乘法公式的复习一、复习:(a+b)(a-b)=a2-b2(a+b)2=a2+2ab+b2(a-b)2=a2-2ab+b2 (a+b)(a2-ab+b2)=a3+b3(a-b)(a2+ab+b2)=a3-b3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)=x2-y2②符号变化,(-x+y)(-x-y)=(-x)2-y2= x2-y2③指数变化,(x2+y2)(x2-y2)=x4-y4④系数变化,(2a+b)(2a-b)=4a2-b2⑤换式变化,[xy+(z+m)][xy-(z+m)]=(xy)2-(z+m)2=x2y2-(z+m)(z+m)=x2y2-(z2+zm+zm+m2)=x2y2-z2-2zm-m2⑥增项变化,(x-y+z)(x-y-z)=(x-y)2-z2=(x-y)(x-y)-z2=x2-xy-xy+y2-z2=x2-2xy+y2-z2⑦连用公式变化,(x+y)(x-y)(x2+y2)=(x2-y2)(x2+y2)=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)=19992-19992+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x2-z2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x2-z2=(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=a2-6ac+9c2-16b2(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 ② ①+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()22221222a b ab a b ab +∴-=+-()()22112222a b =-=⨯-=(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 =(n2+3n)2+2(n2+3n)+1=(n2+3n)(n2+3n+2)+1 =(n2+3n+1)2∵n是整数,∴ n2,3n都是整数∴ n2+3n+1一定是整数∴(n2+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)(x2-x+1)2(2)(3m+n-p)2解:(1)(x2-x+1)2=(x2)2+(-x)2+12+2⋅x2⋅(-x)+2⋅x2⋅1+2⋅(-x)⋅1=x4+x2+1-2x3+2x2-2x=x4-2x3+3x2-2x+1(2)(3m+n-p)2=(3m)2+n2+(-p)2+2⋅3m⋅n+2⋅3m⋅(-p)+2⋅n⋅(-p)=9m2+n2+p2+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+c2=a2+2ab+b2+2ac+2bc+c2=a2+b2+c2+2ab+2bc+2ac 即(a+b+c)2=a2+b2+c2+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()()=-+=-111448a a a例3. 计算:()()32513251x y z x y z +-+-+-- 解:原式()()[]()()[]=-++--+25312531y z x y z x()()=--+=-+---25314925206122222y z x y x z yz 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:()()57857822a b c a b c +---+解:原式()()[]()()[]=+-+-++---+578578578578a b c a b c a b c a b c()=-=-101416140160a b c ab ac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()()=++-=+-+++x y z z x y z xy xz yz241224422222五、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:()()()()()()()12223244222222222222....a b ab a b a b ab a b a b a b a ba b a b ab+-=+-+=+++-=++--=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 b 22+的值。
解:()a b a b ab 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()()[]=++-=++++-2222244222222b c a d a b c d bc ad例8. 已知实数x 、y 、z 满足x y z xy y +==+-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=--+- ()()()=--+-=-+-=--+=--25414529696932222y y y y y y y()∴∴,∴∴z y z y x x y z 22300322322308+-====++=+⨯+=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(-2x2-5)(2x2-5)分析:本题两个因式中“-5”相同,“2x2”符号相反,因而“-5”是公式(a+b)(a-b)=a2-b2中的a,而“2x2”则是公式中的b.解:原式=(-5-2x2)(-5+2x2)=(-5)2-(2x2)2=25-4x4.例2 计算(-a2+4b)2分析:运用公式(a+b)2=a2+2ab+b2时,“-a2”就是公式中的a,“4b”就是公式中的b;若将题目变形为(4b-a2)2时,则“4b”是公式中的a,而“a2”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=4x2+20x+25-y+2yz-z2.例4 计算(a-1)2(a2+a+1)2(a6+a3+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)(a2+a+1)(a6+a3+1)]2=[(a3-1)(a6+a3+1)]2=(a9-1)2=a18-2a9+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。