,是因为它涉及到极限的概念.这一概念对中学生而言,有一定难度.但是,如果中学数学里没有实数的概念及其简单的运算知识,中学数学也将无法继续学习下去了.例如,即使是一元二次方程,只有有理数的知识也是远远不够用的.因此,适当学习一些有关实数的基础知识,以及运用这些知识解决有关问题的基本方法,不仅是为高等数学的学习打基础,而且也是初等数学学习所不可缺少的.本讲主要介绍实数的一些基本知识及其应用.用于解决许多问题,例如,不难证明:任何两个有理数的和、差、积、商还是有理数,或者说,有理数对加、减、乘、除(零不能做除数)是封闭的.性质1 任何一个有理数都能写成有限小数(整数可以看作小数点后面为零的小数)或循环小数的形式,反之亦然.例1分析要说明一个数是有理数,其关键要看它能否写成两个整数比的形式.证设两边同乘以100得②-①得99x=261.54-2.61=258.93,无限不循环小数称为无理数.有理数对四则运算是封闭的,而无理是说,无理数对四则运算是不封闭的,但它有如下性质.性质2 设a为有理数,b为无理数,则(1)a+b,a-b是无理数;有理数和无理数统称为实数,即在实数集内,没有最小的实数,也没有最大的实数.任意两个实数,可以比较大小.全体实数和数轴上的所有点是一一对应的.在实数集内进行加、减、乘、除(除数不为零)运算,其结果仍是实数(即实数对四则运算的封闭性).任一实数都可以开奇次方,其结果仍是实数;只有当被开方数为非负数时,才能开偶次方,其结果仍是实数.例2分析证所以分析要证明一个实数为无限不循环小数是一件极难办到的事.由于有理数与无理数共同组成了实数集,且二者是矛盾的两个对立面,所以,判定一个实数是无理数时,常常采用反证法.证用反证法.所以p一定是偶数.设p=2m(m是自然数),代入①得4m2=2q2,q2=2m2,例4 若a1+b1a=a2+b2a(其中a1,a2,b1,b2为有理数,a为无理数),则a1=a2,b1=b2,反之,亦成立.分析设法将等式变形,利用有理数不能等于无理数来证明.证将原式变形为(b1-b2)a=a2-a1.若b1≠b2,则反之,显然成立.说明本例的结论是一个常用的重要运算性质.是无理数,并说明理由.整理得由例4知a=Ab,1=A,说明本例并未给出确定结论,需要解题者自己发现正确的结有理数作为立足点,以其作为推理的基础.例6 已知a,b是两个任意有理数,且a<b,求证:a与b之间存在着无穷多个有理数(即有理数集具有稠密性).分析只要构造出符合条件的有理数,题目即可被证明.证因为a<b,所以2a<a+b<2b,所以说明构造具有某种性质的一个数,或一个式子,以达到解题和证明的目的,是经常运用的一种数学建模的思想方法.例7 已知a,b是两个任意有理数,且a<b,问是否存在无理数α,使得a<α<b成立?即由①,②有存在无理数α,使得a<α<b成立.b4+12b3+37b2+6b-20的值.分析因为无理数是无限不循环小数,所以不可能把一个无理数的小数部分一位一位确定下来,这样涉及无理数小数部分的计算题,往往是先估计它的整数部分(这是容易确定的),然后再寻求其小数部分的表示方法.14=9+6b+b2,所以b2+6b=5.b4+12b3+37b2+6b-20=(b4+2·6b3+36b2)+(b2+6b)-20=(b2+6b)2+(b2+6b)-20=52+5-20=10.例9 求满足条件的自然数a,x,y.解将原式两边平方得由①式变形为两边平方得例10 设a n是12+22+32+…+n2的个位数字,n=1,2,3,…,求证:0.a1a2a3…a n…是有理数.分析有理数的另一个定义是循环小数,即凡有理数都是循环小数,反之循环小数必为有理数.所以,要证0.a1a2a3…a n…是有理数,只要证它为循环小数.因此本题我们从寻找它的循环节入手.证计算a n的前若干个值,寻找规律:1,5,4,0,5,1,0,4,5,5,6,0,9,5,0,6,5,9,0,0,1,5,4,0,5,1,0,4,…发现:a20=0,a21=a1,a22=a2,a23=a3,…,于是猜想:a k+20=a k,若此式成立,说明0.a1a2…a n…是由20个数字组成循环节的循环小数,即下面证明a k+20=a k.令f(n)=12+22+…+n2,当f(n+20)-f(n)是10的倍数时,表明f(n+20)与f(n)有相同的个位数,而f(n+20)-f(n)=(n+1)2+(n+2)2+…+(n+20)2=10(2n2+42·n)+(12+22+…+202).由前面计算的若干值可知:12+22+…+202是10的倍数,故a k+20=a k成立,所以0.a1a2…a n…是一个有理数.练习三1.下列各数中哪些是有理数,哪些是无理数?为什么?5.设α,β为有理数,γ为无理数,若α+βγ=0,求证:α=β=0.第四讲分式的化简与求值分式的有关概念和性质与分数相类似,例如,分式的分母的值不能是零,即分式只有在分母不等于零时才有意义;也像分数一样,分式的分子与分母都乘以(或除以)同一个不等于零的整式,分式的值不变,这一性质是分式运算中通分和约分的理论根据.在分式运算中,主要是通过约分和通分来化简分式,从而对分式进行求值.除此之外,还要根据分式的具体特征灵活变形,以使问题得到迅速准确的解答.本讲主要介绍分式的化简与求值.例1 化简分式:分析直接通分计算较繁,先把每个假分式化成整式与真分式之和的形式,再化简将简便得多.=[(2a+1)-(a-3)-(3a+2)+(2a-2)]说明本题的关键是正确地将假分式写成整式与真分式之和的形式.例2 求分式当a=2时的值.分析与解先化简再求值.直接通分较复杂,注意到平方差公式:a2-b2=(a+b)(a-b),可将分式分步通分,每一步只通分左边两项.例3 若abc=1,求分析本题可将分式通分后,再进行化简求值,但较复杂.下面介绍几种简单的解法.解法1 因为abc=1,所以a,b,c都不为零.解法2 因为abc=1,所以a≠0,b≠0,c≠0.例4 化简分式:分析与解三个分式一齐通分运算量大,可先将每个分式的分母分解因式,然后再化简.说明互消掉的一对相反数,这种化简的方法叫“拆项相消”法,它是分式化简中常用的技巧.例5 化简计算(式中a,b,c两两不相等):似的,对于这个分式,显然分母可以分解因式为(a-b)(a-c),而分子又恰好凑成(a-b)+(a-c),因此有下面的解法.解说明本例也是采取“拆项相消”法,所不同的是利用例6 已知:x+y+z=3a(a≠0,且x,y,z不全相等),求分析本题字母多,分式复杂.若把条件写成(x-a)+(y-a)+(z-a)=0,那么题目只与x-a,y-a,z-a有关,为简化计算,可用换元法求解.解令x-a=u,y-a=v,z-a=w,则分式变为u2+v2+w2+2(uv+vw+wu)=0.由于x,y,z不全相等,所以u,v,w不全为零,所以u2+v2+w2≠0,从而有说明从本例中可以看出,换元法可以减少字母个数,使运算过程简化.例7 化简分式:适当变形,化简分式后再计算求值.(x-4)2=3,即x2-8x+13=0.原式分子=(x4-8x3+13x2)+(2x3-16x2+26x)+(x2-8x+13)+10=x2(x2-8x+13)+2x(x2-8x+13)+(x2-8x+13)+10=10,原式分母=(x2-8x+13)+2=2,说明本例的解法采用的是整体代入的方法,这是代入消元法的一种特殊类型,应用得当会使问题的求解过程大大简化.解法1 利用比例的性质解决分式问题.(1)若a+b+c≠0,由等比定理有所以a+b-c=c,a-b+c=b,-a+b+c=a,于是有(2)若a+b+c=0,则a+b=-c,b+c=-a,c+a=-b,于是有说明比例有一系列重要的性质,在解决分式问题时,灵活巧妙地使用,便于问题的求解.解法2 设参数法.令则a+b=(k+1)c,①a+c=(k+1)b,②b+c=(k+1)a.③①+②+③有2(a+b+c)=(k+1)(a+b+c),所以 (a+b+c)(k-1)=0,故有k=1或 a+b+c=0.当k=1时,当a+b+c=0时,说明引进一个参数k表示以连比形式出现的已知条件,可使已知条件便于使用.练习四1.化简分式:2.计算:3.已知:(y-z)2+(z-x)2+(x-y)2=(x+y-2z)2+(y+z-2x)2+(z+x-2y)2,的值.第五讲恒等式的证明代数式的恒等变形是初中代数的重要内容,它涉及的基础知识较多,主要有整式、分式与根式的基本概念及运算法则,因式分解的知识与技能技巧等等,因此代数式的恒等变形是学好初中代数必备的基本功之一.本讲主要介绍恒等式的证明.首先复习一下基本知识,然后进行例题分析.两个代数式,如果对于字母在允许范围内的一切取值,它们的值都相等,则称这两个代数式恒等.把一个代数式变换成另一个与它恒等的代数式叫作代数式的恒等变形.恒等式的证明,就是通过恒等变形证明等号两边的代数式相等.证明恒等式,没有统一的方法,需要根据具体问题,采用不同的变形技巧,使证明过程尽量简捷.一般可以把恒等式的证明分为两类:一类是无附加条件的恒等式证明;另一类是有附加条件的恒等式的证明.对于后者,同学们要善于利用附加条件,使证明简化.下面结合例题介绍恒等式证明中的一些常用方法与技巧.1.由繁到简和相向趋进恒等式证明最基本的思路是“由繁到简”(即由等式较繁的一边向另一边推导)和“相向趋进”(即将等式两边同时转化为同一形式).例1 已知x+y+z=xyz,证明:x(1-y2)(1-z2)+y(1-x2)(1-z2)+z(1-x2)(1-y2)=4xyz.分析将左边展开,利用条件x+y+z=xyz,将等式左边化简成右边.证因为x+y+z=xyz,所以左边=x(1-z2-y2-y2z2)+y(1-z2-x2+x2z2)+(1-y2-x2+x2y2)。
初二奥数经典讲解第一讲 因式分解的基本方法(二)例五: 分解因式:24222)1()1(2)1(y x y x y -++-+ 解:以y 为主元降幂排列,则[][][])1)(1)(1)(1()1()1()1()1()1()1()1(2)1()1()1()1)(1(2)1()12()1(2)12(2222222222222244224---+-+-+=+----+-=-++---=-+-+--=+-+--+-=x y xy x y xy x x x y x x y x x x y x y x x x y x x y x x x y x y x x 原式例六:将12345678++++++++x x x x x x x x 因式分解 解法一:分组分解)1)(1()1()1()1()1()()(362223262345678++++=++++++++=++++++++=x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 原式解法二:先化为分式 (求和) ,再还原成整式利用公式))()((122321为正整数n b ab b a b a a b a b a n n n n n n n -----++⋅⋅⋅+++-=-,)1)(1(12456789+++++++-=-x x x x x x x x x ,得)1)(1(1)1)(1(11)(113623633339++++=-++-=--=--=x x x x x x x x x x x x 原式 例七: 设 n 为正整数,分解因式:n n n x x x x x -++⋅⋅⋅+++--2212)1(分析 显然应将括号去掉,但直接利用多项式的乘法展开,则计算很繁,因此,要使用乘法公式 1121)1)(1(+--=++⋅⋅⋅+++-n n n x x x x x x)1)(1()11)(11()1()1)(1()1(1)1(221)1()1()11()11()1(:12122222222221221222121212+-++++++++++-+⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅+++=----=---=---+=--+-+-=-----=---=-++⋅⋅⋅+++n n n n n n n n n n n n n n n n nn nn n x x x x x x xx x x x x x x xx x x x x x x x x x x x x x xx x x x x x 解例八:分解因式:)2)(2()1(2xy y x y x xy -+-++- 分析 如果一个代数式在研究的问题中多次出现,则可将这个代数式用一个字母表示,其有关式子得到简化,相互关系更为明了,对于本题,代数式 xy y x ,+ 都在多项式中出现两次,便可将它们分别用字母 B A , 表示解:令 ,则,xy y x =B +=A222222222)1()1()1()1()1(2)1(422)1()2)(2()1(--=--+=-+=++-+=+--+-=--+-=y x y x xy A B A B A B BAB A A B B A A B 原式更正:在第一讲中,一个公式:))()((122321为正整数n b ab b a b a a b a b a n n n n n n n -------⋅⋅⋅----=- 更正为:))()((122321为正整数n b ab b a b a a b a b a n n n n n n n -----++⋅⋅⋅+++-=-1/x(x+1)+1/(x+1)(x+2)+1/(x+2)(x+3)+……+1/(x+99)(x+100)=[1/x-1/(x+1)]+[1/(x+1)-1/(x+2)]+[1/(x+2)-1/(x+3)]+…… +[1/(x+99)-1/(x+100)]=1/x-1/(x+100) =100/x(x+100)。
2015年夏季初二奥数班讲义1一、基本知识点1、什么叫做平方根?如果一个数的平方等于9,这个数是几?±3是9的平方根;9的平方根是±3。
一般地,如果一个数的平方等于a ,那么这个数叫做的a 平方根,也称为二次方根。
数学语言:如果a x =2,那么x 就叫做a 的平方根。
4的平方根是 ;149的平方根是 。
的平方根是0.81。
如果225x =,那么x = 。
2的平方根是 ? 2、平方根的表示方法:一个正数a 的正的平方根,记作“a ”,正数a 的负的平方根记作“a -”。
这两个平方根合起来记作“a ±”,读作“正,负根号a ”.表示 ,= 。
2的平方根是 ;如果22x =,那么x = 。
3、平方根的概念:一个正数的平方根有2个,它们互为相反数;0只有1个平方根,它是0本身; 负数没有平方根。
求一个数的平方根的运算叫做开平方。
4、算术平方根:正数有两个平方根,其中正数的正的平方根,叫的算术平方根.例如,4的平方根是2±,2叫做4的算术平方根,记作4=2; 2的平方根是2±,2叫做2的算术平方根,记作22=。
5、算术平方根的性质:⑴0≥0a ≥。
⑵),0(2≥=a a a )0(2≤-=a a a , )0()(2≥=a a a6、立方根的概念:如果一个数x 的立方等于a ,即x 3=a ,则这个数x 叫做a 的立方根.7、立方根的的表达形式:一个数a 的立方根记作“3a ”,读作“三次根号a ”, a 是被开方数,3是根指数。
8、 立方根的性质:任何数都有且只有一个立方根,正数的立方根是正数,负数的立方根是负数,0的立方根是0. 二、经典例题例1. 求下列各数的算术平方根和平方根.(1)729(2)2(7)-例2.下列式子中,正确的是( ).A.0.6=- B13=-C6=± D.5=-例30=,求x +y 的值.例4:求下列各数的立方根(1)2(2)-0.008 (3)-343 (4)0.512例5 求下列各式中的x :(1)012583=+x (2)()343143=-x ; (3)02713=+x三、过关检测题 一 填空题1. 一个正数有 个平方根,0有 个平方根,负数 平方根.算术平方根是 ,平方根是 ;81的平方根是___,4的算术平方根是_____ 3. 81-的立方根是________,125的立方根是________. 4.若某数的立方等于-0.027,则这个数的倒数是________. 6.已知33y x -=,则x +y 的值为________.7.-3是________的平方根,-3是________的立方根.8.若一个数的立方根等于这个数的算术平方根,则这个数是________.27109 设827-=x ,则2x ,3x ,32x 分别等于____ ____ ____ 10.算术平方根等于它本身的数有________,平方根等于本身的数有________. 11.一个正数的两个平方根的和是________. 一个正数的两个平方根的商是________ 12.若一个正数的平方根是12-a 和2+-a ,则____=a ,这个正数是 ; 13. 13-的相反数是 ;14、化简:=-2)3(π 。
例1、下图4—1中的线段表示的是汽车所能经过的所有马路,这辆汽车从A走到B处共有多少条最短路线?
例2、图4—4是一个街道的平面图,纵横各有5条路,某人从A到B处(只能从北向南及从西向东),共有多少种不同的走法?
例3、如图4—6,从甲地到乙地最近的道路有几条?
例4、四个小动物排座位,一开始,小鼠坐在第1号位子上,小猴坐在第2号,小兔坐在第3号,小猫坐在第4号.以后它们不停地交换位子,第一次上下两排交换.第二次是在第一次交换后左右两列交换,第三次再上下两排交换,第四次再左右两列交换…这样一直换下去.问:第十次交换位子后,小兔坐在第几号位子上?(参看下图)
找几何图形的规律
按顺序观察图5—1与图5—2中图形的变化,想一想,按图形的变化规律,在带“?”的空格处应画什么样的图形?
找简单数列规律
观察下面的数列,找出其中的规律,并根据规律,在括号中填上合适的数.
①2,5,8,11,(),17,20。
②1,3,9,27,(),243。
③1,1,2,3,5,8,(),21,34…
④1,3,6,10,(),21,28,36,().
⑤1,1,3,7,13,(),31。
⑥1,3,7,15,31,(),127,255。
⑦1,4,9,16,25,(),49,64。
⑧1,2,2,4,3,8,4,16,5,().。
八年级奥数课程大纲——提分数考名校尚文圆梦【课程类型】八年级奥数课程适用年级:八年级【教学材料】《八年级奥数》全册【课程目标】1、兴趣是最好的老师!培养学生对奥数学习持续的兴趣和爱好,培养学生良好的学习习惯。
2、奥数学习对于孩子人格的塑造也非常有益,接受奥数训练的孩子,对于接受挑战,直面困难有良好的心态。
3、拓展学生的知识面,在学习过程中,不但输入了数学的知识,而且更多是讲述一些数学的相关知识,是他们的知识面得到很大的拓展。
4、学习中学生善于思考、积极合作、主动请教。
【课程内容】(一)教材情况及学情分析:奥林匹克数学竞赛或数学奥林匹克竞赛,简称奥数。
1934年和1935年,苏联开始在列宁格勒和莫斯科举办中学数学竞赛,并冠以数学奥林匹克的名称,1959年在布加勒斯特举办第一届国际数学奥林匹克。
奥数教学能够激发小学生学习数学的兴趣。
奥数题目往往从结构到解法都充满着艺术的魅力,易于小学生积极探索解法,而在探索解法的过程中,小学生又亲身体验到数学思想的博大精深和数学方法的创造力,因此更会产生进一步对学习数学的向往感、入迷感。
其次,奥数教学能够激发小学生的数学审美感。
数学的美在许多的奥数题目中得到了集中的体现。
让我们先来观察奥数题的—系列解题技巧:构造、对应、逆推、区分、染色、对称、配对、特殊化、一般化、优化、假设、辅助图表……令人眼花缭乱。
这些解题技巧是一种高智力水平的艺术,能带给小学生—种独立于诗歌、音乐、绘画之外的审美感受。
再次,奥数教学能够激发小学生的创造力。
奥数题的求解更要依赖的是整体全面的洞察力、敏锐的直觉和独创性的构思,这些正是创造力构成的主要元素,而这些创造力的主要元素也正是系统接受过奥数教学的小学生之所长。
奥数,每个阶段学习的内容不尽相同。
每个年级分上下册,每册包含十几个知识点,每个知识附带典型例题,随堂练习,以检测学生对知识的掌握情况。
联系学生的实际生活,让学生在一种轻松的环境下获取知识。
初中奥数教程(一)初中奥数教程1. 简介•奥数是数学竞赛的一种形式,旨在培养学生的数学思维能力和解题技巧。
•初中奥数注重培养学生的逻辑思维和解题能力,需要掌握一定的数学基础知识。
2. 奥数的重要性•奥数可以提高学生的数学成绩,并培养学生的数学兴趣。
•奥数的学习过程可以锻炼学生的思维能力和解决问题的能力。
3. 学习奥数的步骤1.熟悉考试形式和要求–初中奥数考试一般分为选择题和解答题两部分,了解考试形式和要求对备考很重要。
2.掌握数学基础知识–学习初中数学课本中的基础知识,包括数学概念、定理和公式等。
3.注重思维训练–进行逻辑思维和解决问题的训练,可以通过做数学题目和思考数学问题来提高。
4.参加奥数辅导班或培训班–参加专业的奥数辅导班或培训班,可以系统地学习奥数知识和解题技巧。
5.练习真题和模拟考试–做奥数真题和参加模拟考试,可以熟悉考试形式和提高解题速度和准确性。
6.多参加奥数比赛–积极参加奥数比赛,锻炼竞赛能力和解题能力,同时也可以与其他优秀的选手进行交流。
4. 常见解题技巧•奥数解题过程中常用的技巧包括:逻辑推理、数学归纳法、反证法、巧用等式和不等式、图形变换等。
5. 总结•初中奥数是培养学生数学思维和解题能力的重要途径。
•学习奥数需要全面掌握数学基础知识,并注重思维训练和解题技巧的提升。
•多参加奥数比赛和练习真题可以提高竞赛能力和解题水平。
以上是一份初中奥数的详细教程,希望对学习奥数的同学能有所帮助。
6. 做好时间管理•学习奥数需要有良好的时间管理能力,合理安排学习和练习的时间。
•制定学习计划,确保每天有固定的时间进行奥数的学习和练习。
7. 多角度学习解题方法•学习奥数时,可以尝试多种解题方法和思路,培养灵活性和多样性的思维方式。
•在解题过程中,可以尝试从不同的角度去理解和解决问题。
8. 注意题目的细节•在做奥数题目时,要注意题目的细节和要求,避免因为疏忽而出错。
•需要仔细阅读题目,理解题目的意思,推敲解题思路。
第一节一次函数例题剖析例1 (2006年“信利杯”全国初中数学竞赛(广西赛区))已知直线L•经过(2,0)和(0,4),把直线L沿x轴的反方向向左平移2个单位,得到直线L′,则直线L′的解析式为_______.分析:先求出直线解析式y=kx+b,再抓住平移k不变,进行求解.解:因为过(2,0)和(0,4)的直线L解析式是y=-2x+4,设向左平移2•个单位得到的直线L′解析式是y=-2x+m,将它与x轴的交点坐标(0,0)代入得m=0,所以直线L′的解析式为y=-2x.评注:直线y=kx+b平移时k值不变,上下平移时再抓住与y轴的交点变化,•左右平移时再抓住与x轴的交点变化就能得解.例2 (2000年全国初中数学竞赛试题)一个一次函数图象与直线y=54x+954平行,•与x轴、y轴的交点分别为A、B,并且过点(-1,-25),则在线段AB上(包括端点A、B),横、纵坐标都是整数的点有().(A)4个(B)5个(C)6个(D)7个分析:根据所求一次函数图象与直线y=54x+954平行且过点(-1,-25),即可确定该函数的解析式,然后采用列举法进行分析.解:设与直线y=54x+954平行的直线的方程为y=54x+k,又(-1,-25)在直线y=54x+k上,得k=-954.因为A、B为y=54x-与x轴、y轴的交点,所以A(19,0),B(0,-954).又y=54x-954=54(x-19),0≤x≤19,x-19必须是4的整数倍,只有当x=3,7,11,15,19时,y为整数,因此在线段AB上(包括端点A、B),横、纵坐标都是整数的点有5个,选B.评注:所谓横坐标、纵坐标都是整数的点,•即求该函数解析式(二元一次方程)在某范围内的整数解.例3 (2005年富阳市初二数学竞赛)不论k为何值,解析式(2k-1)x-(k+3)y-•(k-11)=0表示的函数的图象经过一定点,则这个定点是_______.分析:该题是“直线束”问题,可在k•的取值范围内取两个定值两条特殊直线求得交点,再证明其他直线必过此点.解:因为已知函数是一次函数,故k+3≠0,分别令k=1与k=2,得41003590x y x y -+=⎧⎨-+=⎩解得23x y =⎧⎨=⎩ ,即两特殊直线相交于点A (2,3), 而当x=2时,函数式为2(2k-1)-(k+3)y-(k-11)=0.整理得(k+3)y=3(k+3),所以k 取不等于-3的任何值时,y=3.当x=2时,必得y=3.不论k 为何值该一次函数的图象恒过定点(2,3).评注:利用“不论”性,取k 的任意两个特殊值,代入函数关系式,求出x 、•y 的值,再验证所求得的x 、y 值适合函数关系式,从而确定函数图象恒过定点,这是解决这类问题常用的方法.此外本题还可利用一次方程ax=b 有无数解的条件来解,同学们不妨一试.例4 (2005年富阳市初二数学竞赛)在一次函数y=-x+3的图象上取一点P ,•作PA ⊥x 轴,垂足为A ,作PB ⊥y 轴,垂足为B ,且矩形OAPB 的面积为94,则这样的点P 共有( ) (A )4个 (B )3个 (C )2个 (D )1个 分析:设点P 的坐标为(x ,-x+3),则矩形OAPB 的面积表示为│x │×│-(-x+3)│=│x 2-3x │=94,然后分两种情况进行讨论.解:选(B ).评注:本题通过数形互动,结合一元二次方程实根个数来确定符合条件的点的个数,这是解决这类问题常用方法.此外,由点的坐标表示距离时,不能忘记加绝对值.例5 (2006年全国初中数学竞赛(浙江赛区)复赛试题)设0<k<1,关于x 的一次函数y=kx+1k (1-x ),当1≤x ≤2时的最大值是( )(A )k (B )2k-1k (C )1k (D )k+1k分析:y=(k-1k)x+1k,∵0<k<1,∴k-1k=(1)(1)k kk+-<0,该一次函数的值随x的增大而减小,当1≤x≤2时,最大值为k-1k+1k=k.解:选(A).评注:对于自变量有限范围的一次函数极值问题,应结合一次函数的增减性来确定.例6 (2006年全国初中数学竞赛(浙江赛区)初赛试题)设直线y=kx+k-1•和直线y=(k+1)x+k(k是正整数)与x轴围成的三角形面积为S k,则S1+S2+S3+…+S2006的值是_______.分析:先求出直线y=kx+k-1和直线y=(k+1)x+k的交点,再求出这两条直线与x•轴围成的三角形面积S k 的表达式.解:因为方程组1(1)y kx ky k x k=+-⎧⎨=++⎩的解为11.xy=-⎧⎨=-⎩所以这两直线的交点(-1,-1),直线y=kx+k-1和直线y=(k+1)x+k(k是正整数)与x轴的交点分别是(1,0),(1k kk k--+,0),S k=12|-1|×|11k kk k---+|=12|1k-11k+|.所以S1+S2+S3+…S2006=12(1-12+12-13+13-14+…+11111003)(1)20062007220072007-=⨯-=.评注:本题在求解过程中的关键是:将1(1)k k+拆成1k-11k+,这是常用技巧.例7 (1997年江苏省初中数学竞赛试题)有一个附有进、出水管的容器,•每单位时间进、出的水量都是一定的.设从某时该开始5min内只进水不出水,•在随后的15min内既进水又出水,得到时间x(min)与水量y (L)之间的关系如图.若20min后只放水不进水,则这时(x≥20时)y与x的函数关系是________.分析:据图象可知:开始5min,只进水不出水,共进了20L水,每分钟进水4L.•随后的15min内既进水又出水,实际水量增加了35-20=15L,每分钟水量增加1L,•说明出水管每分钟出水3L.因为水量是固定的,每分钟3L,所以20min后,总水量为35L.解:y=35-3(x-20),即y=-3x+95(20≤x≤953).评注:仔细审题,观察图象,应弄清进水时,每分钟4L;既进又放时,每分钟净增水1L,故每分钟放水为3L,这是解本题的关键.例8 (2006年全国初中数学竞赛(海南赛区))在平面直角坐标系中,已知A(2,•-2),点P是y轴上一点,则使AOP为等腰三角形的点P有()(A)1个(B)2个(C)3个(D)4个分析:分三种情况来讨论,即:如图所示,①以O为顶点的等腰三角形有:△OP1A,△OP2A;②以A为顶点的等腰三角形是△OP3A;③以P为顶点的等腰三角形是△OP4A.因此,•满足条件的点P有4个.解:选(D).评注:分类讨论是重要的数学思想方法,竞赛题中经常出现需要分类的考题,•这类问题的求解,既要有扎实的基础知识,也要有一定的分析问题和综合解决问题的能力,要强化这方面的训练.例10 (2006年四川省数学竞赛初二初赛试题)平面直角坐标系内有A(2,-1),B(3,3)两点,点P 是y轴上一动点,求P到A、B距离之和最小时的坐标.分析:根据几何模型,得出点A关于y轴对称点A′的坐标,再由待定系数法求出直线A′B解析式,就可得解.解:如图,点A关于y轴对称的点为A′(-2,-1),设过A′、B•两点的直线的一次函数为y=kx+b,有1233k bk b-=-+⎧⎨=+⎩解得4535kb⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩∴y=45x+35.当x=0时,y=35,即直线A′B与y轴交于点(0,35),•可得所求点P的坐标为(0,35).评注:本题把几何中最短距离问题代数化,解题关键是应用轴对称和一次函数相关知识来求解.此类问题还可改为在x轴上或在坐标轴上求一点P,同学们不妨思考一下.巩固练习一、选择题:1.已知y与x+3成正比例,并且x=1时,y=8,那么y与x之间的函数关系式为()(A)y=8x (B)y=2x+6 (C)y=8x+6 (D)y=5x+32.若直线y=kx+b经过一、二、四象限,则直线y=bx+k不经过()(A)一象限(B)二象限(C)三象限(D)四象限3.直线y=-2x+4与两坐标轴围成的三角形的面积是()(A)4 (B)6 (C)8 (D)164.若甲、乙两弹簧的长度y(cm)与所挂物体质量x(kg)之间的函数解析式分别为y=k1x+a1和y=k2x+a2,如图,所挂物体质量均为2kg 时,甲弹簧长为y1,乙弹簧长为y2,则y1与y2的大小关系为()(A)y1>y2(B)y1=y2(C)y1<y2(D)不能确定5.设b>a,将一次函数y=bx+a与y=ax+b的图象画在同一平面直角坐标系内,•则有一组a,b的取值,使得下列4个图中的一个为正确的是()6.若直线y=kx+b经过一、二、四象限,则直线y=bx+k不经过第()象限.(A)一(B)二(C)三(D)四7.一次函数y=kx+2经过点(1,1),那么这个一次函数()(A)y随x的增大而增大(B)y随x的增大而减小(C)图像经过原点(D)图像不经过第二象限8.无论m为何实数,直线y=x+2m与y=-x+4的交点不可能在()(A)第一象限(B)第二象限(C)第三象限(D)第四象限9.要得到y=-32x-4的图像,可把直线y=-32x().(A)向左平移4个单位(B)向右平移4个单位(C)向上平移4个单位(D)向下平移4个单位10.若函数y=(m-5)x+(4m+1)x2(m为常数)中的y与x成正比例,则m的值为()(A)m>-14(B)m>5 (C)m=-14(D)m=511.若直线y=3x-1与y=x-k的交点在第四象限,则k的取值范围是().(A)k<13(B)13<k<1 (C)k>1 (D)k>1或k<1312.过点P(-1,3)直线,使它与两坐标轴围成的三角形面积为5,•这样的直线可以作()(A)4条(B)3条(C)2条(D)1条13.已知abc≠0,而且a b b c c ac a b+++===p,那么直线y=px+p一定通过()(A)第一、二象限(B)第二、三象限(C)第三、四象限(D)第一、四象限14.当-1≤x≤2时,函数y=ax+6满足y<10,则常数a的取值范围是()(A)-4<a<0 (B)0<a<2(C)-4<a<2且a≠0 (D)-4<a<215.在直角坐标系中,已知A(1,1),在x轴上确定点P,使△AOP为等腰三角形,则符合条件的点P共有()(A)1个(B)2个(C)3个(D)4个16.一次函数y=ax+b(a为整数)的图象过点(98,19),交x轴于(p,0),交y轴于(•0,q),若p为质数,q为正整数,那么满足条件的一次函数的个数为()(A)0 (B)1 (C)2 (D)无数17.在直角坐标系中,横坐标都是整数的点称为整点,设k为整数.当直线y=x-3与y=kx+k的交点为整点时,k的值可以取()(A)2个(B)4个(C)6个(D)8个18.(2005年全国初中数学联赛初赛试题)在直角坐标系中,横坐标都是整数的点称为整点,设k为整数,当直线y=x-3与y=kx+k的交点为整点时,k的值可以取()(A)2个(B)4个(C)6个(D)8个19.甲、乙二人在如图所示的斜坡AB上作往返跑训练.已知:甲上山的速度是a米/分,下山的速度是b米/分,(a<b);乙上山的速度是12a米/分,下山的速度是2b米/分.如果甲、乙二人同时从点A出发,时间为t(分),离开点A的路程为S(米),•那么下面图象中,大致表示甲、乙二人从点A出发后的时间t (分)与离开点A的路程S(米)•之间的函数关系的是()20.若k、b是一元二次方程x2+px-│q│=0的两个实根(kb≠0),在一次函数y=kx+b中,y随x的增大而减小,则一次函数的图像一定经过()(A)第1、2、4象限(B)第1、2、3象限(C)第2、3、4象限(D)第1、3、4象限答案:1.B 2.B 3.A 4.A5.B 提示:由方程组y bx ay ax b=+⎧⎨=+⎩的解知两直线的交点为(1,a+b),•而图A中交点横坐标是负数,故图A不对;图C中交点横坐标是2≠1,故图C不对;图D•中交点纵坐标是大于a,小于b的数,不等于a+b,故图D不对;故选B.6.B 提示:∵直线y=kx+b经过一、二、四象限,∴0,kb<⎧⎨>⎩对于直线y=bx+k,∵0,kb<⎧⎨>⎩∴图像不经过第二象限,故应选B.7.B 提示:∵y=kx+2经过(1,1),∴1=k+2,∴y=-x+2,∵k=-1<0,∴y 随x 的增大而减小,故B 正确.∵y=-x+2不是正比例函数,∴其图像不经过原点,故C 错误.∵k<0,b=•2>0,∴其图像经过第二象限,故D 错误.8.C 9.D 提示:根据y=kx+b 的图像之间的关系可知,将y=-32x•的图像向下平移4个单位就可得到y=-32x-4的图像. 10.C 提示:∵函数y=(m-5)x+(4m+1)x 中的y 与x 成正比例, ∴5,50,1410,,4m m m m ≠⎧-≠⎧⎪⎨⎨+==-⎩⎪⎩即 ∴m=-14,故应选C . 11.B 12.C 13.B 提示:∵a b b c c a c a b+++===p , ∴①若a+b+c ≠0,则p=()()()a b b c c a a b c+++++++=2; ②若a+b+c=0,则p=a b c c c+-==-1, ∴当p=2时,y=px+q 过第一、二、三象限;当p=-1时,y=px+p 过第二、三、四象限,综上所述,y=px+p 一定过第二、三象限.14.D 15.D 16.A 17.C 18.C 19.C20.A 提示:依题意,△=p 2+4│q │>0, ||0k b p k b q k b +=-⎫⎪=-⇒⎬⎪≠⎭k ·b<0,一次函数y=kx+b 中,y 随x 的增大而减小000k k b <⎫⇒<⇒⇒⎬>⎭一次函数的图像一定经过一、二、四象限,选A .。
第一节、与因式分解整式的乘除
一、知识讲解
赛点1:指数运算律的运用
指数运算律是整式乘除的基础,有如下四个常用公式: n m m n a a a +=∙,()mn n m a a =,()n n n b a ab =,m n m n a a a -=÷
例1、(1)若,2,8==n m x x 求()n m x -2。
(2),100,10331=+=+--y x y x 求22-+y x 的值
点拨:(1)用同底数幂的除法和幂运算法则;(2)注意公式
()=+-33x x
()()
2121---+-+y xy x y x
赛点2:整式的乘法
例2:已知2007321,,a a a a 是彼此不相等的负数,且
M=)(2006321a a a a ++++ )(2007321a a a a ++++ ,
N=)(2007321a a a a ++++ )(2006321a a a a ++++
那么M 和N 的大小关系是M N
点拨:显然不能直接计算,我们可以整体考虑,用换原法简化计算,然后用做差法来判断M 和N 的大小
赛点3:乘法公式的灵活运用
数学竞赛中常用的的乘法公式有: (1)
()2222b ab a b a +±=± (2)()3223333b ab b a a b a ±+±=± (3) ()()22b a b a b a -=-+
( 4)()33222
)2(b a b ab a b a ±=+± (5) ()ac bc ab c b a c b a 2222222
+++++=++ (6)()abc c b a ac bc ab c b a c b a 3)(3
33222-++=---++++
(7) ()n n n n n n n b a b ab b a b a a b a -=+++++------)(122321
熟练掌握上面公式从正、逆两方面灵活运用,巧解一些问题
例3已知,3=+b a 3022-=+ab b a ,则=++-222b ab a
点拨:已知两个数的和,可以求出两个数的积,从而可联想到完全平方公式
变式训练 整数x ,y 满足,24
522y x y x +=+
+求代数式y x xy +的值 点拨:注意完全平方式的非负性
赛点4:整式的除法
多项式恒等定理:
(1)多项式()()x g x f ≡,且只须这两个多项式的同类项的系数对应相等;
(2)如果()()x g x f ≡,则对于任意一个值x ,都有()()a g a f =
例4设()x f 是x 的多项式,()x f 除以()12+x 和()23-x 的余式分别为1和-2,那么()x f 5除以22--x x 的余式是( )
A.x 5-
B. 65+x
C. x 5
D. 65+-x
点拨:
赛点5:因式分解
1、因式分解的基本方法有提出公因式法、运用公式法、分组法等,其基本步骤是“一提二套三分解”(套,即套用公式)
2、竞赛中常出现的因式分解问题,常用到换元法、主元法、拆项添项法、配方法和待定系数法、十字相乘法(即形如q px x ++2
的多项式,当b a p +=、ab q =时可分解为 ()()b x a x ++)的形式等方法
第一类:运用基本方法分解因式
例5、(1)分解因式282-a ;(2)分解因式a ax ax ++22
(3)分解因式()()()()
333333y x b a by ax bx ay --++-+ (“五羊杯”初二) 第二类:运用换元法和主元法分解因式
换元法是针对结构比较复杂的多项式,把其中某些部分看成一个整体用新字母来代替,这种方法能使复杂的问题简单化,能减少多项式的次数和降低多项式结构的复杂程度。
主元法是指在解多变元问题时,选择其中某个变元作为主要元素,视其他变元为常量,将原式重新整理成关于这个字母的按降幂排列的多项式的方法,这种方法能排除字母的干扰,简化问题的结构
例6、分解因式xyz y z x y z x x z z y y x 2222222-++-+-
第三类:运用配方法和待定系数法分解因式
配方法是指把一个式子或一个式子的部分写成完全平方式或几个完全平方式的和的形式;这种方法的关键是通过拆项或添项,将原多项式配上某些需要的项以便得到完全平方式,然后在此基础上分解因式。
待定系数法是指对所给的数学问题,根据已知条件和要求,先设出问题的多项式表达形式(含待定的字母系数),然后利用已知条件,确定或消去所设待定系数,解决问题 例7、(1)分解因式(1)322-+x x
(2)1232234++++x x x x (河南省竞赛题)
例8、分解因式2322+-+-y x y x (“五羊杯”赛题)
第四类:运用添项和拆项法分解因式
添项,就是在要分解的多项式中加上仅仅与符号相反的两项的和(实际上是加上0,并不改变原多项式的值)
拆项,就是把多项式中的某一项拆成两项或多项的代数式和(相当于整式加法中合并同类项的逆运算),再通过适当分组,达到分解因式的目的
例9、(1)分解因式()444b a b a +++(北京市竞赛题)
(2)652-+x x
第五类:运用因式分解定理分解因式
因式定理:如果a x =时,多项式0111a x a x a x a n n n n ++++-- 的值为0,那么a x -是
该多项式的一个因式
例10、若b x ax x x +++-732234能被22-+x x 整除,则b a :的值是( )
A.-2
B.-12
C.6
D.4
第六类:因式分解的应用
例11、在ABC ∆中c AB =,a BC =,b AC =,
且满足22224342222c b c a c b a +=++,试判定ABC ∆的形状(黄冈市竞赛题)
二、课后练习
1、已知实数x 、y 满足()20082--x x ()20082--y y =2008,则2007332322+-+-y x y x 的值为( )(全国初中联赛试题)
A.-2008
B.2008
C.-1
D.1
2.若三角形的三条边的长分别为a ,b ,c ,且03222=-+-b c b c a b a ,则这个三角形一定是(2011年“希望杯”)
A.等腰三角形
B.直角三角形
C.等边三角形
D.等腰直角三角形
3. 12+-x y 是k y x xy ---2244的一个因式,则k 的值是( )(2010年“城市杯”八年级决赛)
A. 0
B. -1
C. 1
D. 4
4.分解因式
(1)()()()=---++2222244y x y x x y (2010年全国初中数赛)
(2)()()()()=+++++2
6321x x x x x 5.若312=x ,212=y ,则=+--y x y 1218。