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在“整式乘法与因式分解”这一章里我们学到的乘法公式有:
完全平方公式:
(a b)2=a2 2ab b2,
(a-b)2=a2-2ab b2.
平方差公式:
(a b)(a-b)=a2-b2.
那么对于这些公式,我们怎样才能做到灵活运用呢?下面和大家一起来分享一下.
一、完全平方公式
例1 计算(a b c)2.
解法一:
原式=(a b c)(a b c)
=a2 ab ac ba b2 bc ca cb c2
=a2 ab ac ab b2 bc ac bc c2
=a2 2ab 2ac b2 2bc c2.
解法二:
原式=[(a b) c]2
=(a b)2 2(a b)c c2
=a2 2ab b2 2ac 2bc c2.
【说明】解法一是根据多项式与多项式相乘的法则:先用一个多项式的每一项乘另一个多项式的每一项,再把所得的积相加;解法二是利用整体思想将a b看成整体,直接套用完全平方公式展开的.
例2 若a是一个数,且4x2 axy 9y2是一个完全平方式,则a= .
解:±12.
【说明】本题考查的是完全平方式,完全平方公式展开后右边的形式a2 2ab b2叫完全平方式,即两项的平方和加上或者减去两项乘积的2倍.这里可以确定两项的平方分别是4x2和9y2,则这两项分别是2x和3y,两项积的2倍是12xy,前面的符号可以是加号也可以是减号.所以答案是±12.
例3 若2a2-2ab b2 4a 4=0,求ab的值.
解:由题意知:a2-2ab b2 a2 4a 4=0,
(a2-2ab b2) (a2 4a 4)=0,
(a-b)2 (a 2)2=0,
a-b=0,a 2=0,
a=b,a=-2,
a=b=-2,
ab=(-2)-2=0.25.
【说明】本题由一个方程,求出两个未知数,所以这个方程一定是特殊的方程,结合已知条件可知:可以通过凑完全平方达到解决问题的目的,将2a2分成a2 a2,一个a2和-2ab,b2凑成(a-b)2,另一个a2和4a,4凑成(a 2)2,再根据平方具有非负性,得到两者均为0,从而求得a与b的值,最后代入求值.
二、平方差公式
例4 计算(x y 4)(x-y-4).
解法一:
原式=x2-xy-4x yx-y2-4y 4x-4y-16
=x2-xy-4x xy-y2-4y 4x-4y-16
=x2-y2-8y-16.
解法二:
原式=[x (y 4)][x-(y 4)]
=x2-(y 4)2
=x2-y2-8y-16.
【说明】解法一是根据多项式与多项式相乘的法则:先用一个多项式的每一项乘另一个多项式的每一项,再把所得的积相加;解法二是利用整体思想将y 4看成整体,先套用平方差公式,再套用完全平方公式展开.我们在处理时要先观察:找到相同的项和互为相反数的项.那么对于(a-b c-d)(-a-b c d)应该怎样套用平方差公式呢?这里找到相同的项-b和 c,互为相反数的项是a与-a,-d与d,我们就将其变为[(-b c) (a-d)]·[(-b c)-(a-d)]=(-b c)2-(a-d)2,套用完全平方公式算出结果即可.
例5 计算(x-1)(x2 1)(x4 1)(x 1).
解:原式=(x-1)(x 1)(x2 1)(x4 1)
=(x2-1)(x2 1)(x4 1)
=(x4-1)(x4 1)
=x8-1.
【说明】本题经过观察发现可以将x 1通过乘法交换律交换到前面,这样x-1和x 1就可以套用平方差公式进行简便计算,接着将上面所得的结果与x2 1再套用平方差公式进行简便计算,直至得到结果.
三、乘法公式的综合运用
例6 计算(2y 1)2(2y-1)2.
解法一:
原式=(4y2 4y 1)(4y2-4y 1)
=[(4y2 1) 4y][(4y2 1)-4y]
=(4y2 1)2-(4y)2
=16y4 8y2 1-16y2
=16y4-8y2 1.
解法二:原式=[(2y 1)(2y-1)]2
=(4y2-1)2
=16y4-8y2 1.
【说明】本题的两种解法都采取了乘法公式,第一种先套用完全平方公式再套用平方差公式;第二种先利用乘法的交换律和结合律将其转化为[(2y 1)(2y-1)]2的形式,然后套用平方差公式,最后套用完全平方公式.两种方法比较,个人认为第二种在计算上更加简便.
例7 解方程(2x-1)(1 2x) 3(x 2)(-2 x)=7(x-1)2.
解:(2x-1)(2x 1) 3(x 2)(x-2)=7(x-1)2,
(4x2-1) 3(x2-4)=7(x2-2x 1),
4x2-1 3x2-12=7x2-14x 7,
7x2-13=7x2-14x 7,
14x=20,
x=[107].
【说明】本题经过套用平方差公式和完全平方公式展开,发现关于x的二次项全部抵消,转化成了一个解关于x的一元一次方程的问题.这里需注意的是在套用平方差公式时,我们要看清楚相同的项以及互为相反数的项.
以上是我对运用乘法公式进行简便计算的一些想法和体会,相信你已经感受到了运用乘法公式进行计算的简便之处.其实在因式分解中,如果我们学会对乘法公式进行灵活运用,也可以大大地提高解题的速度和准确率,在以后的学习过程中,同学们要注意积累.
(作者单位:江蘇省淮安外国语学校)
完全平方公式:
(a b)2=a2 2ab b2,
(a-b)2=a2-2ab b2.
平方差公式:
(a b)(a-b)=a2-b2.
那么对于这些公式,我们怎样才能做到灵活运用呢?下面和大家一起来分享一下.
一、完全平方公式
例1 计算(a b c)2.
解法一:
原式=(a b c)(a b c)
=a2 ab ac ba b2 bc ca cb c2
=a2 ab ac ab b2 bc ac bc c2
=a2 2ab 2ac b2 2bc c2.
解法二:
原式=[(a b) c]2
=(a b)2 2(a b)c c2
=a2 2ab b2 2ac 2bc c2.
【说明】解法一是根据多项式与多项式相乘的法则:先用一个多项式的每一项乘另一个多项式的每一项,再把所得的积相加;解法二是利用整体思想将a b看成整体,直接套用完全平方公式展开的.
例2 若a是一个数,且4x2 axy 9y2是一个完全平方式,则a= .
解:±12.
【说明】本题考查的是完全平方式,完全平方公式展开后右边的形式a2 2ab b2叫完全平方式,即两项的平方和加上或者减去两项乘积的2倍.这里可以确定两项的平方分别是4x2和9y2,则这两项分别是2x和3y,两项积的2倍是12xy,前面的符号可以是加号也可以是减号.所以答案是±12.
例3 若2a2-2ab b2 4a 4=0,求ab的值.
解:由题意知:a2-2ab b2 a2 4a 4=0,
(a2-2ab b2) (a2 4a 4)=0,
(a-b)2 (a 2)2=0,
a-b=0,a 2=0,
a=b,a=-2,
a=b=-2,
ab=(-2)-2=0.25.
【说明】本题由一个方程,求出两个未知数,所以这个方程一定是特殊的方程,结合已知条件可知:可以通过凑完全平方达到解决问题的目的,将2a2分成a2 a2,一个a2和-2ab,b2凑成(a-b)2,另一个a2和4a,4凑成(a 2)2,再根据平方具有非负性,得到两者均为0,从而求得a与b的值,最后代入求值.
二、平方差公式
例4 计算(x y 4)(x-y-4).
解法一:
原式=x2-xy-4x yx-y2-4y 4x-4y-16
=x2-xy-4x xy-y2-4y 4x-4y-16
=x2-y2-8y-16.
解法二:
原式=[x (y 4)][x-(y 4)]
=x2-(y 4)2
=x2-y2-8y-16.
【说明】解法一是根据多项式与多项式相乘的法则:先用一个多项式的每一项乘另一个多项式的每一项,再把所得的积相加;解法二是利用整体思想将y 4看成整体,先套用平方差公式,再套用完全平方公式展开.我们在处理时要先观察:找到相同的项和互为相反数的项.那么对于(a-b c-d)(-a-b c d)应该怎样套用平方差公式呢?这里找到相同的项-b和 c,互为相反数的项是a与-a,-d与d,我们就将其变为[(-b c) (a-d)]·[(-b c)-(a-d)]=(-b c)2-(a-d)2,套用完全平方公式算出结果即可.
例5 计算(x-1)(x2 1)(x4 1)(x 1).
解:原式=(x-1)(x 1)(x2 1)(x4 1)
=(x2-1)(x2 1)(x4 1)
=(x4-1)(x4 1)
=x8-1.
【说明】本题经过观察发现可以将x 1通过乘法交换律交换到前面,这样x-1和x 1就可以套用平方差公式进行简便计算,接着将上面所得的结果与x2 1再套用平方差公式进行简便计算,直至得到结果.
三、乘法公式的综合运用
例6 计算(2y 1)2(2y-1)2.
解法一:
原式=(4y2 4y 1)(4y2-4y 1)
=[(4y2 1) 4y][(4y2 1)-4y]
=(4y2 1)2-(4y)2
=16y4 8y2 1-16y2
=16y4-8y2 1.
解法二:原式=[(2y 1)(2y-1)]2
=(4y2-1)2
=16y4-8y2 1.
【说明】本题的两种解法都采取了乘法公式,第一种先套用完全平方公式再套用平方差公式;第二种先利用乘法的交换律和结合律将其转化为[(2y 1)(2y-1)]2的形式,然后套用平方差公式,最后套用完全平方公式.两种方法比较,个人认为第二种在计算上更加简便.
例7 解方程(2x-1)(1 2x) 3(x 2)(-2 x)=7(x-1)2.
解:(2x-1)(2x 1) 3(x 2)(x-2)=7(x-1)2,
(4x2-1) 3(x2-4)=7(x2-2x 1),
4x2-1 3x2-12=7x2-14x 7,
7x2-13=7x2-14x 7,
14x=20,
x=[107].
【说明】本题经过套用平方差公式和完全平方公式展开,发现关于x的二次项全部抵消,转化成了一个解关于x的一元一次方程的问题.这里需注意的是在套用平方差公式时,我们要看清楚相同的项以及互为相反数的项.
以上是我对运用乘法公式进行简便计算的一些想法和体会,相信你已经感受到了运用乘法公式进行计算的简便之处.其实在因式分解中,如果我们学会对乘法公式进行灵活运用,也可以大大地提高解题的速度和准确率,在以后的学习过程中,同学们要注意积累.
(作者单位:江蘇省淮安外国语学校)