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14.2.2 完全平方公式
第十四章 整式的乘法与因式分解
14.2 乘法公式
学习目标
1.理解两数和或差的平方公式.
2.掌握完全平方公式,会用几何图形说明公式的意义.
3.能正确地运用完全平方公式进行计算.
重点:完全平方公式及其应用.
难点:完全平方的结构特征及其应用和添括号时符号的变化.
课前预习
阅读课本P109-112页内容, 了解本节主要内容.
a2+2ab+b2
不变号
a2-2ab+b2
改变符号
互逆
新课导入
有一个正方形花坛,它的边长为(a+b)米,那么这个正方形花坛的面积是多少平方米?
像研究平方差公式一样,我们探究一下(a+b)2的运算结果有什么规律.
(1)(p+1)2=(p+1)(p+1)=_______;
(2)(m+2)2=_______;
(3)(p-1)2=(p-1)(p-1)=________;
(4)(m-2)2=________;
新知讲解
完全平方公式
一
问题1 计算下列多项式的积,你能发现什么规律?
①(p+1)2=(p+1)(p+1)=p (p+1) +1﹙p+1﹚=p2+p+p+1=p2+2p+1
②﹙m+2﹚2= m2+4m+4
③﹙p-1﹚2=p2+2p+1
④﹙m-2﹚2=m2-4m+4
计算下列各式,你能发现什么?
(p+1)2 =
(m+2)2=
(p-1)2 =
(m-2)2 =
p2+2p+1=p2+2×p×1+12
m2+4m+4=m2+2×m×2+22
p2-2p+1=p2-2×p×1+12
m2- 4m+4=m2-2×m×2+22
猜想 (a+b)2=
(a -b)2=
a2+2ab+b2
a2 - 2ab+b2
完全平方公式:
问题3 你能用文字语言表述完全平方公式吗?
两数和(或差)的平方,等于它们的平方和,加上(或减去)它们的积的2倍.
问题2 你能用式子表示发现的规律吗?
公式特点:
(1)积为二次三项式;
(2)积中两项为两数的平方和;
(3)另一项是两数积的2倍,且与乘式中间的符号相
同;
(4)公式中的字母a,b 可以表示数,单项式和多项
式.
问题4:仔细观察,说说完全平方公式有什么特点?
问题5 你能根据图1和图2中的面积说明完全平方公式吗
b
a
a
b
b
a
b
a
图 1
图2
几何解释:
a
a
b
b
=
+
+
+
a2
ab
ab
b2
(a+b)2= .
a2+2ab+b2
和的完全平方公式:
a2
ab
b(a b)
=
a2 2ab+b2 .
=
(a b)2
a b
a b
a
a
ab
b(a b)
b
b
(a b)2
几何解释:
(a-b)2= .
a2-2ab+b2
差的完全平方公式:
想一想:下面各式的计算是否正确?如果不正确, 应当怎样改正?
(1)(x+y)2=x2 +y2
(2)(x -y)2 =x2 -y2
(3) (-x +y)2 =x2+2xy +y2
(4) (2x+y)2 =4x2 +2xy +y2
×
×
×
×
(x +y)2 =x2+2xy +y2
(x -y)2 =x2 -2xy +y2
(-x +y)2 =x2 -2xy +y2
(2x +y)2 =4x2+4xy +y2
例1 运用完全平方公式计算:
解: (4m+n)2=
=16m2
(1)(4m+n)2;
(a +b)2= a2 + 2 ab + b2
(4m)2
+2 (4m) n
+n2
+8mn
+n2;
典例分析
(a - b)2 = a2 - 2 ab + b2
y2
=y2
-y
+
解: =
+
-2 y
(2)
利用完全平方公式计算:
(1)(5-a)2; (2)(-3m-4n)2;
(3)(-3a+b)2.
针对训练
(3)(-3a+b)2=9a2-6ab+b2.
解:(1)(5-a)2=25-10a+a2;
(2)(-3m-4n)2=9m2+24mn+16n2;
(1) 1022;
解: 1022
= (100+2)2
=10000+400+4
=10404.
(2) 992.
992
= (100 –1)2
=10000 -200+1
=9801.
例2 运用完全平方公式计算:
方法总结:运用完全平方公式进行简便计算,要熟记完全平方公式的特征,将原式转化为能利用完全平方公式的形式.
利用乘法公式计算:
(1)982-101×99;
(2)20162-2016×4030+20152.
针对训练
=(2016-2015)2=1.
解:(1)原式=(100-2)2-(100+1)(100-1)
=1002-400+4-1002+1=-395;
(2)原式=20162-2×2016×2015+20152
例3 已知x-y=6,xy=-8.求:
(1) x2+y2的值; (2)(x+y)2的值.
=36-16=20;
解:(1)∵x-y=6,xy=-8,
(x-y)2=x2+y2-2xy,
∴x2+y2=(x-y)2+2xy
(2)∵x2+y2=20,xy=-8,
∴(x+y)2=x2+y2+2xy
=20-16=4.
方法总结:本题要熟练掌握完全平方公式的变式:
x2+y2=(x-y)2+2xy=(x+y)2-2xy,(x-y)2=(x+y)2-4xy.
添括号法则
二
a+(b+c) = a+b+c;
a- (b+c) = a - b – c.
a + b + c = a + ( b + c) ;
a – b – c = a – ( b + c ) .
去括号
把上面两个等式的左右两边反过来,也就添括号:
新知讲解
添括号时,如果括号前面是正号,括到括号里的各项都不变号;如果括号前面是负号,括到括号里的各项都改变符号(简记为“负变正不变”).
知识要点
添括号法则
例5 运用乘法公式计算:
(1) (x+2y-3)(x-2y+3) ;
原式=[x+(2y–3)][x-(2y-3)]
解: (1)
= x2-(2y-3)2
= x2-(4y2-12y+9)
= x2-4y2+12y-9.
典例分析
例5 运用乘法公式计算:
(2) (a+b+c)2.
(2)原式 = [(a+b)+c]2
= (a+b)2+2(a+b)c+c2
=a2+2ab+b2+2ac+2bc+c2.
方法总结:第1小题选用平方差公式进行计算,需要分组.分组方法是“符号相同的为一组,符号相反的为另一组”.第2小题要把其中两项看成一个整体,再按照完全平方公式进行计算.
计算:(1)(a-b+c)2;
针对训练
解:(1)原式=[(a-b)+c]2
=(a-b)2+c2+2(a-b)c
=a2-2ab+b2+c2+2ac-2bc;
计算: (2)(1-2x+y)(1+2x-y).
针对训练
=1-4x2+4xy-y2.
解:原式=[1+(-2x+y)][1-(-2x+y)]
=12-(-2x+y)2
2.下列计算结果为2ab-a2-b2的是( )
A.(a-b)2 B.(-a-b)2
C.-(a+b)2 D.-(a-b)2
1.运用乘法公式计算(a-2)2的结果是( )
A.a2-4a+4 B.a2-2a+4
C.a2-4 D.a2-4a-4
A
D
随堂练习
3.运用完全平方公式计算:
(1) (6a+5b)2=_______________;
(2) (4x-3y)2=_______________ ;
(3) (2m-1)2 =_______________;
(4)(-2m-1)2 =_______________.
36a2+60ab+25b2
16x2-24xy+9y2
4m2+4m+1
4m2-4m+1
4.由完全平方公式可知:32+2×3×5+52=(3+5)2=64,运用这一方法计算:4.3212+8.642×0.679+0.6792=________.
25
5.计算
(1)(3a+b-2)(3a-b+2);
(2)(x-y-m+n)(x-y+m-n).
(2)原式=[(x-y)-(m-n)][(x-y)+(m-n)]
解:(1)原式=[3a+(b-2)][3a-(b-2)]
=(3a)2-(b-2)2
=9a2-b2+4b-4.
=(x-y)2-(m-n)2
=x2-2xy+y2-m2+2mn-n2.
6.若a+b=5,ab=-6, 求a2+b2,a2-ab+b2.
7.已知x+y=8,x-y=4,求xy.
解:a2+b2=(a+b)2-2ab=52-2×(-6)=37;
a2-ab+b2=a2+b2-ab=37-(-6)=43.
解:∵x+y=8, ∴(x+y)2=64,即x2+y2+2xy=64①;
∵x-y=4, ∴(x-y)2=16,即x2+y2-2xy=16②;
由①-②得
4xy=48
∴xy=12.
完全平方公式
法则
注意
(a±b)2= a2 ±2ab+b2
1.项数、符号、字母及其指数
2.不能直接应用公式进行计算的式子,可能需要先添括号变形成符合公式的要求才行
常用
结论
3.弄清完全平方公式和平方差公式不同(从公式结构特点及结果两方面)
a2+b2=(a+b)2-2ab=(a-b)2+2ab;
4ab=(a+b)2-(a-b)2.
课堂练习
本课结束
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