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第2章 整式的乘法 2.2 乘法公式 2.2.1 平方差公式 计算下列各式,你能发现什么规律: ( a+1 )( a-1 )=a2-a+a-12= , ( a+2 )( a-2 )=a2-2a+2a-22= , ( a+3 )( a-3 )=a2-3a+3a-32= , ( a+4 )( a-4 )=a2-4a+4a-42= . a2-12 a2-22 a2-32 a2-42 我们用多项式乘法来推导一般情况:( a+b ) ( a-b )=a2-ab+ab-b2=a2-b2. 思考 我们把 ( a+b )( a-b )=a2-b2. 叫做平方差公式,即两个数的和与这两个数的 差的积等于这两个数的平方差. 如图(1),将边长为a的大正方形剪去一个边长为b 的小正方形,并将剩余部分沿虚线剪开,得到两个 长方形,再将这两个长方形拼成如图(2)所示的长 方形,你能用这两个图解释平方差公式吗? a b (1) a b a-b (2) 讨论 图(2)中的面积为:( a+b )( a-b ),图(1)中的剩 余部分的面积为a2-b2.由题可知,图(2)的面积为 图(1)剩余部分的面积,所以( a+b )( a-b )=a2-b2. 对于满足平方差公式特征的多项式的乘法,可以 利用该公式进行简便计算. 【例1】运用平方差公式计算: (1)( 2x+1 )( 2x-1 ); (2)( x+2y )( x-2y ) 解:(1)( 2x+1 )( 2x-1 ) = ( 2x )2-12 = 4x2-1. (2)( x+2y )( x-2y ) = x2-( 2y )2 = x2-4y2. 【例2】运用平方差公式计算: (1) ; (2)( 4a+b )( -b+4a ). 解:(1) (2)( 4a+b )( -b+4a ) = ( 4a+b )( 4a-b ) = ( 4a )2-b2 = 16a2-b2. 【例3】计算:1002×998. 解:1002×998 =( 1000+2 )( 1000-2 ) =10002-22 =999996. 运用平方差 公式可以简 化一些运算. 1.下面的计算对不对?如果不对,应怎样改正? (1)( x-2 )( x+2 )=x2 -2; (2)( -2x-1 )( 2x-1 )=4x2-1. 答案:(1)、(2)均不对; (1)( x-2 )( x+2 )=x2 -4; (2)( -2x-1 )( 2x-1 )=1-4x2. 练习 2.运用平方差公式计算: (1)( m+2n )( m-2n ); (2)( 3a+b )( 3a-b ); (3)(0.5x-y)( 0.5x+y ); (4)( -1+5a )( -1-5a ). 答案:(1)m2-4n2; (2)9a2-b2; (3)0.25x2-y2; (4)1-25a2. 3.计算: (1)202×198; (2)49.8×50.2. 答案:(1)39996;(2)2499.96. 通过本节课,你有什么收获 ? 你还存在哪些疑问,和同伴 交流。 我思 我进步 2.2.2 完全平方公式 计算下列各式,你能发现什么规律: ( a+1 )2=( a+1 )( a+1 )=a2+a+a+12=a2+2·a·1+12, ( a+2 )2=( a+2 )( a+2 )=a2+2a+2a+22=a2+2·a·2+22, ( a+3 )2=( a+3 )( a+3 )=a2+3a+3a+32=a2+2·a·3+32, ( a+4 )2=( a+4 )( a+4 )=a2+4a+4a+42=a2+2·a·4+42. 我们用多项式乘法来推导一般情况: ( a+b )2=( a+b )=a2+ab+ab+b2=a2+2ab+b2. 思考 ( a-b )2=? 把( a+b )2=a2+2ab+b2中的“b”换做“-b”,试试看. ( a-b )2=[a+( -b )]2=a2+2a( -b )+( -b )2=a2-2ab+b2. 我们把 ( a+b )2=a2+2ab+b2,( a-b )2=a2-2ab+b2. 都叫做完全平方公式,即两数和(或差)的平方, 等于它们的平方和,加(或减)它们的积的2倍. 讨论 把一个边长为a+b的正方形按如图分割成4块,你能 用这个图来解释完全平方公式吗? ab ab a2 b2 a b a b由图可知,大正方形的面积为 ( a+b )2 ;分割成的四块的面积和为 a2+ab+ab+b2,即a2+2ab+b2. 由题可知,大正方形的面积与四个小 正方形的面积相等,所以有( a+b )2=a2+2ab+b2. 讨论 【例1】运用完全平方公式计算: (1)( 3m+n )2; (2) 解:(1)( 3m+n )2 = ( 3m )2+2·3m·n+n2 = 9m2+6mn+n2. (2) 1.下面的计算对不对?如果不对,应怎样改正? (1)( x+2 )2=x2 +4; (2)( -a-b )2=a2-2ab+b2. 答案:(1)、(2)均不对; (1)( x+2 )2=x2 +4x+4; (2)( -a-b )2=a2+2ab+b2. 练习 2.运用完全平方公式计算: (1)( x+4 )2; (2)( 2a-3 )2; (3) 答案:(1)x2+8x+16;(2)4a2-12a+9; (3) ( a-b )2与( b-a )2,( a+b )2与( -a-b )2相等吗?为什么 ? 相等.因为( b-a )2=[-( a-b )]2=( a-b )2,所以( a-b )2= ( b-a )2;又因为( -a-b )2=[-( a+b )]2=( a+b )2,所 以( a+b )2=( -a-b )2. 也可用完全平方公式将它们分别展开,也可得到 相等. 讨论 【例2】运用完全平方公式计算: (1)( -x+1 )2; (2)( -2x-3 )2. 解:(1)( -x+1 )2 = ( -x )2+2( -x )·1+12 = x2-2x+1. (2)( -2x-3 )2. = [-( 2x+3 )]2. = ( 2x+3 )2. = 4x2+12x+9. 【例3】计算: (1)( a+b )2-( a-b )2; (2)( a+b+1 )2. 解:(1)( a+b )2-( a-b )2 = a2+2ab+b2-( a2-2ab+b2 ) = 4ab. (2)( a+b+1 )2 = ( a+b )2+2( a+b )+1 = a2+2ab+b2+2a+2b+1. 【例4】计算: (1)1042; (2)1982. 解:(1)1042=( 100+4 )2 = 1002+2×100×4+42 = 10000+800+16 = 10816. (2)1982=( 200-2 )2 = 2002-2×200×2+22 = 40000-800+16 = 39204. 1.运用完全平方公式计算: (1)( -2a+3 )2; (2)( -3x+0.5 )2; (3)( -x2-4y )2; (4)( 1-2b )2. 答案:(1)4a2-12a+9; (2)9x2-3b+0.25; (3)x4+8x2y+16y2; (4)1-4b+4b2. 练习 2.计算: (1)( x+2y )2-( x-2y )2; (2)( a-b+1 )2. 答案:(1)8xy; (2)a2-2ab+b2+2a-2b+1. 3.计算: (1)1032; (2)2972. 答案:(1)10609;(2)88209. 通过本节课,你有什么收获 ? 你还存在哪些疑问,和同伴 交流。 我思 我进步 2.2.3 运用乘法公式进行计算 (1)( x+1 )( x2+1 )( x-1 )=? (2)(x+y+1)( x+y-1 )=? 思考 对于问题(1),如果直接按从左至右的运算顺序 进行计算,计算过程很繁琐而且容易出错.通过观 察,发现( x+1 )与( x-1 )可以凑成平方差公式,然 后再与( x2+1 )相乘可以化简运算. ( x+1 )( x2+1 )( x-1 ) =( x+1 )( x-1 )( x2+1 ) (交换律) =( x2-1 )( x2+1 ) =x4-1. 对于问题(2),通过观察,发现可以把x+y看作 一个整体,这样就可以用平方差公式来计算. (x+y+1)( x+y-1 ) =[( x+y )+1][( x+y )-1] =( x+y )2-1 =x2+2xy+y2-1. 遇到多项式的乘法时,我们要首先 观察式子的特征,看能否运用乘法 公式,以达到简化运算的目的. 【例1】运用乘法公式计算: (1)[( a+3 )( a-3 )]2; (2)( a-b+c )( a+b-c ). 解:(1)[( a+3 )( a-3 )]2 = ( a2-9 )2 = ( a2 )2-2a2·9+92 = a4-18a2+81. (2)( a-b+c )( a+b-c ) = [a-( b-c )][a+( b-c )] = a2-(b-c)2 = a2-( b2-2bc+c2 ) = a2-b2+2bc-c2. 【例2】一个正方形花圃的边长增加到原来的2倍还 多1m,它的面积就增加到原来的4倍还多21m2,求 这个正方形花圃原来的边长. 解:设正方形花圃原来的边长为xm. 由数量关系,得 ( 2x+1 )2=4x2+21, 化简,得 4x2+4x+1=4x2+21, 即 4x=20, 解得 x=5. 答:这个正方形花圃原来的边长为5m. 1.运用乘法公式计算: (1)( x-2 )( x+2 )( x2+4 ); (2)( a+2b-1 )( a+2b+1 ); (3)( 2m+n-1 )( 2m-n+1 ); (4)( x+1 )2( x-1 )2. 答案:(1)x4-16; (2)a2+4ab+4b2-1; (3)4m2-n2+2n-1; (4)x4-2x2+1. 练习 2.计算:( a-b-c )2. 答案:a2+b2+c2-2ab-2ac+2bc. 3.一个正方形的边长增加2cm,它的面积就增加 16cm2,求这个正方形原来的边长. 答案:5cm. 通过本节课,你有什么收获 ? 你还存在哪些疑问,和同伴 交流。 我思 我进步 查看更多

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