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第二章 整式的乘法
2.2 乘法公式
2.2.1 平方差公式
学 习 目 标
1
3
2
会根据特殊形式的多项式相乘,推导出平方差公式,了解公式的几何背景.
掌握平方差公式的结构特征.(重点)
能灵活运用平方差公式进行运算.(难点)
新课导入
小霞同学去商店买了单价10.2元/千克的糖果9.8千克,小霞同学马上说:“应付99.96元。”售货员很惊讶:“你真是个神童!”小霞同学说:“过奖了,我只是利用了数学上刚学过的一个公式而已!”
知识讲解
动脑筋
计算下列各式,你能发现什么规律:
(,
= ,
(
(,
.
12
22
32
42
我们用多项式乘法来推导一般情况
( )
=
=
结论
叫做平方差公式.
我们把
即两个数的和与这两个数的差的积等于这两个数的平方差.
1.(a – b ) ( a + b) = a2 - b2
2.(b + a )( -b + a ) = a2 - b2
公式变形:
3.(- m+n) (- m - n) =
m2 - n2.
说一说
如图(a),将边长为a的大正方形
(a)
剪去一个边长为b 的小正方形,
并将剩余部分沿虚线剪开,
得到两个长方形,
再将这两个长方形拼成如图(b).
你能用这两个图来解释平方差公式吗?
(b)
平方差公式有什么特点?
(a+b)(a- b)=
a2- b2
左边是两个二项式相乘,并且这两个二项式中有一项完全相同,另一项互为相反数
右边是相同项的平方减去相反项的平方
注意: ①公式中的和单项式,也可以是多项式.②只有符合公式结构特征的才能运用公式,否则仍用多项式相乘法则.
对于满足平方差公式特征的多项式的乘法,可以利用该公式进行简便计算.
运用平方差公式计算:
(1)();
(2)().
分析:可以把“2”看成平方差公式中的“”,“1”看成“”.
分析:可以把“”看成平方差公式中的“”看成“”.
例1
解: (1)
=
= 41.
(2))
=
运用平方差公式计算:
(1) ;
(2)().
例2
(2) (
= (
=
= ()
计算: 1 002 × 998 .
解: 1 002 × 998
= (1 000 +2)(1 000-2)
= 1 0002 -22
= 1 000 000 - 4
= 999 996
例3
随堂训练
1.下列运算中,可用平方差公式计算的是( )
A.(x+y)(x+y) B.(-x+y)(x-y)
C.(-x-y)(y-x) D.(x+y)(-x-y)
C
2.计算(2x+1)(2x-1)等于( )
A.4x2-1 B.2x2-1 C.4x-1 D.4x2+1
A
3.两个正方形的边长之和为5,边长之差为2,那
么用较大的正方形的面积减去较小的正方形的
面积,差是________.
10
4.利用平方差公式计算:
(1)(3x-5)(3x+5);
(2)(-2a-b)(b-2a);
(3)(-7m+8n)(-8n-7m).
解:(1)原式=(3x)2-52=9x2-25.
(2)原式=(-2a)2-b2=4a2-b2.
(3)原式=(-7m)2-(8n)2=49m2-64n2.
5.先化简,再求值:(2x-y)(y+2x)-(2y+x)(2y-x),其中x=1,y=2.
原式=5×12-5×22=-15.
解:原式=4x2-y2-(4y2-x2)
=4x2-y2-4y2+x2
=5x2-5y2.
当x=1,y=2时,
6.计算: 20212 - 2020×2022.
解:
20212 - 2020×2022
= 20212 - (2021-1)×(2021+1)
= 20212
- (20212-12 )
= 20212
- 20212+12
=1.
7.已知x≠1,计算:(1+x)(1-x)=1-x2,(1-x)(1+
x+x2)=1-x3,(1-x)(1+x+x2+x3)=1-x4.
(1)观察以上各式并猜想:(1-x)(1+x+x2+…+xn)=
________;(n为正整数)
(2)根据你的猜想计算:
①(1-2)(1+2+22+23+24+25)=________;
②2+22+23+…+2n=________(n为正整数);
③(x-1)(x99+x98+x97+…+x2+x+1)=________;
1-xn+1
-63
2n+1-2
x100-1
(3)通过以上规律请你进行下面的探索:
①(a-b)(a+b)=________;
②(a-b)(a2+ab+b2)=________;
③(a-b)(a3+a2b+ab2+b3)=________.
a2-b2
a3-b3
a4-b4
8.给出下列算式: 32-12=8 =8×1;
52-32=16=8×2;
72-52=24=8×3;
92-72=32=8×4.
(1)观察上面一系列式子,你能发现什么规律?
(2)用含n的式子表示出来 (n为正整数).
(3)计算 20052-20032= ,此时n = .
连续两个奇数的平方差是8的倍数.
(2n+1)2- (2n-1)2=8n
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课堂小结
平方差公式
(a+b)(a- b)=
a2- b2.
即两数和与这两数差的积等于这两个数的平方差.