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人教版八年级数学上册 14.2.2 完全平方公式 导学案
【知识清单】
完全平方公式:;
两数和 (差)的平方等于这两数的平方和加上(减去)这两数乘积的两倍.
细节剖析
公式特点:左边是两数的和(或差)的平方,右边是二次三项式,是这两数的平方和加(或减)这两数之积的2倍.
【典型例题】
考点1:运用完全平方公式进行运算
例1.下列计算正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据同底数幂的乘法,幂的乘方,合并同类项以及完全平方公式,对选项逐个判断即可.
【详解】解:A、,选项错误,不符合题意;
B、,选项错误,不符合题意;
C、,选项错误,不符合题意;
D、,选项正确,符合题意;
故选:D
【点睛】本题考查了同底数幂的乘法,幂的乘方,合并同类项以及完全平方公式,解题的关键是熟练掌握相关基础知识.
考点2:通过对完全平主公式变形求值
例2.若,则的值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【分析】先把原式化成,运用完全平方公式得到,然后整体代入即可.
【详解】解:
,
∵,
∴,
∴原式.
故选:C.
【点睛】本题考查了完全平方公式,解题的关键是掌握完全平方公式和整体代入求值.
考点3:求完全平方式中的字母系数
例3.若是一个完全平方式,则m的值为( )
A.3 B. C.6 D.
【答案】.D
【分析】利用完全平方公式的结构特征判断即可确定出的值.
【详解】解:多项式是一个完全平方式,
∴,
∴,
故选:D.
【点睛】此题考查了完全平方式,熟练掌握完全平方公式是解本题的关键.
考点4:完全平方式在几何图形中的应用
例4.如图,长方形的周长是,分别以为边向外作正方形和正方形.若长方形的面积是,则正方形和的面积之和为( )
A. B. C. D.
【答案】.C
【分析】用矩形的长和宽分别表示矩形的周长和面积,正方形的面积和,从而运用完全平方公式的变形计算即可.
【详解】设,
∵长方形的周长是,长方形的面积是,
∴,,
∴,
故选C.
【点睛】本题考查了图形的面积与完全平方公式,熟练掌握矩形的面积,周长的计算公式,正方形的面积的个数,两数和的完全平方公式是解题的关键.
考点5:整式的混合运算
例5.如图,有三张正方形纸片,,,它们的边长分别为,,,将三张纸片按图,图两种不同方式放置于同一长方形中,记图中阴影部分周长为,面积为,图中阴影部分周长为,面积为,若,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题目中的数据,设大长方形的宽短边长为,表示出,,,,再代入,即可求解.
【详解】解:设大长方形的宽为,
由图知,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
的值为.
故选:.
【点睛】本题主要考查整式的混合运算,明确整式的混合运算的计算方法是解题的关键.
考点6:完全平方公式在几何图形中的应用
例6.已知a、b、c是的三边长,且满足,那么据此判断的形状是( )
A.等边三角形 B.直角三角形
C.钝角三角形 D.等腰直角三角形
【答案】.A
【分析】利用完全平方公式,实数的非负性,等边三角形的判定计算选择即可.
【详解】∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
故是等边三角形,
故选A.
【点睛】本题考查了完全平方公式,实数的非负性,等边三角形的判定,熟练掌握完全平方公式是解题的关键.
【巩固提升】
选择题
1.下列运算正确的是( )
A. B.
C. D.
2.下列运算正确的是( )
A. B.
C. D.
3.已知且,则下列正确的是( ).
A. B. C. D.
4.若,,则( )
A.5 B.1 C.13 D.7
5.若多项式是一个完全平方式,则的值应是( )
A.或 B. C. D.或
6.下列式子中是完全平方式的是( )
A. B. C. D.
7.如图,边长为的正方形纸片,剪出一个边长为的正方形(阴影部分),再将剩余部分剪拼成一个长方形(不重叠无缝隙),若拼成长方形的一边长为3,则另一边长是( )
A. B. C. D.
8.如图,从边长为的正方形纸片中剪去一个边长为的正方形,剩余部分沿虚线剪下,拼成一个长方形(不重叠无缝隙),则此长方形的面积为( )
A. B.
C. D.
9.若,,则的值等于( )
A. B. C.1 D.
10.下列运算正确的是( )
A. B.
C. D.
11.如图张长为a、宽为b()的长方形纸片,按如图的方式拼成一个边长为的正方形,图中空白部分的面积为,阴影部分的面积为.若,则( )
A. B. C. D.
12.把三张大小相同的正方形卡片A、B、C叠放在一个底面为正方形的盒底上,盒底底面未被卡片覆盖的部分用阴影表示.若按图1摆放时,阴影部分的面积为,若按图2摆放时,阴影部分的面积为,则与的大小关系为( )
A. B. C. D.不能确定
二、填空题
13.计算: .
14.已知,,则的值为 .
15.如果是一个完全平方式,那么的值为 .
16.如图1是一个长为、宽为b的长方形,沿图中虚线用剪刀平均分成四块小长方形,然后用四块小长方形拼成一个大正方形,如图2所示,请直接写出之间的等量关系 .
17.对于实数a、b,定义一种新运算:,例如:,那么 .
18.如图所示的图形验证了一个等式,则这个等式是 .
三、解答题
19.用简便方法计算
(1);
(2).
20.已知,,求下列各式的值:
(1);
(2).
21.已知常数、、是的三条边长.
(1)若是完全平方式,求的值;
(2)在(1)的条件下,若,满足,试判断的形状.
22.小思同学学习了教材45页用图来解释完全平方公式.回家后看到家里装修后裁下的瓷砖,他便拣了五块如图所示的瓷砖,其中四块是大小相同的长方形,另外一块是正方形.想利用这些废瓷砖(不再裁)在院子的地面铺个正方形图案,铺好后,发现图案也刚好能解释完全平方公式,你能在网格图中帮小思同学还原他的图案吗?并在下方推导说明对应的完全平方公式.
23.先化简再求值,其中
30.如图1是一个长为、宽为的长方形,沿图中虚线用剪刀均分成四块小长方形,然后按图2的形状拼成正方形.
(1)观察图2,试猜想式子,,mn之间的数量关系,并证明你的结论;
(2)根据(1)中的数量关系,解决问题:已知,,求的值.
参考答案
1.A
【分析】根据平方差公式和完全平方公式,逐个进行判断即可.
【详解】解:A、,故A正确,符合题意;
B、,故B不正确,不符合题意;
C、,故C不正确,不符合题意;
D、,故D不正确,不符合题意;
故选:A.
【点睛】本题主要考查根据平方差公式和完全平方公式,解题的关键是掌握平方差公式和完全平方公式.
2.D
【分析】分别依据合并同类项、同底数幂的乘法、积的乘方和完全平方公式的法则进行求解,然后判断正误即可.
【详解】解:、,本选项错误,不符合题意;
、,本选项错误,不符合题意;
、,本选项错误,不符合题意;
、,本选项正确,符合题意.
故选:.
【点睛】本题考查了合并同类项、完全平方公式以及同底数幂的乘法、积的乘方,熟练掌握运算法则是解答本题的关键.
3.A
【分析】将变为,两边平方后都加即可求出答案.
【详解】解:∵
∴
∴
∴
∴
∴
∵
∴
∴
∴
故选A.
【点睛】本题考查了完全平方公式的应用,熟练掌握完全平方公式是解答本题的关键.
4.B
【分析】根据进行求解即可.
【详解】解:∵,,
∴,
故选B.
【点睛】本题主要考查了完全平方公式的变形求值,熟练掌握完全平方公式及其变形是解题的关键.
5.D
【分析】根据完全平方式得出,再求出即可.
【详解】解:是完全平方式,
,
解得:,
故选D.
【点睛】本题考查了完全平方式,能熟记完全平方式的特点是解此题的关键,注意:完全平方式有两个:和.
6.A
【分析】式子称为完全平方式,据此即可判断.
【详解】解:A、,故是完全平方式;
B、,不是完全平方式;
C、,不是完全平方式;
D、,不是完全平方式;
故选:A.
【点睛】本题考查了完全平方式,熟知完全平方式的形式是关键,注意:与都是完全平方式.
7.A
【分析】由于边长为的正方形纸片剪出一个边长为a的正方形之后,剩余部分又剪拼成一个矩形(不重叠无缝隙),那么根据正方形的面积公式,可以求出剩余部分的面积,而矩形一边长为3,利用矩形的面积公式即可求出另一边长即可.
【详解】解:设拼成的矩形一边长为x,
则依题意得:,
解得,,故A正确.
故选:A.
【点睛】本题主要考查了整式混合运算的应用,解题的关键是熟练掌握整式混合运算法则,准确计算.
8.A
【分析】根据剩余部分面积等于长方形的面积即可求.
【详解】解:根据题意得剩余部分面积为:
则长方形的面积为.
故选:A.
【点睛】本题考查了图形剪拼问题中的列代数式,整式乘法的混合运算,完全平方公式,关键明确剩余部分面积等于长方形面积.
9.D
【分析】先化简,后代入求值即可.
【详解】
,
,时,
原式,
故选D.
【点睛】本题考查了求代数式的值,熟练运用平方差公式等运算化简是解题的关键.
10.D
【分析】根据整式的乘法运算,乘法公式(平方差公式,完全平方公式)的运用即可求解.
【详解】解:、,原选项错误,不符合题意;
、,原选项错误,不符合题意;
、,原选项错误,不符合题意;
、,原选项正确,符合题意;
故选:.
【点睛】本题主要考查乘法公式的运用,掌握整式的乘法运算,平方差公式,完全平方公式的运算是解题的关键.
11.C
【分析】如下图,先求出空白部分的面积,然后求出阴影部分的面积,利用,可得出a、b之间的关系.
【详解】如下图
则空白部分的面积+
化简得:
∵
∴
化简得:
∴,
即,
故选:C.
【点睛】本题考查完全平方公式的计算与化简,解题关键是先求出和的面积.
12.C
【分析】根据正方形的性质,可以把两块阴影部分合并后计算面积,然后,比较与的大小.
【详解】解:设底面的正方形的边长为a,正方形卡片A,B,C的边长为b,
由图1,得,
由图2,得,
∴.
故选:C.
【点睛】本题主要考查了整式的混合运算,利用正方形四条边相等的性质分别得出S1和S2的面积是解题关键.
13.
【分析】直接根据完全平方公式进行解答即可.
【详解】解:
.
故答案为:.
【点睛】此题考查的是完全平方公式,应用完全平方公式时,要注意:公式中的,可是单项式,也可以是多项式;对形如两数和或差的平方的计算,都可以用这个公式;对于三项的可以把其中的两项看做一项后,也可以用完全平方公式.
14.
【分析】利用完全平方公式之间的转化进行计算,即可解答;
【详解】解:∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
故答案为:
【点睛】本题考查了完全平方公式应用,熟练掌握完全平方公式是解题的关键.
15./10和/和10
【分析】先根据两平方项确定出这两个数,再根据完全平方公式的乘积二倍项即可确定m的值.
【详解】解:∵,
∴,
解得.
故答案为:.
【点睛】本题主要考查了完全平方式,根据平方项确定出这两个数是解题的关键,也是难点,熟记完全平方公式对解题非常重要.
16.
【分析】分别求出图2中大正方形,阴影及小长方形的面积,即可得到等式.
【详解】解:图2中大正方形的面积为,阴影图形的面积为,四个小长方形的面积为,
∴,
故答案为:.
【点睛】此题考查了完全平方公式与几何图形,正确理解图形的构成及计算每部分的面积是解题的关键.
17./
【分析】根据定义新运算的法则,进行计算即可.
【详解】解:由题意,得:
;
故答案为:.
【点睛】本题考查整式的混合运算.解题的关键是掌握定义新运算的法则.
18.
【分析】根据图形中面积两种求法验证即可.
【详解】解:大长方形的面积,
大长方形的面积,
∴,
故答案为:.
【点睛】本题考查整式与图形的面积关系,解题的关键是正确用两种方法表示出矩形的面积.
19.(1)8099
(2)400
【分析】(1)运用平方差公式进行计算即可;
(2)运用完全平方公式进行计算即可.
【详解】(1)解:原式
;
(2)解:原式
.
【点睛】本题主要考查了运用平方差公式和完全平方公式进行计算,理解并掌握平方差公式和完全平方公式是解题关键.
20.(1)17
(2)16
【分析】(1)根据完全平方公式变形,再代入求出即可;
(2)根据完全平方公式变形求值即可.
【详解】(1)解:∵,,
∴,
∵
,
∴,
∴.
(2)解:∵,,
∴,
∵
,
∴.
【点睛】本题主要考查了完全平方公式的应用,熟练掌握完全平方公式,能正确根据公式进行变形,是解此题的关键.
21.(1)5
(2)等腰三角形
【分析】(1)利用完全平方公式的结构特征判断即可得到的值;
(2)将已知等式变形为:,然后利用非负数的性质求得、的值;然后等腰三角形的判定方法推知为等腰三角形.
【详解】(1)解: 是完全平方式,
,
解得或(舍去).
故的值是5;
(2)由,得,
则:,,
故,.
由(1)知,.
故.
所以为等腰三角形.
【点睛】本题主要考查了配方法的应用,等腰三角形的判定以及完全平方公式等知识点,解题时,需要注意:常数、、是的三条边长,所以它们都是正数.
22.见解析
【分析】将五块瓷砖如图摆放可得,整个图形为正方形,其边长为,根据正方形面积公式,可将整个图形面积表示出来;再根据整个图形面积=四个小长方形面积加上+小正方形面积,也可将整个图形面积表示出来,最后根据两种方法表示面积相等,列出等式,再根据整式的混合运算法则进行推导即可.
【详解】解:如图所示进行摆放,
由图可知,大正方形边长为,
∴大正方形面积;
又∵大正方形面积,
∴,
∵,
∴①的左边,
∴.
【点睛】本题主要考查了完全平方公式和几何图形,解题的关键是正确拼出图形,根据图形和整式的混合运算法则推导出完全平方公式.
23.,
【分析】先根据整式的混合运算法则进行化简,再代值计算即可.
【详解】解:原式
;
当时,原式.
【点睛】本题考查整式的混合运算.解题的关键是掌握相关运算法则,正确的计算.
24.(1)
(2)
【分析】(1)由组合图形求面积,在图1,图2中,分别求出4个小长方形面积之和,得出结论;
(2)由(1)知,,将已知代数式代入求解..
【详解】(1)解:关系:;
由图1,4个小长方形面积之和,
由图2,4个小长方形面积之和,
∴.
(2)解:由(1)知,,
∴.
∴.
【点睛】本题考查完全平方公式,掌握数形结合的思想是解题的关键.
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