乘法公式一、复习:(a+b)(a-b)=a 2-b 2 (a+b)2=a 2+2ab+b 2 (a-b)2=a 2-2ab+b 2(a+b)(a 2-ab+b 2)=a 3+b 3 (a-b)(a 2+ab+b 2)=a 3-b 3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 2?y 2② 符号变化,??x ?y ???x ?y ????x ?2?y 2? x 2?y 2③ 指数变化,?x 2?y 2??x 2?y 2??x 4?y 4④ 系数变化,?2a ?b ??2a ?b ??4a 2?b 2⑤ 换式变化,?xy ??z ?m ???xy ??z ?m ????xy ?2??z ?m ?2?x 2y 2??z ?m ??z ?m ??x 2y 2??z 2?zm ?zm ?m 2??x 2y 2?z 2?2zm ?m 2⑥ 增项变化,?x ?y ?z ??x ?y ?z ???x ?y ?2?z 2??x ?y ??x ?y ??z 2?x 2?xy ?xy ?y 2?z 2?x 2?2xy ?y 2?z 2⑦ 连用公式变化,?x ?y ??x ?y ??x 2?y 2???x 2?y 2??x 2?y 2??x 4?y 4⑧ 逆用公式变化,?x ?y ?z ?2??x ?y ?z ?2???x ?y ?z ???x ?y ?z ????x ?y ?z ???x ?y ?z ???2x ??2y ?2z ???4xy ?4xz例1.已知2=+b a ,1=ab ,求22b a +的值。
解:∵=+2)(b a 222b ab a ++ ∴22b a +=ab b a 2)(2-+∵2=+b a ,1=ab ∴22b a +=21222=⨯-例2.已知8=+b a ,2=ab ,求2)(b a -的值。
解:∵=+2)(b a 222b ab a ++ =-2)(b a 222b ab a +-∴-+2)(b a =-2)(b a ab 4 ∴-+2)(b a ab 4=2)(b a -∵8=+b a ,2=ab ∴=-2)(b a 562482=⨯-例3:计算19992-2000×1998〖解析〗此题中2000=1999+1,1998=1999-1,正好符合平方差公式。
解:19992-2000×1998 =19992-(1999+1)×(1999-1)=19992-(19992-12)=+1 =1例4:已知a+b=2,ab=1,求a 2+b 2和(a-b)2的值。
〖解析〗此题可用完全平方公式的变形得解。
解:a 2+b 2=(a+b)2-2ab=4-2=2(a-b)2=(a+b)2-4ab=4-4=0例5:已知x-y=2,y-z=2,x+z=14。
求x 2-z 2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 2-z 2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 2-z 2=(x+z )(x-z)=14×4=56。
例6:判断(2+1)(22+1)(24+1)……(22048+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)(22+1)(24+1)……(22048+1)+1=(2-1)(22+1)(24+1)……(22048+1)+1=24096=161024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)1032 (2)1982解:(1)1032??100?3?2 ?1002?2?100?3?32 ?10000?600?9 ?10609(2)1982??200?2?2 ?2002?2?200?2?22 ?40000?800?4 ?39204例8.计算(1)?a ?4b ?3c ??a ?4b ?3c ? (2)?3x ?y ?2??3x ?y ?2?解:(1)原式???a ?3c ??4b ???a ?3c ??4b ???a ?3c ?2??4b ?2?a 2?6ac ?9c 2?16b 2(2)原式??3x ??y ?2???3x ??y ?2???9x 2?? y 2?4y ?4??9x 2?y 2?4y ?4例9.解下列各式(1)已知a 2?b 2?13,ab ?6,求?a ?b ?2,?a ?b ?2的值。
(2)已知?a ?b ?2?7,?a ?b ?2?4,求a 2?b 2,ab 的值。
(3)已知a ?a ?1???a 2?b ??2,求222a b ab +-的值。
(4)已知13x x -=,求441x x +的值。
分析:在公式?a ?b ?2?a 2?b 2?2ab 中,如果把a ?b ,a 2?b 2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:(1)∵a 2?b 2?13,ab ?6??a ?b ?2?a 2?b 2?2ab ?13?2?6?25 ?a ?b ?2?a 2?b 2?2ab ?13?2?6?1(2)∵?a ?b ?2?7,?a ?b ?2?4? a 2?2ab ?b 2?7 ① a 2?2ab ?b 2?4 ②①?②得 2?a 2?b 2??11,即22112a b +=①?②得 4ab ?3,即34ab =(3)由a ?a ?1???a 2?b ??2 得a ?b ??2(4)由13x x -=,得19x x 2⎛⎫-= ⎪⎝⎭ 即22129x x +-= 22111x x ∴+= 221121x x 2⎛⎫∴+= ⎪⎝⎭ 即4412121x x ++= 441119x x += 例10.四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?25?522?3?4?5?1?121?1123?4?5?6?1?361?192…… 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 ?3??1 ??n ?n ?3????n ?1??n ?2???1 ??n 2?3n ?2?2?n 2?3n ??1??n 2?3n ??n 2?3n ?2??1 ??n 2?3n ?1?2∵n 是整数,? n 2,3n 都是整数 ? n 2?3n ?1一定是整数??n 2?3n ?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 2?x ?1?2 (2)?3m ?n ?p ?2解:(1)?x 2?x ?1?2??x 2?2???x ?2?12?2? x 2???x ??2?x 2?1?2???x ??1?x 4?x 2?1?2x 3?2x 2?2x?x 4?2x 3?3x 2?2x ?1(2)?3m ?n ?p ?2??3m ?2?n 2???p ?2?2?3m ?n ?2?3m ???p ??2?n ???p ??9m 2?n 2?p 2?6mn ?6mp ?2np 分析:两数和的平方的推广?a ?b ?c ?2 ???a ?b ??c ?2 ??a ?b ?2?2?a ?b ??c ?c 2 ?a 2?2ab ?b 2?2ac ?2bc ?c 2?a 2?b 2?c 2?2ab ?2bc ?2ac 即?a ?b ?c ?2?a 2?b 2?c 2?2ab ?2bc ?2ac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。
例1. 计算:()()53532222x y x y +- 解:原式()()=-=-53259222244x y x y (二)、连用:连续使用同一公式或连用两个以上公式解题。
例2. 计算:()()()()111124-+++a a a a 解:原式()()()=-++111224a a a 例3. 计算:()()32513251x y z x y z +-+-+-- 解:原式()()[]()()[]=-++--+25312531y z x y z x 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:()()57857822ab c ab c +---+ 解:原式()()[]()()[]=+-+-++---+578578578578a b c a b c a b c a b c 四、变用: 题目变形后运用公式解题。
例5. 计算:()()x y z x y z +-++26 解:原式()[]()[]=++-+++x y z z x y z z 2424 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: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。
例6. 已知a b ab -==45,,求a b22+的值。
解:()a b a b a b 2222242526+=-+=+⨯= 例7. 计算:()()a b c d b c d a ++-+++-22 解:原式()()[]()()[]=++-++--b c a d b c a d 22例8. 已知实数x 、y 、z 满足xy z x yy +==+-592,,那么x y z ++=23( ) 解:由两个完全平方公式得:()()[]ab a b a b =+--1422 从而 ()[]z x y y 2221459=--+- 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(-2x 2-5)(2x 2-5)分析:本题两个因式中“-5”相同,“2x 2”符号相反,因而“-5”是公式(a +b )(a -b )=a 2-b 2中的a ,而“2x 2”则是公式中的b .解:原式=(-5-2x 2)(-5+2x 2)=(-5)2-(2x 2)2=25-4x 4.例2 计算(-a 2+4b )2分析:运用公式(a +b )2=a 2+2ab +b 2时,“-a 2”就是公式中的a ,“4b ”就是公式中的b ;若将题目变形为(4b -a 2)2时,则“4b ”是公式中的a ,而“a 2”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(2x +y -z +5)(2x -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“2x ”、“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.解:原式=〔(2x +5)+(y -z )〕〔(2x +5)-(y -z )〕=(2x +5)2-(y -z )2=4x 2+20x +25-y +2yz -z 2.例4 计算(a -1)2(a 2+a +1)2(a 6+a 3+1)2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 2+a +1)(a 6+a 3+1)]2=[(a 3-1)(a 6+a 3+1)]2=(a 9-1)2=a 18-2a 9+1例5 计算(2+1)(22+1)(24+1)(28+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)(22+1)(24+1)(28+1)=(22-1)(22+1)(24+1)(28+1)=(24-1)(24+1)(28+1)=(28-1)(28+1)=216-1(三)、注意公式的推广计算多项式的平方,由(a+b)2=a2+2ab+b2,可推广得到:(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2ac+2bc.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(2x+y-3)2解:原式=(2x)2+y2+(-3)2+2·2x·y+2·2x(-3)+2·y(-3)=4x2+y2+9+4xy-12x-6y.(四)、注意公式的变换,灵活运用变形公式例7 (1)已知x+y=10,x3+y3=100,求x2+y2的值;(2)已知:x+2y=7,xy=6,求(x-2y)2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:x2+y2=(x+y)2-2xy,x3+y3=(x+y)3-3xy(x+y),(x+y)2-(x-y)2=4xy,问题则十分简单.解:(1)∵x3+y3=(x+y)3-3xy(x+y),将已知条件代入得100=103-3xy·10,∴xy=30 故x2+y2=(x+y)2-2xy=102-2×30=40.(2)(x-2y)2=(x+2y)2-8xy=72-8×6=1.例8 计算(a+b+c)2+(a+b-c)2+(a-b+c)+(b-a+c)2.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)2+(a-b)2=2(a2+b2),因而问题容易解决.解:原式=[(a+b)+c]2+[(a+b)-c]2+[c+(a-b)]2+[c-(a-b)]2=2[(a+b)2+c2]+2[c2+(a-b)2]=2[(a+b)2+(a-b)2]+4c2=4a2+4b2+4c2(五)、注意乘法公式的逆运用例9 计算(a-2b+3c)2-(a+2b-3c)2.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-2b+3c)+(a+2b-3c)][(a-2b+3c)-(a+2b-3c)]=2a(-4b+6c)=-8ab+12ac.例10 计算(2a+3b)2-2(2a+3b)(5b-4a)+(4a-5b)2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,则运算更为简便.解:原式=(2a+3b)2+2(2a+3b)(4a-5b)+(4a-5b)2=[(2a+3b)+(4a-5b)]2=(6a-2b)2=36a2-24ab+4b2.四、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 +2y -3z )2,若视x +2y 为公式中的a ,3z 为b ,则就可用(a -b )2=a 2-2ab +b 2来解了。