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初中代数式逻辑思维能力题(衔接高中内容)
一.立方公式:立方和公式a3+b3=(a+b)(a2﹣ab+b2),立方差公式a3﹣b3=(a﹣b)(a2+ab+b2)
1.由(a+b)(a2﹣ab+b2)=a3﹣a2b+ab2+a2b﹣ab2+b=a3+b3,即(a+b)(a2﹣ab+b2)=a3+b3.我们把这个等式叫做立方公式.下列应用这个立方公式进行的变形不正确的是( )
A.(x+4y)(x2﹣4xy+16y2)=x3+64y3 B.(a+1)(a2﹣a+1)=a3+1
C.(2x+y)(4x2﹣2xy+y2)=8x3+y3 D.(x+3)(x2﹣6x+9)=x3+27
2.若x+y=1,x3+y3=,则x5+y5的值是( )
A. B. C. D.
3.分解因式:x3+2x2y+2xy2+y3= .
4.实数a,b满足a3+b3+3ab=1,则a+b= .
5.已知实数x,y满足方程组,则x2+y2= .
6.已知a+b+c+d=1,a,b,c,d为正数,求证:.
7.已知实数x,y满足方程组.温馨提示:立方和(差)公式a3+b3=(a+b)(a2﹣ab+b2),a3﹣b3=(a﹣b)(a2+ab+b2).
求值:(1)xy (2)x2+y2.
二.对称式和轮换对称式
8.已知,,,则的值是( )
A. B. C. D.
9.设a=,b=,c=,且x+y+z≠0,则= .
10.设a,b,c,满足=,=,=,求的值.
11.已知b≥0,且a+b=c+1,b+c=d+2,c+d=a+3,求a+b+c+d的最大值.
12.已知 ,,,求7x+5y﹣2z的值.
13.已知,,,求的值.
三.高次方程:函数图像交点法和因式分解法
14.方程x3﹣2x2﹣1=0的实数根个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
15.方程x4﹣6x3+13x2﹣12x+4=0的不同有理根的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.4
16.设x,y为实数,且满足,则x+y= .
17.解方程:2x4﹣9x3+14x2﹣9x+2=0.
四.基本不等式:存在实数a>0,b>0,则有≥,当且仅当a=b时等号成立,我们称它为基本不等式(均值定理).
18.如果a,b,c是正实数且满足abc=1,则代数式(a+1)(b+1)(c+1)的最小值是( )
A.64 B.8 C.8 D.
19.函数y=x+(x>0)的最小值为 .
20.阅读材料:定理:若a,b都是非负实数,则当且仅当a=b时,a+b最小值为2.
证明:∵≥0,∴a﹣2+b≥0,∴.a+b≥2.当且仅当a=b时,“=”成立.
请利用上述定理解决下列两个问题:
(1)已知x>0,求函数y=x+的最小值.
(2)汽车的经济时速是指每小时汽车耗油量最少的行驶速度.某种汽车在每小时70~110公里之间行驶时(含70公里和110公里),每公里耗油升.若该汽车以每小时x公里的速度匀速行驶,设1小时的耗油量为y升.
①求y关于x的函数关系式并写出自变量x的取值范围;
②求该汽车的经济时速.
21.解方程:.
22.设实数a>0,b>0,则有≥,当且仅当a=b时等号成立,我们称它为基本不等式(均值定理).
(1)证明此定理;
(2)利用此定理,当x>0时,求x+的最小值过程如下:“令a=x,b=,则x+≥2=2,当且仅当x=即x=1时取等号,即x+的最小值为2.”仿照此过程,求函数y=(x>﹣1)的最小值.
参考答案与试题解析
一.立方公式(共7小题)
1.由(a+b)(a2﹣ab+b2)=a3﹣a2b+ab2+a2b﹣ab2+b=a3+b3,即(a+b)(a2﹣ab+b2)=a3+b3.我们把这个等式叫做立方公式.下列应用这个立方公式进行的变形不正确的是( )
A.(x+4y)(x2﹣4xy+16y2)=x3+64y3
B.(a+1)(a2﹣a+1)=a3+1
C.(2x+y)(4x2﹣2xy+y2)=8x3+y3
D.(x+3)(x2﹣6x+9)=x3+27
【解答】解:∵立方公式(a+b)(a2﹣ab+b2)=a3+b3
∵A.(x+4y)(x2﹣4xy+16y2)=.(x+4y)[x2﹣4y x+(4y)2]=x3+64y3=x3+(4y)3;∴符合以上公式,故A正确;
∵B.(a+1)(a2﹣a+1)=(a+1)(a2﹣1×a+13)=a3+13;∴符合以上公式,故B正确;
∵C.(2x+y)(4x2﹣2xy+y2)=(2x+y)[(2x)2﹣2x y+y2)]=(2x)3+y3;∴符合以上公式,故C正确;
∵D.(x+3)(x2﹣6x+9)=(x+3)(x2﹣2×3×x+9)=x3+27∴不符合以上公式,故D正确;
故选:D.
2.若x+y=1,x3+y3=,则x5+y5的值是( )
A. B. C. D.
【解答】解:由x3+y3=(x+y)(x2﹣xy+y2)=,x+y=1,有x2﹣xy+y2=.
又因x2+2xy+y2=1,则3xy=,xy=.
由
故x5+y5=.
故选:A.
3.分解因式:x3+2x2y+2xy2+y3= (x+y)(x2+xy+y2) .
【解答】解:x3+2x2y+2xy2+y3=(x3+y3)+(2x2y+2xy2)
=(x+y)(x2﹣xy+y2)+2xy(x+y)
=(x+y)(x2+xy+y2)
故答案为:(x+y)(x2+xy+y2)
4.实数a,b满足a3+b3+3ab=1,则a+b= 1或﹣2 .
【解答】解:由题意得:(a+b)(a2+b2﹣ab)+3ab=1
(a+b)[(a+b)2﹣3ab]+3ab=1
(a+b)(a+b)2﹣3ab(a+b)+3ab﹣1=0
[(a+b)3﹣1]﹣3ab(a+b﹣1)=0
(a+b﹣1)[(a+b)2+1+a+b]﹣3ab(a+b﹣1)=0
(a+b﹣1)[(a+b)2+1+a+b﹣3ab]=0
∴(a+b﹣1)=0或(a+b)2+1+a+b﹣3ab=0,
由(a+b)2﹣3ab+(a+b)+1=0整理得:a2﹣(b﹣1)a+(b2+b+1)=0,
又∵a,b是实数,所以上述方程有实数解,
dalta=(b﹣1)2﹣4(b2+b+1)≥0
也就是:(b+1)2≤0,
故:b=﹣1,代入上式解得a=﹣1,
所以此时a+b=﹣2;
综上所述可得:a+b=1或a+b=﹣2.
故答案为:1或﹣2.
5.已知实数x,y满足方程组,则x2+y2= 13 .
【解答】解:∵x3+y3=(x+y)(x2﹣xy+y2)=(x+y)[(x+y)2﹣3xy]=19,
把x+y=1代入,可得xy=﹣6,
∴1×(x2+y2+6)=19,
∴x2+y2=13.
故答案是:13.
6.已知a+b+c+d=1,a,b,c,d为正数,求证:.
【解答】证明:∵a+b+c+d=1,a,b,c,d为正数,
∴0<a<1,a>a2>a3,
∴7a+1=a+3a+3a+1>a3+3a2+3a+1=(a+1)3,
∴,
同理得,,,
故原式>a+1+b+1+c+1+d+1=5.
7.已知实数x,y满足方程组.温馨提示:立方和(差)公式a3+b3=(a+b)(a2﹣ab+b2),a3﹣b3=(a﹣b)(a2+ab+b2).
求值:(1)xy (2)x2+y2.
【解答】解:(1)∵x3+y3=(x+y)(x2﹣xy+y2)=19,x+y=1,
∴x2﹣xy+y2=19,
∴x2+y2=19+xy,
∵x2+2xy+y2=(x+y)2=1,
∴19+xy+2xy=1,
解得:xy=﹣6,
(2)∵xy=﹣6,
∴x2﹣(﹣6)+y2=19,
∴x2+y2=13.
二.对称式和轮换对称式(共6小题)
8.已知,,,则的值是( )
A. B. C. D.
【解答】解:∵,∴+=15①,
∵,∴+=17②;
∵,∴+=16③,
∴①+②+③得,2(++)=48,
∴++=24,
则===,
故选:D.
9.设a=,b=,c=,且x+y+z≠0,则= 1 .
【解答】解:∵a=,b=,c=,
∴=
=
=
∴=++
=
∵x+y+z≠0
∴原式=1.
故答案为:1.
10.设a,b,c,满足=,=,=,求的值.
【解答】解:∵=,=,=,
∴=+=3①,
=+=4②
=+=5③,
①+②+③得:
2(++)=12,
故++==6,
则=.
11.已知b≥0,且a+b=c+1,b+c=d+2,c+d=a+3,求a+b+c+d的最大值.
【解答】解:∵a+b=c+1,b+c=d+2,c+d=a+3,
∴2b+c=6,c=6﹣2b,
代入a+b=c+1得a=7﹣3b,
代入b+c=d+2得d=4﹣b,
则a+b+c+d=17﹣5b,
因为b≥0,
所以当b取0时,a+b+c+d的最大值为17.
12.已知 ,,,求7x+5y﹣2z的值.
【解答】解:∵,,,
∴+=,+=,+=,
解得:=,=,=,
∴x=,y=,z=24,
∴原式=7×+5×﹣2×24
=24+24﹣48
=0.
13.已知,,,求的值.
【解答】解:∵,
∴=,
∴x(y+z)=2(x+y+z),
∴x=,
即:=,
同理:=,,
∴=++=++==2.
三.高次方程(共4小题)
14.方程x3﹣2x2﹣1=0的实数根个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【解答】解:∵x3﹣2x2﹣1=0,
x3=2x2+1,
画出图象y1=x3和y2=2x2+1,
可以看出只有一个交点,
所以,原方程只有一个根.
故选:B.
15.方程x4﹣6x3+13x2﹣12x+4=0的不同有理根的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.4
【解答】解:观察可知x=1是方程x4﹣6x3+13x2﹣12x+4=0的一个根,
即(x﹣1)(x3﹣5x2+8x﹣4)=0,
观察可知x=1还是x3﹣5x2+8x﹣4=0,
原方程可以化为(x﹣1)2(x2﹣4x+4)=0,
解得x=1或2,
原方程的不同有理根有2个,
故选:C.
16.设x,y为实数,且满足,则x+y= 4 .
【解答】解:设x﹣2=a,y﹣2=b,则原方程组变为:.
由①+②得:a3+b3+2013(a+b)=0,
所以(a+b)(a2﹣ab+b2)+2013(a+b)=0,
所以(a+b)(a2﹣ab+b2+2013)=0,
所以a+b=0,a2﹣ab+b2+2013=0,
因为a2﹣ab+b2+2013
=a2﹣ab+b2+b2+2013
=(a﹣b)2+b2+2013>0.
所以a+b=0,
即:x﹣2+y﹣2=0.
所以x+y=4.
故答案是:4.
17.解方程:2x4﹣9x3+14x2﹣9x+2=0.
【解答】解:∵2x4﹣9x3+14x2﹣9x+2=0,且x≠0,
∴方程两边同除以x2得:2x2﹣9x+14﹣+=0,
故2(x2+)﹣9(x+)+14=0,
∵x2+=(x+)2﹣2,
∴2(x+)2﹣9(x+)+10=0,
∴[2(x+)﹣5][(x+)﹣2]=0,
∴2(x+)﹣5=0①或x+﹣2=0②;
将方程①变形整理得:2x2﹣5x+2=0,解得:x=或2;
将方程②变形整理得:x2﹣2x+1=0,解得:x=1,
∴方程2x4﹣9x3+14x2﹣9x+2=0的解为x=或2或1.
四.基本不等式(共5小题)
18.如果a,b,c是正实数且满足abc=1,则代数式(a+1)(b+1)(c+1)的最小值是( )
A.64 B.8 C.8 D.
【解答】解:要使(a+1)(b+1)(c+1)取得最小值,则三个因式都应取得最小值,
∵m+n≥2,当且仅当m=n时取得最小值,
故可得①当a=1时,a+1取得最小值2;
②当b=1时,b+1取得最小值2;
③当c=1时,c+1取得最小值2;
又∵a=1,b=1,c=1可能满足条件abc=1,
∴代数式(a+1)(b+1)(c+1)的最小值=2×2×2=8.
故选:C.
19.函数y=x+(x>0)的最小值为 2 .
【解答】解:∵y=x+≥2=2,
当且仅当x=,即x=1时,取等号.
故函数y=x+(x>0)的最小值为2.
故答案为:2.
20.阅读材料:定理:若a,b都是非负实数,则当且仅当a=b时,a+b最小值为2.
证明:∵≥0,∴a﹣2+b≥0,∴.a+b≥2.当且仅当a=b时,“=”成立.
请利用上述定理解决下列两个问题:
(1)已知x>0,求函数y=x+的最小值.
(2)汽车的经济时速是指每小时汽车耗油量最少的行驶速度.某种汽车在每小时70~110公里之间行驶时(含70公里和110公里),每公里耗油升.若该汽车以每小时x公里的速度匀速行驶,设1小时的耗油量为y升.
①求y关于x的函数关系式并写出自变量x的取值范围;
②求该汽车的经济时速.
【解答】解:(1)∵x>0
∴y=x+≥2=2,当且仅当x=,即x=时“=”成立.
(2)①∵汽车在每小时70~110公里之间行驶时(含70公里和110公里),每公里耗油()升
∴y=()x=+,(70≤x≤100).
②根据题意,当且仅当=,即x2=8100时,y有最小值
∴x=±90
∵70≤x≤100
∴x=90
∴该汽车的经济时速为90千米/时.
21.解方程:.
【解答】解:由均值不等式得:+4≥24,当且仅当x=11时,等号成立;+≥4,当且仅当y=5时,等号成立,
因此左边最小值为28,
则方程的解为x=11,y=5.
22.设实数a>0,b>0,则有≥,当且仅当a=b时等号成立,我们称它为基本不等式(均值定理).
(1)证明此定理;
(2)利用此定理,当x>0时,求x+的最小值过程如下:“令a=x,b=,则x+≥2=2,当且仅当x=即x=1时取等号,即x+的最小值为2.”仿照此过程,求函数y=(x>﹣1)的最小值.
【解答】(1)证明:∵a>0,b>0,
∴()2≥0,
∴a﹣2+b≥0,
∴a+b≥2,
∴≥;
(2)y====(x+1)++1,
令a=x+1,b=,
∵x>﹣1,则a>0,b>0,
∴(x+1)++1≥2+1=4+1=5,
即当且仅当x+1=时,(x+1)++1取得最小值,
即函数y=(x>﹣1)的最小值是5.
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