36【提高】乘法公式(培优课程讲义例题练习含答案)
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乘法公式(提高)【学习目标】1. 掌握平方差公式、完全平方公式的结构特征,并能从广义上理解公式中字母的含义;2. 学会运用平方差公式、完全平方公式进行计算.了解公式的几何意义,能利用公式进行乘法运算;3. 能灵活地运用运算律与乘法公式简化运算. 【要点梳理】要点一、平方差公式平方差公式:22()()a b a b a b +-=-两个数的和与这两个数的差的积,等于这两个数的平方差.要点诠释:在这里,b a ,既可以是具体数字,也可以是单项式或多项式.抓住公式的几个变形形式利于理解公式.但是关键仍然是把握平方差公式的典型特征:既有相同项,又有“相反项”,而结果是“相同项”的平方减去“相反项”的平方.常见的变式有以下类型:(1)位置变化:如()()a b b a +-+利用加法交换律可以转化为公式的标准型 (2)系数变化:如(35)(35)x y x y +- (3)指数变化:如3232()()m n m n +- (4)符号变化:如()()a b a b --- (5)增项变化:如()()m n p m n p ++-+(6)增因式变化:如2244()()()()a b a b a b a b -+++ 要点二、完全平方公式完全平方公式:()2222a b a ab b +=++2222)(b ab a b a +-=-两数和 (差)的平方等于这两数的平方和加上(减去)这两数乘积的两倍.要点诠释:公式特点:左边是两数的和(或差)的平方,右边是二次三项式,是这两数的平方和加(或减)这两数之积的2倍.以下是常见的变形:()2222a b a b ab +=+-()22a b ab =-+()()224a b a b ab +=-+要点三、添括号法则添括号时,如果括号前面是正号,括到括号里的各项都不变符号;如果括号前面是负号,括到括号里的各项都改变符号.要点诠释:添括号与去括号是互逆的,符号的变化也是一致的,可以用去括号法则检查添括号是否正确. 要点四、补充公式2()()()x p x q x p q x pq ++=+++;2233()()a b a ab b a b ±+=±;33223()33a b a a b ab b ±=±+±;2222()222a b c a b c ab ac bc ++=+++++. 【典型例题】类型一、平方差公式的应用1、计算(2+1)(221+)( 421+)(821+)(1621+)(3221+)+1.【思路点拨】本题直接计算比较复杂,但观察可以发现2+1与2-1,221+与221-,421+与421-等能够构成平方差,只需在前面添上因式(2-1),即可利用平方差公式逐步计算. 【答案与解析】解:原式=(2-1)(2+1)( 221+)(421+)(821+)(1621+)(3221+) +1 =(221-)( 221+)( 421+)(821+)(1621+)(3221+)+1 =642-1+1=642.【总结升华】对于式子较为复杂的数的计算求值问题,不妨先仔细观察,看是否有规律,然后去解决,会事半功倍,提高解题能力. 举一反三: 【变式1】计算:(1)2(3)(9)(3)x x x -++(2)(a +b )( a -b )( 22a b +)( 44a b +) 【答案】解:(1)原式=[(x +3)(x -3)](29x +)=(29x -)(29x +)=481x -. (2)原式=[(a +b )( a -b )]( 22a b +)( 44a b +) =[(22a b -)( 22a b +)]( 44a b +)=(44a b -)( 44a b +)=88a b -.【变式2】(•内江)(1)填空: (a ﹣b )(a+b )= ;(a ﹣b )(a 2+ab+b 2)= ;(a ﹣b )(a 3+a 2b+ab 2+b 3)= . (2)猜想:(a ﹣b )(a n ﹣1+a n ﹣2b+…+ab n ﹣2+b n ﹣1)= (其中n 为正整数,且n≥2).(3)利用(2)猜想的结论计算:29﹣28+27﹣…+23﹣22+2. 【答案】解:(1)(a ﹣b )(a+b )=a 2﹣b 2;(a ﹣b )(a 2+ab+b 2)=a 3+a 2b+ab 2﹣a 2b ﹣ab 2﹣b 3=a 3﹣b 3;(a ﹣b )(a 3+a 2b+ab 2+b 3)=a 4+a 3b+a 2b 2+ab 3﹣a 3b ﹣a 2b 2﹣ab 3﹣b 4=a 4﹣b 4;故答案为:a 2﹣b 2,a 3﹣b 3,a 4﹣b 4; (2)由(1)的规律可得:原式=a n﹣b n,故答案为:a n ﹣b n;(3)29﹣28+27﹣…+23﹣22+2=(2﹣1)(28+26+24+22+2)=342.2、(春•牟定县校级期末)新实验中学校园正在进行绿地改造,原有一正方形绿地,现将它每边都增加3米,面积则增加了63平方米,问原绿地的边长为多少?原绿地的面积又为多少? 【答案与解析】解:设原绿地的边长为x 米,则新绿地的边长为x+3米,根据题意得,(x+3)2﹣x 2=63, 由平方差公式得,(x+3+x )(x+3﹣x )=63, 解得,x=9;∴原绿地的面积为:9×9=81(平方米);答:原绿地的边长为9米,原绿地的面积为81平方米.【总结升华】本题主要考查了平方差公式的应用,两个数的和与这两个数的差相乘,等于这两个数的平方差;(a+b )(a ﹣b )=a 2﹣b 2,熟练应用平方差公式可简化计算.举一反三:【变式】解不等式组:(3)(3)(2)1,(25)(25)4(1).x x x x x x x x +--->⎧⎨---<-⎩【答案】 解: (3)(3)(2)1,(25)(25)4(1).x x x x x x x x +--->⎧⎨---<-⎩①②由①得22921x x x --+>,210x >,5x >.由②得2225(2)44x x x -<-,2225444x x x -<-,425x -<-, 6.25x >.∴ 不等式组的解集为 6.25x >.类型二、完全平方公式的应用3、运用乘法公式计算:(1)2(23)a b +-;(2)(23)(23)a b c a b c +--+.【思路点拨】(1)是一个三项式的平方,不能直接运用完全平方公式,可以用加法结合律将23a b +-化成(23)a b +-,看成a 与(23)b -和的平方再应用公式;(2)是两个三项式相乘,其中a 与a 完全相同,2b ,3c -与2b -,3c 分别互为相反数,与平方差公式特征一致,可适当添加括号,使完全相同部分作为“一项”,互为相反数的部分括在一起作为“另一项”.【答案与解析】解:(1)原式222[(23)]2(23)(23)a b a a b b =+-=+-+-22464129a ab a b b =+-+-+ 22446129a b ab a b =++--+.(2)原式22222[(23)][(23)](23)4129a b c a b c a b c a b bc c =+---=--=-+-. 【总结升华】配成公式中的“a ”“b ”的形式再进行计算. 举一反三:【变式】运用乘法公式计算:(1)()()a b c a b c -++-; (2)()()2112x y y x -+-+; (3)()2x y z -+; (4)()()231123a b a b +---. 【答案】解:(1) ()()a b c a b c -++-=[a -(b -c )][ a +(b -c )]=()()222222a b c a b bc c--=--+=2222a b bc c -+-.(2) ()()2112x y y x -+-+ =[2x +(y -1)][2x -(y -1)]=()()()222221421x y x y y --=--+=22421x y y -+-.(3)()()()()22222x y z x y z x y x y z z -+=-+=-+-+⎡⎤⎣⎦=222222x xy y xz yz z -++-+.(4) ()()231123a b a b +---=()2231a b -+-=-22[(23)2(23)1]a b a b +-++=-()22(2)2233461a a b b a b ⎡⎤+⋅⋅+--+⎣⎦=224129461a ab b a b ---++-4、已知△ABC 的三边长a 、b 、c 满足2220a b c ab bc ac ++---=,试判断△ABC的形状.【思路点拨】通过对式子变化,化为平方和等于零的形式,从而求出三边长的关系. 【答案与解析】解:∵ 2220a b c ab bc ac ++---=,∴ 2222222220a b c ab bc ac ++---=,即222222(2)(2)(2)0a ab b b bc c a ac c -++-++-+=. 即222()()()0a b b c a c -+-+-=. ∴ 0a b -=,0b c -=,0a c -=,即a b c ==,∴ △ABC 为等边三角形.【总结升华】式子2220a b c ab bc ac ++---=体现了三角形三边长关系,从形式上看与完全平方式相仿,但差着2ab 中的2倍,故想到等式两边同时扩大2倍,从而得到结论. 举一反三:【变式】多项式222225x xy y y -+++的最小值是____________. 【答案】4;提示:()()2222222514x xy y y x y y -+++=-+++,所以最小值为4.【巩固练习】一.选择题1.下列各多项式相乘,可以用平方差公式的有( ). ①()()2552ab x x ab -++ ②()()ax y ax y --- ③()()ab c ab c --- ④()()m n m n +--A.4个B.3个C.2个D.1个2. 若214x kx ++是完全平方式,则k 值是( ) A. 2± B. 1± C. 4± D. 1 3.下面计算()()77a b a b -++---正确的是( ).A.原式=(-7+a +b )[-7-(a +b )]=-27-()2a b +B.原式=(-7+a +b )[-7-(a +b )]=27+()2a b +C.原式=[-(7-a -b )][-(7+a +b )]=27-()2a b +D.原式=[-(7+a )+b ][-(7+a )-b ]=()227a b +-4.(a +3)(2a +9)(a -3)的计算结果是( ).A.4a +81B.-4a -81C. 4a -81D.81-4a5.下列式子不能成立的有( )个.①()()22x y y x -=- ②()22224a b a b -=- ③()()()32a b b a a b -=--④()()()()x y x y x y x y +-=---+ ⑤()22112x x x -+=--A.1B.2C.3D.46.(春•开江县期末)计算20152﹣2014×2016的结果是( )A .﹣2B .﹣1C .0D .1 二.填空题7.多项式28x x k -+是一个完全平方式,则k =______. 8. 已知15a a +=,则221a a+的结果是_______. 9. 若把代数式223x x --化为()2x m k -+的形式,其中m ,k 为常数,则m +k =_______.10.(春•深圳期末)若A=(2+1)(22+1)(24+1)(28+1)+1,则A 的末位数字是 . 11.对于任意的正整数n ,能整除代数式()()()()313133n n n n +---+的最小正整数是_______.12. 如果()()221221a b a b +++-=63,那么a +b 的值为_______. 三.解答题 13.计算下列各值.22(1)10199+ ()()()2222(2)224m m m +-+(3)()()a b c a b c +--+ 2(4)(321)x y -+14.(春•成华区月考)如果一个正整数能表示为两个连续偶数的平方差,那么称这个正整数为“神秘数”,如:4=22﹣02,12=42﹣22,20=62﹣42,因此4、12、20都是这种“神秘数”. (1)28和2012这两个数是“神秘数”吗?试说明理由; (2)试说明神秘数能被4整除;(3)两个连续奇数的平方差是神秘数吗?试说明理由. 15. 已知:()26,90,a b ab c a -=+-+=求a b c ++的值.【答案与解析】 一.选择题1. 【答案】B ;【解析】①,②,③可用平方差公式. 2. 【答案】B ;【解析】2221112224x x x kx ⎛⎫⎛⎫±⨯+=±+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以k =±1.3. 【答案】C ;4. 【答案】C ;【解析】(a +3)(2a +9)(a -3)=224(9)(9)81a a a -+=-.5. 【答案】B ;【解析】②,③不成立. 6. 【答案】D ;【解析】解:原式=20152﹣(﹣1)×(+1)=20152﹣(2﹣1)=20152﹣20152+1=1,故选D.二.填空题7. 【答案】16;【解析】2228244x x k x x -+=-⨯+,∴k =16. 8. 【答案】23;【解析】21()25,a a+=222211225,23a a a a ++=+=. 9. 【答案】-3;【解析】()22223211314x x x x x --=-+--=--,m =1,k =-4.10.【答案】6;【解析】解:(2+1)(22+1)(24+1)(28+1)+1=(2﹣1)(2+1)(22+1)(24+1)(28+1)+1, =(22﹣1)(22+1)(24+1)(28+1)+1, =(24﹣1)(24+1)(28+1)+1, =(28﹣1)(28+1)+1, =(216﹣1)(216+1)+1,=232﹣1+1,因为232的末位数字是6,所以原式末位数字是6. 故答案为:6.11.【答案】10;【解析】利用平方差公式化简得10()21n -,故能被10整除. 12.【答案】±4;【解析】()()221221a b a b +++-()222163,228,4a b a b a b =+-=+=±+=±. 三.解答题 13.【解析】解:(1)原式=()()2210011001=100002001100002001=20002++-+++-+ (2)原式=()()()22222484441632256m mm m m -+=-=-+(3)原式=()222222a b c a b c bc --=--+(4)原式=()()222(321)3212322322x y x y x y x y -+=++-⨯⨯+⨯-⨯229412641x y xy x y =+-+-+14.【解析】解:(1)是,理由如下:∵28=82﹣62,2012=5042﹣5022,∴28是“神秘数”;2012是“神秘数”; (2)“神秘数”是4的倍数.理由如下: (2k+2)2﹣(2k )2=(2k+2+2k )(2k+2﹣2k )=2(4k+2)=4(2k+1), ∴“神秘数”是4的倍数;(3)设两个连续的奇数为:2k+1,2k ﹣1,则(2k+1)2﹣(2k ﹣1)2=8k ,而由(2)知“神秘数”是4的倍数,但不是8的倍数, 所以两个连续的奇数的平方差不是神秘数.15.【解析】解:∵6,a b -=∴6a b =+∵()290,ab c a +-+= ∴()()2690,b b c a ++-+= ∴()()2230,b c a ++-= ∴3,b c a =-=∴()363,3a c =-+== ∴()3333a b c ++=+-+=.。