平方差与完全平方专题(含问题详解)
余年寄山水
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2021年02月01日 07:36
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实用文档
乘法公式的复习
一、复习
:
(a+b)(a-b)=a
-b
(a+b)
=a
+2ab+b
(a-b)
=a
-2ab+b
(a+b)(a
-ab+b
)=a
+b
(a-b)(a
+ab+b
)=a
-
b
归纳小结公式的变式,准确灵活运用公式:
①
位置变化,
x
y
y
x
x
y
②
符号变化,
x
y
x
y
x
y
x
y
③
指数变化,
x
y
x
y
x
y
④
系数变化,
2
a
b
2
a
b
4a
b
⑤
换式变化,
xy
z
m
xy
z
m
xy
z
m
x
y
z
m
z
m
x
y
z
zm
zm
m
x
y
z
2
zm
m
⑥
< br>增项变化,
x
y
z
x< br>
y
z
x
y
z
x
y
x
y
z
< br>
x
xy
xy
y
z
x
2
xy
y
z
⑦
连用公式变化,
x
y
x
y
x
y
< br>x
y
x
y
x
y
⑧
逆用公式变化,
x
y
z
x
y
z
x
y
z
x
y
z
x
y
z
x
y
z
2
x
2
y
2
z
4
xy
4
xz
例1
.已知
a
b
2
,
ab
1
,求
a
b
的值。
2
2< br>2
2
4
4
2
2
2
2
2
2< br>2
2
2
2
2
2
2
2
2
2< br>2
2
2
2
2
2
2
2
2
2< br>2
2
2
2
2
2
2
4
4
2< br>2
2
2
2
2
2
2
3
3
2< br>2
3
3
2
2
2
2
2
2
2< br>2
实用文档
2
2
2
2
解:∵
(
a
b
)
a
2< br>ab
b
∴
a
b
=
(
a
b
)
2
ab
22
∵
a
b
2
,
ab
< br>1
∴
a
b
=
2
2
2
1
2
例
2
.已知
a
b
8
,
ab
2
,求
(
a
b
)
的值。
2
2
2
2
解:∵
(
a
b
)
a
2
ab
b
(
a
b
)
a
2
ab
b
2
2
2
2
2
∴
(
a
b
)
(
a
b
)
4
ab
∴
(
a
b
)
4
ab
=
(
a
b
)
2
∵
a
b
8
,
a b
2
∴
(
a
b
)
8
4
2
56
2
2
2
2
2
例
3
:计算
1999
-2000
×
1998 〖解析〗此题中
2000=1999+1
,
1998=1999-1
,正 好符合平方差公式。
解:
1999
-2000
×
1998 =1999
-
(
1999+1
)×(
1999-1
)
=1999
-
(
199 9
-1
)
=1999
-1999
+1 =1
例
4
:已知
a+b=2
,
ab=1
,求
a
+ b
和
(a-b)
的值。
〖解析〗此题可用完全平方公式的变形得解。
解:
a
+b
=(a+b)
-2ab=4-2=2
(
a-b)
=(a+b)
-4ab=4-4=0
例5
:已知
x-y=2
,
y-z=2
,
x+z=14。求
x
-z
的值。
〖解析〗此题若想根据现有条件求出
x
、
y
、
z
的值,比较麻烦,考虑到
x
-z是由
x+z
和
x-z
的积得来的,所以只要求出
x-z
的值即可。
解:因为
x-y=2
,
y-z=2
,将两式相 加得
x-z=4
,所以
x
-z
=
(
x+z
)
(x-z)=14
×
4=56
。
例
6
:判断(
2+1
)
(
2
+1
)
(
2
+1
)……(
2
2
4
2048
2
2< br>2
2
2
2
2
2
2
2
2
2< br>2
2
2
2
2
2
2
2
2
2< br>+1
)
+1
的个位数字是几?
〖解析〗
此题直接计 算是不可能计算出一个数字的答案,
故有一定的规律可循。
观察到
1=
(2-1
)和上式可构成循环平方差。
解:
(
2+1
)
(
2
+1
)
(
2
+1
)……(
2
2
4
2
4
2048
+1
)
+1
+1
)
+1
=
(
2-1
)
(2
+1
)
(
2
+1
)……(
2
=2
4096
2048
实用文档
=16
1024
因为当一个数的个位数字是
6
的时候,这个数的任意正整数 幂的个位数字都是
6
,所以
上式的个位数字必为
6
。
例
7
.运用公式简便计算
(
1
)
103
(
2
)
198
解:
(
1
)103
100
3
100
2
100
3
3
10000
600
9
10609
(
2
)
198< br>
200
2
200
< br>2
200
2
2
40000
800
4
39204
例
8
.计算
(
1
)
a
4
b
3
c
a
4
b
3
c
(
2
)
3
x
y
2
3
x
y
2
解:
(
1
)原式
a
3
c
4
b
a
3
c
4
b
a
3
c
4b
a
6
ac
9
c< br>
16
b
(
2
)原式
3
x
y
2
3
x
y
2
9
x
y
4
y
4
9
x
y
4
y
4
例
9
.解下列各式
(
1
)已知
a
b
13
,
ab
6
,求
a
b
,
a
b
的值。
(
2
)已知
a
b< br>
7
,
a
b
< br>4
,求
a
b
,
ab
的值。
a
2
b
2
(
3
)已知
a
a
1
a
b
2,求
ab
的值。
2
1
1
(
4
)已知
x
3
,求
x
4
4
的值。
x
x
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2 < br>2
2
2
2
分析:在公式
a
b< br>
a
b
2
ab
中,如果把< br>a
b
,
a
b
和
ab
分 别看作是一个整体,则公
式中有三个未知数,知道了两个就可以求出第三个。
解:< br>(
1
)∵
a
b
13
,
ab
6
a
b
a
b
2
ab
13
2
6
25
a
b
a
b
2
ab
13
2
6
1
(
2
)∵
a
b
7
,
a
b
4
a
2
ab
b
7
①
a
2
ab
b
4
②
①
②得
2
a
b
11
,即
a
2
b
2
①
②得
4
ab
3
,即
ab
2
2
2< br>2
2
2
2
2
2
2
2
2
2< br>2
2
2
2
2
2
2
2
2
11
2
3
4
(
3
) 由
a
a
1
a
b
2
得
a
b
2
实用文档
a
2
b
21
1
1
2
2
a b
a
2
b
2
2
ab
a
b
2
2
2
2
2
2
1
1
1
1
(
4< br>)由
x
3
,得
x
9
即
x
2
2
2
9
x
2
2
11
x
x
x
x
1
1
1
x
2
2
121
即
x
4
4
2
1 21
x
4
4
119
x
x
x
例
1 0
.四个连续自然数的乘积加上
1
,一定是平方数吗?为什么?
分 析:由于
1
2
3
4
1< br>
25
5
2
3
4
5
1
121
11
3
4
5
6
1
361
19
……
得猜想:任意四个连续自然数的乘积加上
1
,都是平方数。
解:设
n
,
n
1
,
n
2
,
n
3
是四个连续自然数
则
n
n
1
n
2
n
< br>3
1
n
n
3
n
1
n
2
< br>1
n
3
n
2< br>
n
3
n
1
n
3
n
n
3
n
2
1
n
3
n
1
∵
n
是整数,
n
,
3
n
都是整数
n
3
n
1
一定是整数
n
3
n
1
是一个平方数
四个连续整数的积与
1
的和必是一个完全平方数。
例
11
.计算
(
1
)
x
x
1
(
2)
3
m
n
p
解:
(
1
)
x
x
1< br>
x
x
1
2
x
x
2
x
1
2
x
1
< br>x
x
1
2
x
2< br>x
2
x
x
2
x
3
x
2
x
1
(2
)
3
m
n
p
3
m
n
p
2
3
m
n
2
3
m
p
2
n
p
9
m
n
p
6
mn
6
mp
2
np
分析:两数和的平方的推广
a
b
c
a
b
c
a
b
2
a
b
c
c
a
2
ab
b
2
ac
2
bc
c
a
b
c
2
ab
2
bc
2ac
即
a
b
c
a
b
c
2
ab
< br>2
bc
2
ac
几个数的和的平方,等于它们的平方和加上每两个数的积的
2
倍。
二、乘法公式的用法
(
一
)
、套用
:
这 是最初的公式运用阶段,在这个环节中,应弄清乘法公式的来龙去脉,
准确地掌握其特征,为辨认和运用 公式打下基础,同时能提高学生的观察能力。
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
3
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
2
3
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
实用文档
例
1.
计算:
5
x
2
3
y
2
5
x
2
3
y
2
解:原式
5
x
2
2
3
y
2
2
25
x
4
9
y
4
(
二
)
、连用
:
连续使用同一公式或连用两个以上公式解题。< br>
例
2.
计算:
1
a
< br>a
1
a
2
1
a
4< br>
1
解:原式
1
a
2
1
a
2
1
a
4
1
a
4
1
a
4
1
a
8
例
3.
计算:
3
x
2
y
5
z
1
3
x
2
y
5
z
1
解:原式
2
y
< br>5
z
3
x
1
< br>
2
y
5
z
< br>
3
x
1
< br>
2
y
5
z
< br>3
x
1
2
2
2
2
2< br>
4
y
9
x
25
z
20
yz
6
x
1
三、逆用
:
学习公式不能只会正向运用,有时还需要将公式左、右两边交换位置,得出
公式的逆向形式,并 运用其解决问题。
例
4.
计算:
5
a
7
b
8
c
5
a
7
b
8
c
解:原式
5
a
7
b
8
c
5
a
7
b
8
c
5
a
7
b
8
c
5
a
7
b
8
c
2
2
10
a
14
b
16
c
140
ab
160
ac
四、变用
:
题目变形后运用公式解题。
例
5. 计算:
x
y
2
z
x
y
6
z
解:原式
< br>
x
y
2
z
< br>4
z
x
y
2< br>z
4
z
2
2
2< br>
x
y
2
z
< br>
4
z
2
2
x
< br>y
12
z
2
xy
4
xz
4
yz
五、活用
:
把公式本身适当变形后再用于 解题。这里以完全平方公式为例,经过变形
或重新组合,可得如下几个比较有用的派生公式:
实用文档
1
.
a
b
2
ab
a
2
b< br>2
2
.
a
b
2< br>ab
a
2
b
2
3
.
a
b
a
b
2
a
b
2
2
2
2
2
2
4
.
a
b
a
b
4
a b
灵活运用这些公式,往往可以处理一些特殊的计算问题,培养综合运用知识的能力。
2
2
例
6.
已知
a
b
4
,
ab
5
,求
a
2
b
2
的值。
解:
a
2
b
2
a
b
2
2
ab< br>
4
2
2
5
26
例
7.
计算:
a
b
< br>c
d
2
b
c< br>
d
a
2
解:原式
b
c
a
d
2
b
c
a
d
2
2
b
c
2
a
d
2
2
a
2
2
b
2
2
c
2
2
d
2
4
bc
4
ad< br>
例
8.
已知实数
x
、
y
、
z< br>满足
x
y
5
,
z
2
xy
y
9
,那么
x
2y
3
z
(
解:由两个完全平方公式得:
a b
1
a
b
2
a
b
2
4
从而
z
2
1
4
5
2
x
y
2
y
9
25
4
1
4
5
2
y
2
y
9
y
2
6
y
9
y
2
6
y
9
y
3
2∴
z
2
y
3
2
0
∴
z
0
,
y
3
∴
x
2
∴
x
2
y
3
z
2
2
3
0
8
)
实用文档
三、学习乘法公式应注意的问题
(一)、注意掌握公式的特征,认清公式中的“两数”.
例
1
计算
(-2
x
-5)(2
x
-5)
分析:
本题两个因式中
“
-5
”
相同 ,
“
2
x
”
符号相反,
因而
“
-5
”
是公式
(
a
+
b
)(
a
-
b
)=
a
-
b
中的
a
,而“
2
x< br>”则是公式中的
b
.
解:原式
=(- 5-2
x
)(-5+2
x
)=(-5)
-(2
x
)
=25-4
x
.
例
2
计算
(-
a
+4
b
)
分析:运用公式
(
a
+
b
)
=
a
+2
ab
+
b
时,“
-
a
”就是公式中的
a< br>,“
4
b
”就是公式中的
b
;
若将题目变形为
(4
b
-
a
)
时,则“
4
b
”是公式中 的
a
,而“
a
”就是公式中的
b
.(解略)
(二)、注意为使用公式创造条件
例
3
计算
(2
x
+
y
-
z+5)(2
x
-
y
+
z
+5)
.
分析:粗看不能运用公式计算,但注意观察,两个因式中的“
2
x
”、“
5
”两项同号,
“
y
”、“
z
” 两项异号,因而,可运用添括号的技巧使原式变形为符合平方差公式的形式.
< br>解:原式
=
〔
(2
x
+5)+(
y
-
z
)
〕〔
(2
x
+5)-(
y
-
z)
〕
=(2
x
+5)
-(
y
-
z
)
=4
x
+20
x
+25-
y< br>+2
yz
-
z
.
例
4
计算
(
a
-1)
(
a
+< br>a
+1)
(
a
+
a
+1)
分析:
若先用完全平方公式展开,运算十分繁冗,但注意逆用幂的运算法则,
则可利用
乘法公式,使运算简便.
解:原式
=[(
a
-1)(
a
+
a
+1)(
a
+
a
+1)]
=[(
a
-1)(
a
+
a
+1)]
=(
a
-1)
=
a
-2
a
+1
例
5
计算
(2+1)(2
+1)(2
+1)( 2
+1)
.
分析:此题乍看无公式可用,“硬乘”太 繁,但若添上一项(
2-1
),则可运用公式,
使问题化繁为简.
解:原式
=(2-1)(2+1)(2
+1)(2
+1)(2
+1)
=(2
-1)(2
+1)(2
+1)(2
+1)
=(2
-1)(2
+1)(2
+1)
=
(
2
-1
)(
2
+1
)
8
8
4
4
8
2
2
4
8
2
4
8
2
4
8
9
2
18
9
3
6
3
2
2
6
3
2
2
2
2
6
3
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
2
2
2
2
2
2
实用文档
=2
-1
(三)、注意公式的推广
计算多项式的平方,由
(
a< br>+
b
)
=
a
+2
ab
+
b
,可推广得到:
(
a
+
b
+
c
)
=
a
+
b
+
c
+2
ab
+2
ac
+2
bc
.
可叙述为:多项式的平方,等于各项的平方和,加上每两项乘积的
2
倍.
例
6
计算
(2
x
+
y
-3)
< br>解:原式
=(2
x
)
+
y
+(-3)
+2< br>·
2
x
·
y
+2
·
2
x
( -3)+2
·
y
(-3)
=4
x
+
y
+9+4
xy
-12
x
-6
y
.
(四)、注意公式的变换,灵活运用变形公式
例
7 (1)
已知
x
+
y
=10,
x
+
y
=100
,求
x
+
y
的值;
(2)
已知:
x
+2
y
=7
,
xy
=6
,求
(
x
-2
y
)
的值.
分析:粗看似乎无从下手,但注 意到乘法公式的下列变形:
x
+
y
=(
x
+
y)
-2
xy
,
2
2
2
2
3
3
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
16
x
3
+
y
3
=(
x
+
y
)
3
-3
xy< br>(
x
+
y
)
,
(
x
+
y< br>)
2
-(
x
-
y
)
2
=4
xy
,问题则十分简单.
解:
(1)
∵x
+
y
=(
x
+
y
)
-3
x y
(
x
+
y
)
,将已知条件代入得
100=10< br>-3
xy
·
10
,
∴
xy
=30
故
x
+
y
=(
x
+
y
)
-2
xy
=10
-2
×
30=40
.
(2)(
x-2
y
)
=(
x
+2
y
)
-8
xy
=7
-8
×
6=1
.
例
8
计算
(
a
+
b
+
c
)
+(
a
+
b
-
c
)
+(< br>a
-
b
+
c
)+(
b
-
a
+
c
)
.
分析:直接展开,运算较繁,但注 意到由和及差的完全平方公式可变换出
(
a
+
b
)
+(a
-
b
)
=2(
a
+
b
)
, 因而问题容易解决.
解:原式
=[(
a
+< br>b
)+
c
]
+[(
a
+
b
)-c
]
+[
c
+(
a
-
b
)]
+[
c
-(
a
-
b
)]
=2[(
a
+
b
)
+
c
]+2[
c
+(
a
-
b
)
]
=2[(
a
+
b
)
+(
a
-
b
)
]+4
c
=4
a
+4
b
+4
c
(五)、注意乘法公式的逆运用
例
9
计算
(
a
-2
b
+3
c
)
-(
a+2
b
-3
c
)
.
分 析:若按完全平方公式展开,再相减,运算繁杂,但逆用平方差公式,则能使运算简
便得多.
解:原式
=[(
a
-2
b
+3
c
)+(
a
+2
b
-3
c
)][(
a< br>-2
b
+3
c
)-(
a
+2
b
-3
c
)]
=2
a
(-4b
+6
c
)=-8
ab
+12
ac
.
例
10
计算
(2
a
+3
b
)
-2(2
a
+3
b
)(5
b
-4
a
)+(4
a
-5
b
)
分析:
此题可以利用乘法公式和多项式的乘法展开后计算,
但逆用完全平方公式,
则运
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
实用文档
算更为简便.
解:原式
=(2
a+3
b
)
+2(2
a
+3
b
)(4
a
-5
b
)+(4
a
-5
b
)
=[(2
a
+3
b
)+(4
a
-5b
)]
=(6
a
-2
b
)
=36
a
-24
ab
+4
b
.
四、怎样熟练运用公式:
(一)
、明确公式的结构特征
这是正确运用公式的前提,如平方差公式的结构特征是:符号左边是两个二项式相乘,
且在这四 项中有两项完全相同,
另两项是互为相反数;
等号右边是乘式中两项的平方差,
且是相同项的平方减去相反项的平方.明确了公式的结构特征就能在各种情况下正确运用公
式.
(二)
、理解字母的广泛含义
乘法公式中的字母
a
、
b
可以是具体的数,也可以是单项式或多项式.理解了字母含义
的广泛性, 就能在更广泛的范围内正确运用公式.如计算(
x
+2
y
-
3
z
)
,若视
x
+2
y
为公式
中的
a,
3
z
为
b
,则就可用(
a
-
b)
=
a
-
2
ab
+
b
来解了。
(三)
、熟悉常见的几种变化
有些题目往往与公式的标准形 式不相一致或不能直接用公式计算,此时要根据公式特
征,合理调整变化,使其满足公式特点.
常见的几种变化是:
1
、位置变化
如(
3
x
+5
y
)
(
5
y
-< br>3
x
)
交换
3
x
和
5
y
的 位置后即可用平方差公式计算了.
2
、符号变化
如(-
2
m
-
7
n
)
(
2
m
-
7
n
)变为-(
2
m
+7
n
)
(
2
m
-
7
n
)后就可用平方差公
式求解了(思考:不变或 不这样变,可以吗?)
3
、数字变化
如
98
×
102
,
99
,
91
等分别变为(
100
-
2
)
(
100+2
)
,
(
100-
1
)
,
(
90+1
)
后就能够用乘法公式加 以解答了.
4
、系数变化
如(
4
m
+
进行计算了.
5
、项数变化
如(
x
+3
y
+2z
)
(
x
-
3
y
+6
z
)变 为(
x
+3
y
+4
z
-
2
z
)< br>(
x
-
3
y
+4
z
+2
z
)后再适
当分组就可以用乘法公式来解了.
(四)
、注意公式的灵活运用
n
n
n
n
)
(
2
m
-
)变为
2
(
2
m+
)
(
2
m
-
)后即可用平方差公式
2
4
4
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
实用文档
有些题目往往可用不同的公式来解,
此时要选择最恰当的公式以使 计算更简便.
如计算
(
a
+1
)
·
(
a< br>-
1
)
,若分别展开后再相乘,则比较繁琐,若逆用积的乘方法则后再进一步< br>计算,则非常简便.即原式
=[
(
a
+1
)
(
a
-
1
)
]
=
(
a
-
1
)
=
a
-
2
a
+1
.
对数学 公式只会顺向
(从左到右)
运用是远远不够的,
还要注意逆向
(从右到左)< br>运用.
如
计算(
1
-
1
1
1
11
)
(
1
-
2
)
(
1
-2
)…(
1
-
2
)
(
1
-
2
)
,若分别算出各因式的值后再行
2
2
3
4
910
2
2
2
4
2
8
4
2
2< br>2
2
相乘,
不仅计算繁难,
而且容易出错.
若注意到各因式均 为平方差的形式而逆用平方差公式,
则可巧解本题.
即原式
=
(< br>1
-
)
(
1+
)
(
1
-
)
(
1+
)×…×(
1
-
×…×
9
111
11
11
×
=
×
=
.
10
10
10
20
2
1
2
1
2
1
3
1
3
1
1
3
2
4
1
)
(
1+
)
=
×
×
×
10
102
2
3
3
有时有些问题不能直接用乘法公式解决,
而要用到乘法 公式的变式,
乘法公式的变式主
要有:
a
+
b
=
(
a
+
b
)
-
2
ab
,
a
+
b
=
(
a
-
b
)
+2
ab等.
用这些变式解有关问题常能收到事半功倍之效.
如已知
m
+
n
=7
,
mn
=
-
18
,求
m
+
n
,
m
-
mn
+
n
的值.
面对这样的问题就可用上述变式来解,
即m
+
n
=
(
m
+
n
)
-2
mn
=7
-
2
×(-
18
)
=49 +36=85
,
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
m
2
-
mn
+
n
2
=
(
m
+
n< br>)
2
-
3
mn
=7
2
-
3
×(-
18
)
=103
.
下列各题,难不倒你吧?!
1
、若
a
+
1
1
1
2
2
=5
,求(
1
)
a
+
2
,
(
2
)
(
a
-
)
的 值.
a
a
a
2
4
8
16
32< br>64
2
、求(
2+1
)
(
2
+1
)
(
2
+1
)
(
2
+1
)
(
2
+1
)
(
2
+1
)
(
2
+1
)
+1
的末位数字.
(答案:
1.
(
1
)
23
;
(
2
)
21
.
2. 6
)
五、乘法公式应用的五个层次
乘法公式:(a
+
b)(a
-
b)=a
-
b
,
( a
±
b)=a
±
2ab
+
b
,
(a
±
b)(a
±
ab
+
b
)=a
±b
.
第一层次──正用
即根据所求式的特征,模仿公式进行直接、简单的套用.
例
1
计算
2
2
3
3
2
2
2
2