14.2
整式的乘法
一、教学目标
1掌握同底数幂的乘法、幂的乘方、积的乘方、整式的乘法法则及运算规律。
2注意在乘法运算的基础上理解同底数幂的乘法、幂的乘方与积的乘方的运算公式,从而熟练地掌握和应用整式的乘法。
二、重难点提示
重点:同底数幂的乘法及幂的乘方、积的乘方的运算。
难点:整式的乘法。
【思维导图】
知识脉络图
能力提升类
例1
计算:
(1)-()4×()3;
(2)y·y2m·y2m+1;
(3)(a+b-c)2·(c-a-b)3;
(4)(x+2)n-1·(2+x)n+1-(x+2)2n.
解析:观察底数,若有不同的,设法将其转化为相同的底数,再按法则进行计算。
答案:(1)原式=-()4+3=-()7;
(2)原式=y1+2m+2m+1=y4m+2;
(3)原式=(a+b-c)2[-(a+b-c)]3=-(a+b-c)2+3=-(a+b-c)5;
(4)原式=(x+2)2n-(x+2)2n=0.
点评:①三个或三个以上的同底数幂相乘时可以直接性计算;②当题中幂的底数不同时,必须利用乘法或乘方的意义变形,将其化成同底数幂后,再按法则进行计算。
例2
计算下列各式。
(1)(-3x2y)2·(-xyz)·xz2;
(2)[-0.3(a-b)][4(a-b)n-1]·[-(a+b)2n];
(3)5a3b·(-3b)2+(-6ab)2·(-ab)-ab3×(-4a)2.
解析:运用单项式的乘法法则时,先把系数相乘作为积的系数,相同字母相乘作为积的一个因式,只在一个单项式中出现的字母,连同它的指数作为积的一个因式。
答案:(1)原式=9x4y2·(-xyz)·xz2=[9×(-)×](x4·x·x)·(y2·y)·(z·z2)=-x6y3z3;
(2)原式=[-0.3×4×(-)][(a-b)·(a-b)n-1]·(a+b)2n=(a-b)n(a+b)2n;
(3)原式=5a3b·9b2-36a2b2·ab-ab3·16a2=45a3b3-36a3b3-16a3b3=-7a3b3.
点评:①数字系数连同它的符号写在积的最前面;②相同字母的幂相乘是同底数幂的乘法,底数不变,指数相加;③单项式乘以单项式的结果仍是单项式。
例3
当a=-时,求代数式(2a-b)(2a+b)+(2a-b)(b-4a)+2b(b-3a)的值。
解析:先将代数式化简,再求值。
答案:原式=4a2+2ab-2ab-b2+2ab-8a2-b2+4ab+2b2-6ab=-4a2.
当a=-时,原式=-4a2=-4×(-)2=-1.
点评:解此类问题时先将代数式化简,再将字母的值代入,可以减少计算量。
综合运用类
例4:若(am+1bn+2)·(a2n-1b2m)=a5b3,则m+n的值为(
)
A.
1
B.
2
C.
3
D.
-3
解析:先将等式左边按同底数幂的乘法法则进行计算,再构建方程组,求出m、n.左边=am+1+2n-1bn+2+2m=am+2nb2m+n+2.由题意得,由①+②得3m+3n=6,∴m+n=2,故选B.
答案:B
点评:①解方程组时,用到整体思想;②构建方程(组)解题是数学中常用的方法。
例5
用简便方法计算下列各题。
(1)(-)3×38;
(2)(-8)2010×(-)2011;
(3)(8)10×(-)9×.
解析:(1)将化为()2,从而有(-)3=-()6,然后逆向运用积的乘方运算;
(2)先处理符号,应注意8×=1;(3)注意到8与互为倒数,逆用公式和乘法的交换律、结合律可解决问题。
答案:(1)(-)3×38=-()6×38=-()6×36×32=-(×3)6×32=-9;
(2)(-8)2010×(-)2011=(-8)2010×(-)2010×(-)=[(-8)×(-)]2010×(-)=-;(3)(8)10×(-)9×=()9××(-)9×=[()9×(-)9]×(×)=-(×)9×=-.
点评:①利用互为倒数的两数之积为1简化计算是常用技巧之一;②符号问题是计算中必须注意的问题;③逆用幂的运算法则,有时能将较复杂的问题简单化。
思维拓展类
例6
计算(1+++)(+++)-(1++++)×(++).
解析:很显然,本题不能直接计算,注意到算式中有相同的部分,因此,可把相同的部分看成一个整体,化简后再求值。
答案:设b=+++,a=++.原式=(1+a)b-(1+b)×a=ab+b-a-ab=b-a=。
点评:这是一道规律探索型的题目,运用了整体思想来解,把哪一部分看成整体呢?本题有多种不同的解法,应根据难易程度选择合适的一种。
例7
已知x2+x-1=0,求x3-2x+2012的值。
解析:巧变已知条件,进行有关计算。
答案:由x2+x-1=0,得x2=1-x,x2+x=1.∴x3-2x+2012=x·x2-2x+2012=x(1-x)-2x+2012=x-x2-2x+2012=-(x2+x)+2012=-1+2012=2011.
点评:先利用整体代换、转化等思想巧变已知条件,再进行有关计算。
例8
从前有一个狡猾的地主,他把一块长x米的正方形土地租给张老汉种植,有一天,他对张老汉说:“我给你换一块地吧,换的这块和原来那一块相比,虽然一边减少了5米,但另一边我给你增加5米,你没有吃亏,怎么样?”张老汉一听,觉得没有吃亏,就答应了,回到家中,他把这件事告诉了邻居,邻居一听,说:“张老汉你吃亏了!”张老汉非常吃惊。同学们,你能告诉张老汉这是为什么吗?
解析:把两块地的面积比较一下就清楚了。
答案:正方形土地的面积是x2,换的那一块的面积是(x+5)(x-5)=x2-25,x2-(x2-25)=25,即换地以后面积缩小了25平方米,所以张老汉吃亏了。
点评:这是一道应用题,把它转化成数学问题后,用整式的乘法和减法来解决。
例9
如图所示,张华的爸爸承包了一块宽为m的长方形土地,准备在这块土地上种四种不同的蔬菜,其中长为a的一块种香菜,长为b的一块种菠菜,长为c的一块种芹菜,余下长为d的一块种白菜。你能用几种方法来表示这块菜地的面积?从不同的表示方法中,你能得到什么结论?
解析:应用多项式表示长方形的长,再结合长方形的面积公式推导。
答案:四种。方法1:(a+b)m+(c+d)m;方法2:am+(b+c+d)m;方法3:m(a+b+c+d);方法4:ma+mb+mc+md.得到结论:m(a+b+c+d)=ma+mb+mc+md.
点评:本题中由方法3、方法4,可得m(a+b+c+d)=ma+mb+mc+md,从这两种不同的表示方法中,能验证单项式与多项式相乘的运算法则。
【方法技巧】
一、逆向变换法
在求一些字母的值时,常逆用幂的运算法则,先把代数式转化为同底数幂的乘法或幂的乘方、积的乘方等形式,再求字母的值。
二、整体代换思想
在求代数式的值时,运用整体代换常可以使问题得到转化。
三、转化思想
本讲内容是转化思想的体现,多项式乘以多项式、单项式乘以多项式都可以转化为单项式乘以单项式,而单项式乘以单项式又可转化为幂的运算。
【同步练习】(答题时间:60分钟)
一、选择题
1.
下列计算错误的是(
)
A.
5a3-a3=4a3
B.
2m·3n=6m+n
C.
(a-b)3·(b-a)2=(a-b)5
D.
(a-b)n·(b-a)=-(a-b)n+1
2.
如果(ax-b)(x+2)=x2-4,那么(
)
A.
a=1,b=-2
B.
a=-1,b=-2
C.
a=1,b=2
D.
a=-1,b=2
3.
若(x2+3x+2)(x+a)的结果中不含常数项,则a的值为(
)
A.
-2
B.
0
C.
-
D.
4
下列各式正确的是(
)
A.
(-a)2=a2
B.
(-a)3=a3
C.
︱-a2︱=-a2
D.
︱-a3︱=a3
5.
一个长方形的长是2xcm,宽比长的一半少4cm,若将长方形的长和宽都增加3cm,则该长方形的面积增加了(
)
A.
9
B.
9x-3
C.
2x2+x-3
D.
-7x-3
6.
下列说法中,正确的个数有(
)
(1)n为正偶数时,一定有等式(-2)n=2n成立;
(2)等式(-4)m=4m,无论m为何值时都不成立;
(3)三个等式(-x2)3=x6,(-x3)2=x6,[-(-x2)]3=x6都不成立;
(4)两个等式(-3x2y3)m=-3mx2my3m,(-3x2y3)n=3nx2ny3n都一定不成立。
A.
1个
B.
2个
C.
3个
D.
4个
二、填空题
7.
计算(2ab2)3-(-9ab2)·(-ab2)2的值为__________。
8.
x4y6z8=(__________)2.
9.
若(ax+3y)(x-y)的展开式中不含xy项,则a的值为__________。
10.
柜台上放着一堆罐头,它们摆放的形状如图:第一层有2×3听罐头,第二层有3×4听罐头,第三层有4×5听罐头,……。根据这堆罐头排列的规律,第n(n为正整数)层有__________听罐头(用含n的式子表示)。
三、综合运用
11.
先化简,再求值。
(-3x2)(x2-2x-3)+3x(x3-2x2-3x)+2000,其中x=1999.
12.
计算0.252011×42012-(23)671×0.52012.
13.
解方程(2x+3)(5x+7)=2(5x+6)(x+1).
14.
︱a+b-1︱+(a-b-3)2=0,求3a2(a3b2-2a)-4a(-a2b)2的值。
15.
甲、乙二人共同计算一道整式乘法:(2x+a)·(3x+b),由于甲抄错了第一个多项式中a的符号,得到的结果为6x2+11x-10;由于乙漏抄了第二个多项式中x的系数,得到的结果为2x2-9x+10.
(1)你能求出a、b的值吗?
(2)请你计算出这道整式乘法的正确结果。
四、拓广探索
16.
一个三位数,其十位数字比个位数字大1,百位数字又比十位数字大2,另外有一个两位数,其十位数字与该三位数的个位数字相同,都可用a表示,其个位数字比十位数字小3,请把这两个数的积用含a的代数式表示出来,并把此代数式化简。若a=4,把这两个数表示出来,并求出它们的积。
【答案】
一、选择题
1.
B
2.
C
解析:(ax-b)(x+2)=ax2+2ax-bx-2b=x2-4,所以,即a=1,b=2.
3.
B
解析:只有第一个多项式中的2与第二个多项式中的a相乘才能产生常数项,故2a=0,所以a=0.
4.
A
解析:选项B中(-a)3=-a3;选项C中︱-a2︱=a2;选项D中︱-a3︱=.
5.
B
解析:根据题意,(2x+3)(x-4+3)-2x(x-4)=9x-3,故选B.
6.
A
解析:只有(1)是正确的。(2)中m是正偶数时(-4)m=4m成立,m是正奇数时不成立;(3)中(-x3)2=x6,[-(-x2)]3=x6成立;(4)中第一个等式,当m是正奇数时成立,m是正偶数时不成立;第二个等式,当n是正奇数时不成立,n是正偶数时成立。
二、填空题
7.
17a3b6
8.
x2y3z4
9.
3
解析:(ax+3y)(x-y)=ax2-axy+3xy-3y2=ax2+(3-a)xy-3y2,因为其展开式中不含xy项,所以3-a=0,即a=3.
10.
n2+3n+2
解析:第1层:2×3;第2层:3×4;第3层:4×5;…;第n层:(n+1)(n+2).(n+1)(n+2)=n2+3n+2.
三、综合运用
11.
解:原式=-3x4+6x3+9x2+3x4-6x3-9x2+2000=2000,无论x为何值,原式恒等于2000.
12.
解:原式=0.252011×42011×4-22013×0.52012=(0.25×4)2011×4-(2×0.5)2012×2=4-2=2.
13.
解:去括号得:10x2+14x+15x+21=10x2+10x+12x+12,合并同类项得:29x+21=22x+12,移项合并后解得:x=-.
14.
解:由︱a+b-1︱+(a-b-3)2=0得,解得.3a2(a3b2-2a)-4a(-a2b)2=3a5b2-6a3-4a5b2=-6a3-a5b2=-80.
15.
解:(1)由题意,得(2x-a)(3x+b)=6x2-(3a-2b)x-ab=6x2+11x-10;(2x+a)(x+b)=2x2+(a+2b)x+ab=2x2-9x+10.∴,∴.(2)(2x-5)(3x-2)=6x2-19x+10.
四、拓广探索
16.
解:两位数:十位数字是a,个位数字是a-3,所以这个两位数是10a+(a-3),即11a-3;三位数:个位数字是a,十位数字是a+1,百位数字是a+1+2=a+3,所以这个三位数是a+10(a+1)+100(a+3),即111a+310.这两个数的积是(11a-3)(111a+310)=1221a2+3410a-333a-930=1221a2+3077a-930.当a=4时,这个两位数是41,这个三位数是754.它们的积是30914.