14.2.2.1 完全平方公式同步练习(含答案)

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名称 14.2.2.1 完全平方公式同步练习(含答案)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 数学
更新时间 2023-12-03 17:17:24

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14.2乘法公式
14.2.2 完全平方公式
第1课时 完全平方公式
【知识重点】
知识点1 完全平方公式
1. 完全平方公式 两个数的和(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.
即:用字母表示为(a+b)2=a2+2ab+b2,(a-b)2=a2-2ab+b2.
2. 完全平方公式的几种常见变形公式
(1)a2+b2=(a+b)2-2ab=(a-b)2+2ab;
(2)(a+b)2=(a-b)2+4ab;
(3)(a-b)2=(a+b)2-4ab;
(4)(a+b)2+(a-b)2=2(a2+b2);
(5)(a+b)2-(a-b)2=4ab;
(6)ab=[(a+b)2-(a2+b2)]=[(a+b)2-(a-b)2];
(7)(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2ac+2bc;
(8)a2+b2+c2+ab+ac+bc=[(a+b)2+(b+c)2+(a+c)2]
特别解读
① 弄清公式的特征:公式的左边是一个二项式的完全平方,公式的右边是一个三项式,包括左边二项式的各项的平方和,另一项是这两项的乘积的2 倍.
② 理解字母a,b的意义:公式中的字母a,b可以表示具体的数,也可以表示含字母的单项式或多项式.
② 口诀记忆:
头平方和尾平方,头( 乘) 尾两倍在中央,中间符号照原样.
【经典例题】
【例1】计算:
(1)(x+7y)2; (2)(-4a+5b)2;
(3)(-2m-n)2; (4)(2x+3y)(-2x-3y).
解题秘方:确定公式中的“a”和“b”,利用完全平方公式进行计算.
【例2】计算:(1)9992;(2).
解题秘方:将原数转化成符合完全平方公式的形式,再利用完全平方公式展开计算即可.
【同步练习】
一、选择题
1.【2022·兰州】计算:(x+2y)2=( )
A.x2+4xy+4y2 B.x2+2xy+4y2
C.x2+4xy+2y2 D.x2+4y2
2.计算(-a-b)2的结果是( )
A.a2+b2 B.a2-b2 C.a2+2ab+b2 D.a2-2ab+b2
3.【2021·泰安】下列运算正确的是(  )
A.2x2+3x3=5x5 B.(-2x)3=-6x3
C.(x+y)2=x2+y2 D.(3x+2)(2-3x)=4-9x2
4.下列各式计算结果是m2n2-mn+1的是( )
A.(mn-)2 B.(mn+1)2
C.(mn-1)2 D.(mn-1)2
5.若x2+kx+64是一个完全平方式,则k的值是( )
A.8 B.±8 C.16 D.±16
6.利用图形中面积的等量关系可以得到某些数学公式,例如,根据图甲,我们可以得到两数和的平方公式:(a+b)2=a2+2ab+b2.根据图乙,你能得到的数学公式是( )
A.a2-b2=(a-b)2 B.(a-b)2=a2-2ab+b2
C.(a+b)2=a2+2ab+b2 D.a2-b2=(a+b)(a-b)
7.如图,有两个正方形A,B,现将B放在A的内部得图①,将A,B并列放置后构造新的正方形得图②.若图①和图②中阴影部分的面积分别为4和30,则图②的边长为(  )
A.7 B.8 C.5.6 D.10
8.若(x-n)2=x2+x+m,则m,n的值分别是(  )
A.,- B., C., D.-,
9.已知a+=4,则a2+的值是(  )
A.4 B.16 C.14 D.15
10.若实数m,n满足m2+n2=4+2mn,m+n=4.则mn的值为( )
A.3 B.-3 C.4 D.-4
11.已知长方形的周长为16 cm,它的两邻边长分别为x cm,y cm,且满足(x-y)2-2x+2y+1=0,则该长方形的面积为( )
A.16 cm2 B.15 cm2 C.cm2 D.cm2
二、填空题
12.填空:
(1)(2x+______)2=______+________+9y2;
(2)x2+10x+______=(x+______)2.
13.若m2-5m+1=0,则m2+=__________.
14.已知(a+b)2=25,ab=6,则a-b=__________.
15.已知m+n=-6,mn=-7,则m2-mn+n2的值为______.
16.如图①,是一个长为4a,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的一个“回形”正方形(如图②).
(1)图②中的阴影部分的边长为____;
(2)观察图②请你写出(a+b)2,(a-b)2,ab之间的等量关系是
___________________________;
(3)根据(2)中的结论,若x+y=5,xy=3,则(x-y)2=____;
(4)实际上通过图形的面积可以探求相应的等式,通过观察图③写出一个等式
________________________________.
三、解答题
17.计算:
(1)(a+b)2-(a-b)2;(2)(a-b)2(a+b)2;
(3)(a-1)(a+1)(a2-1);(4)(x+y)(-x+y)(x2-y2).
18.已知多项式A=(x+1)2-(x2-4y).
(1)化简多项式A;
(2)若x+2y=1,求A的值.
19.(1)若(x-y)2=1,(x+y)2=9,则xy的值为(  )
A.2   B.3   C.4   D.5
(2)已知a+b=2,a2+b2=10,求ab和(a-b)2的值.
20.已知(a+b)2=17,(a-b)2=13,求下列各式的值:
(1)a2+b2;
(2)ab.
21.先化简,后求值:(2x+y)2+(x+y)(x-y)-5x(x-y),其中+|y+2|=0.
22.利用我们学过的知识,可以推导出下面的等式:
a2+b2+c2-ab-bc-ac=[(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2].
(1)请你检验这个等式的正确性.
(2)若a=2 022,b=2 023,c=2 024,你能很快求出a2+b2+c2-ab-bc-ac的值吗?试求出这个值.
23.已知多项式A=x2+2x+n2,多项式B=2x2+4x+3n2+3.
(1)若多项式x2+2x+n2是完全平方式,则n2=________;
(2)已知x=m时,多项式x2+2x+n2的值为-1,则x=-m时,多项式A的值为多少?
(3)在第(2)问的条件下,求5A+[(3A-B)-2(A+B)]的值.
24.发现:两个已知正整数之和与这两个正整数之差的平方和一定是偶数,且该偶数的一半也可以表示为两个正整数的平方和.
验证:如,(2+1)2+(2-1)2=10为偶数,请把10的一半表示为两个正整数的平方和;
探究:设“发现”中的两个已知正整数为m,n,请论证“发现”中的结论正确.
25.阅读材料,解决下面的问题.
若m2+2mn+2n2-6n+9=0,求的值.
解:原等式即为m2+2mn+n2+n2-6n+9=0,
所以(m+n)2+(n-3)2=0.
所以m+n=0,n-3=0,解得n=3,m=-3.
所以==-.
(1)若x2+4x+4+y2-8y+16=0,求的值;
(2)若x2+2y2-2xy+2y+1=0,求x+2y的值;
(3)试说明:不论x,y取什么数,多项式x2+y2-2x+2y+3的值总是正数;
(4)已知a,b,c是三角形ABC的三边长,满足a2+b2=10a+8b-41,且三角形ABC的周长是14,求边长c.
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参考答案
【经典例题】
【例1】计算:
(1)(x+7y)2; (2)(-4a+5b)2;
(3)(-2m-n)2; (4)(2x+3y)(-2x-3y).
解题秘方:确定公式中的“a”和“b”,利用完全平方公式进行计算.
解:(1)(x+7y)2=x2+2·x·(7y)+(7y)2
=x2+14xy+49y2;
(2)(-4a+5b)2 =(5b-4a)2
=(5b)2-2·(5b)·(4a)+(4a)2
=25b2-40ab+16a2;
(3)(-2m-n)2 =(2m+n)2
=(2m)2+2·(2m)·n+n2=4m2+4mn+n2;
(4)(2x+3y)(-2x-3y)
=-(2x+3y)2
=-[(2x)2+2·(2x)·(3y)+(3y)2]
=-(4x2+12xy+9y2)=-4x2-12xy-9y2.
【例2】计算:(1)9992;(2).
解题秘方:将原数转化成符合完全平方公式的形式,再利用完全平方公式展开计算即可.
解:(1)9992=(1 000-1)2=1 0002-2×1 000×1+12
=1 000 000-2 000+1=998 001;
(2)==302+2×30×+ =900+20+=920.
【同步练习】
一、选择题
1.【2022·兰州】计算:(x+2y)2=( A )
A.x2+4xy+4y2 B.x2+2xy+4y2
C.x2+4xy+2y2 D.x2+4y2
2.计算(-a-b)2的结果是( C )
A.a2+b2 B.a2-b2 C.a2+2ab+b2 D.a2-2ab+b2
3.【2021·泰安】下列运算正确的是( D )
A.2x2+3x3=5x5 B.(-2x)3=-6x3
C.(x+y)2=x2+y2 D.(3x+2)(2-3x)=4-9x2
4.下列各式计算结果是m2n2-mn+1的是( D )
A.(mn-)2 B.(mn+1)2
C.(mn-1)2 D.(mn-1)2
5.若x2+kx+64是一个完全平方式,则k的值是( D )
A.8 B.±8 C.16 D.±16
6.利用图形中面积的等量关系可以得到某些数学公式,例如,根据图甲,我们可以得到两数和的平方公式:(a+b)2=a2+2ab+b2.根据图乙,你能得到的数学公式是( B )
A.a2-b2=(a-b)2 B.(a-b)2=a2-2ab+b2
C.(a+b)2=a2+2ab+b2 D.a2-b2=(a+b)(a-b)
7.如图,有两个正方形A,B,现将B放在A的内部得图①,将A,B并列放置后构造新的正方形得图②.若图①和图②中阴影部分的面积分别为4和30,则图②的边长为( B )
A.7 B.8 C.5.6 D.10
8.若(x-n)2=x2+x+m,则m,n的值分别是( A )
A.,- B., C., D.-,
9.已知a+=4,则a2+的值是( C )
A.4 B.16 C.14 D.15
【解析】∵=a2++2,∴a2+=-2=42-2=16-2=14.
10.若实数m,n满足m2+n2=4+2mn,m+n=4.则mn的值为( A )
A.3 B.-3 C.4 D.-4
11.已知长方形的周长为16 cm,它的两邻边长分别为x cm,y cm,且满足(x-y)2-2x+2y+1=0,则该长方形的面积为( D )
A.16 cm2 B.15 cm2 C.cm2 D.cm2
二、填空题
12.填空:
(1)(2x+______)2=______+________+9y2;
(2)x2+10x+______=(x+______)2.
【答案】3y 4x2 12xy 25 5
13.若m2-5m+1=0,则m2+=__________.
【答案】23
14.已知(a+b)2=25,ab=6,则a-b=__________.
【答案】1或-1
15.已知m+n=-6,mn=-7,则m2-mn+n2的值为______.
【答案】57
16.如图①,是一个长为4a,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的一个“回形”正方形(如图②).
(1)图②中的阴影部分的边长为____;
(2)观察图②请你写出(a+b)2,(a-b)2,ab之间的等量关系是
___________________________;
(3)根据(2)中的结论,若x+y=5,xy=3,则(x-y)2=____;
(4)实际上通过图形的面积可以探求相应的等式,通过观察图③写出一个等式
________________________________.
【答案】b-a (a+b)2-(a-b)2=4ab 13 (a+b)·(3a+b)=3a2+4ab+b2
三、解答题
17.计算:
(1)(a+b)2-(a-b)2;
解:原式=a2+2ab+b2-a2+2ab-b2=4ab
(2)(a-b)2(a+b)2;
解:原式=(a2-b2)2=a4-2a2b2+b4
(3)(a-1)(a+1)(a2-1);
解:原式=(a2-1)(a2-1)=(a2)2-2a2+1=a4-2a2+1
(4)(x+y)(-x+y)(x2-y2).
解:原式=(y2-x2)(x2-y2)=-x4+2x2y2-y4
18.已知多项式A=(x+1)2-(x2-4y).
(1)化简多项式A;
解:A=(x+1)2-(x2-4y)=x2+2x+1-x2+4y
=2x+4y+1.
(2)若x+2y=1,求A的值.
∵x+2y=1,
∴A=2x+4y+1=2(x+2y)+1=2×1+1=3.
19.(1)若(x-y)2=1,(x+y)2=9,则xy的值为( A )
A.2   B.3   C.4   D.5
(2)已知a+b=2,a2+b2=10,求ab和(a-b)2的值.
解:把式子a+b=2两边同时平方,
得a2+b2+2ab=4.
∵a2+b2=10,∴ab=-3. ∵(a-b)2=(a+b)2-4ab,
∴(a-b)2=22-4×(-3)=16.
20.已知(a+b)2=17,(a-b)2=13,求下列各式的值:
(1)a2+b2;
(2)ab.
解:(1)∵(a+b)2=a2+2ab+b2=17,(a-b)2=a2-2ab+b2=13,∴a2+b2=[(a+b)2+(a-b)2]÷2=(17+13)÷2=15
(2)∵(a+b)2=a2+2ab+b2=17,(a-b)2=a2-2ab+b2=13,∴ab=[(a+b)2-(a-b)2]÷4=(17-13)÷4=1
21.先化简,后求值:(2x+y)2+(x+y)(x-y)-5x(x-y),其中+|y+2|=0.
解:原式=4x2+4xy+y2+x2-y2-5x2+5xy=9xy.
∵+|y+2|=0,∴x-1=0,y+2=0,
∴x=1,y=-2,
∴原式=9xy=-18.
22.利用我们学过的知识,可以推导出下面的等式:
a2+b2+c2-ab-bc-ac=[(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2].
(1)请你检验这个等式的正确性.
解:右边=[(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2]=(a2-2ab+b2+b2-2bc+c2+c2-2ac+a2)=(2a2+2b2+2c2-2ab-2bc-2ac)=a2+b2+c2-ab-bc-ac=左边.
(2)若a=2 022,b=2 023,c=2 024,你能很快求出a2+b2+c2-ab-bc-ac的值吗?试求出这个值.
解:当a=2 022,b=2 023,c=2 024时, 
原式=[(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2]=×(1+1+4)=3.
23.已知多项式A=x2+2x+n2,多项式B=2x2+4x+3n2+3.
(1)若多项式x2+2x+n2是完全平方式,则n2=________;
(2)已知x=m时,多项式x2+2x+n2的值为-1,则x=-m时,多项式A的值为多少?
(3)在第(2)问的条件下,求5A+[(3A-B)-2(A+B)]的值.
解:(1)∵x2+2x+n2是一个完全平方式,∴n2=1,故答案为:1 
(2)当x=m时,有m2+2m+n2=-1,∴m2+2m+1+n2=0,∴(m+1)2+n2=0,∵(m+1)2≥0,n2≥0,∴m=-1,n=0,∴x=-m=1时,多项式x2+2x+n2=3 
(3)∵x=m=-1,n=0,∴A=x2+2x+n2=-1,B=2x2+4x+3n2+3=1,∴5A+[(3A-B)-2(A+B)]=5A+3A-B-2A-2B=6A-3B=6×(-1)-3×1=-9
24.发现:两个已知正整数之和与这两个正整数之差的平方和一定是偶数,且该偶数的一半也可以表示为两个正整数的平方和.
验证:如,(2+1)2+(2-1)2=10为偶数,请把10的一半表示为两个正整数的平方和;
探究:设“发现”中的两个已知正整数为m,n,请论证“发现”中的结论正确.
解:验证:10的一半为5,22+12=5.
探究:设“发现”中的两个已知正整数为m,n,
∴(m+n)2+(m-n)2=m2+2mn+n2+m2-2mn+n2=2(m2+n2),
其中2(m2+n2)为偶数,且其一半m2+n2正好是两个正整数m和n的平方和,
∴“发现”中的结论正确.
25.阅读材料,解决下面的问题.
若m2+2mn+2n2-6n+9=0,求的值.
解:原等式即为m2+2mn+n2+n2-6n+9=0,
所以(m+n)2+(n-3)2=0.
所以m+n=0,n-3=0,解得n=3,m=-3.
所以==-.
(1)若x2+4x+4+y2-8y+16=0,求的值;
解:原等式即为(x+2)2+(y-4)2=0,
∴x=-2,y=4.
∴==-2.
(2)若x2+2y2-2xy+2y+1=0,求x+2y的值;
解:原等式即为x2-2xy+y2+y2+2y+1=0,
∴(x-y)2+(y+1)2=0.
∴y=-1,x=-1.
∴x+2y=-1+2×(-1)=-3.
(3)试说明:不论x,y取什么数,多项式x2+y2-2x+2y+3的值总是正数;
解:x2+y2-2x+2y+3=x2-2x+1+y2+2y+1+1=(x-1)2+(y+1)2+1.
∵(x-1)2≥0,(y+1)2≥0,
∴(x-1)2+(y+1)2+1的最小值为1.
∴不论x,y取什么数,多项式x2+y2-2x+2y+3的值总是正数.
(4)已知a,b,c是三角形ABC的三边长,满足a2+b2=10a+8b-41,且三角形ABC的周长是14,求边长c.
解:∵a2+b2=10a+8b-41,
∴a2-10a+25+b2-8b+16=0.
∴(a-5)2+(b-4)2=0.
∴a=5,b=4.
又∵三角形ABC的周长是14,∴边长c是5.