第十四章
整式的乘法与因式分解综合提高复习
一、学习目标:
1.
复习总结本章所学知识,包括幂的运算、整式的乘除、乘法公式及因式分解。
2.
归纳数学思想和数学方法,主要有整体思想、逆向思维和数形结合思想。
二、重点、难点:
重点:知识和方法的总结。
难点:实事求是地分析问题,灵活使用公式。
【思维导图】
【典型例题】
知识点一:幂的运算性质
例1.
计算:
思路分析:幂的混合运算中,先算乘方,再算乘除。
解答过程:
解题后的思考:,易错误地认为,得出错误结论为0。
小结:幂的运算是整式乘除的基础,应熟练、准确的掌握其运算法则。而准确掌握幂的运算法则的关键是要理解法则的来源。
知识点二:整式的运算
例2.
计算:,其中,。
思路分析:观察式子结构,确定运算顺序,应先去小括号,然后合并整理,最后计算除法。
解答过程:
当,时,
原式=
解题后的思考:在计算整式的加、减、乘、除、乘方的运算中,一要注意运算顺序,二要熟练、正确地运用运算法则。
例3.
已知一个多项式与单项式的积为,求这个多项式。
思路分析:由于这个多项式乘等于,那么这个多项式就等于,从而转化为多项式除以单项式的运算。
解答过程:
所以,这个多项式为。
解题后的思考:多项式与单项式的运算,有加、减、乘、除、乘方、开方时,应先进行乘方、开方运算。
小结:整式的乘除法是学习分式乘除、二次根式的基础,必须熟练掌握。
知识点三:乘法公式的运用
例4.
已知,,求的值。
思路分析:解决本题的关键是把用含有的式子表示出来,由,再把已知代入即可得出。
解答过程:因为,,
所以,
解题后的思考:平方差公式和完全平方公式的各种变形也是很常用的,同学们也应熟练掌握。
例5.
已知代数式,你能把它化为(其中为常数)的形式吗?进一步的,你能求出这个代数式的最小值吗?此时的值又是多少?
思路分析:可以把题中的加上9得,把题中的加上4得,当然,还得注意恒等变形。
解答过程:
因为,,
所以,这个代数式的最小值为7,此时,。
解题后的思考:将多项式经过配方、变形为完全平方的形式,再利用非负数的性质解题是常见的方法。
小结:除了平方差公式和完全平方公式外,还有许多其他的乘法公式,比如立方和公式、立方差公式。这些公式的各种变形、逆向使用都很常见,同学们应尽量掌握。
知识点四:因式分解
例6.
因式分解:
(1)
(2)
(3)
思路分析:
(1)中把化为,或者将化为,从而便于提取公因式;
(2)中把看作一个整体,再分解因式;
(3)除将化为-的形式外,还要明确运用提公因式法分解因式时,要提取相同字母的最低次幂。
解答过程:(1)
(2)
(3)
解题后的思考:此题是提公因式法及公式法的综合应用,一般需先提取公因式,然后再运用公式,其中(1)提取公因式后应用平方差公式;(2)(3)提取公因式后应用完全平方公式。要注意指数的奇偶性。
例7.
已知分别为的三边,试证明。
思路分析:本题中,已知为的三边,可想到利用三角形的三边关系,因为不等式的左边符合平方差公式的特点,可想到因式分解。
解答过程:
因为,为的三边
所以,,,,
即。
解题后的思考:要判断一个多项式的符号,经常采用的办法就是将其因式分解,从而把多项式符号的判断“分而治之”,只要判断每个因式的符号即可。
小结:将多项式变形为因式分解的形式,在以后很多类型的题中都会遇到,比如多项式的符号判断、方程的根、分式的运算、无理式的化简等。
知识点五:数学思想方法
1.
整体思想
例8.
若是完全平方式,求的值。
思路分析:利用配方法及整体换元法分解因式,从而求出的值。
解答过程:
设,则原式变形为
要使为完全平方式,则。
解题后的思考:整体思想也是一种重要的数学思想方法,它要求我们在研究数学问题时,不要只着眼于它的局部特征,而要把注意力放在问题的整体结构上,通过对其全面深刻地分析,从宏观整体的角度来认识问题,整体代入或整体求解,该思想方法的运用可以使某些复杂的问题简单化。
2.
逆向思维
例9.
计算:
(1)
(2)
(3)
思路分析:(1)题应巧妙地逆用同底数幂的乘法、幂的乘方、积的乘方,在计算高指数幂中可起到简化作用;
(2)题应逆用完全平方公式,简化解题过程;
(3)题应逆用平方差公式进行计算。
解答过程:(1)
(2)
(3)
解题后的思考:逆向思维是指由果索因,知本求源,从原问题的相反方向着手的一种思维方式。数学定义、公式总是双向的,公式从等式左边到等式右边或从等式右边到等式左边,这样的转换正是由正向思维到逆向思维的体现。
在本章中逆向思维的方法应用较多,幂的运算法则、两个乘法公式等都可以逆用。运用该方法,可以使繁琐的问题简单化、直接化,大大地简化解题步骤,减少错误,达到简化计算的目的。
3.
数形结合思想
例10.
如图,在边长为的正方形中剪去边长为的小正方形,把剩下的部分拼成梯形,分别计算这两个图形阴影部分的面积,验证了公式:____________________。
思路分析:本题是一道数形结合题,通过图形的面积计算,验证乘法公式,从左图中的阴影部分可知其面积是大小两个正方形的面积差;从右图中,根据梯形的上下底及高也可算出面积。由于两个图形阴影部分的面积相等,可得出结论。
解答过程:在左图中,阴影部分的面积为大小正方形的面积差,即;
在右图中,根据梯形的面积公式,阴影部分面积为。
所以,验证了平方差公式。
解题后的思考:数形结合思想是一种重要的数学思想,同学们应在解题时不断体会。
小结:数学习题多种多样,但问题的分析方法、采用的数学方法及其蕴含的数学思想是比较稳定的。问题的分析方法主要有综合法、分析法、类比归纳法等,数学方法主要有待定系数法、换元法、消元法、配方法等,数学思想主要有数形结合、分类讨论、方程与函数、化归与转化等。我们在学习的过程中要注意归纳总结。
【方法技巧】
本章所学的幂的运算法则容易出错。了解知识的来龙去脉,然后在理解的基础上记忆这些法则,是解决问题的科学方法。其实,这也是学习其他知识的好方法。
本章学习的法则、乘法公式可以正用、逆用、变形用,总之我们要灵活运用知识。其实,我们学习其他公式、法则的时候也要研究其是否可以逆用、变形用。
【同步练习】(答题时间:45分钟)
一、选择题:
1.
下列计算正确的是(
)
A.
B.
C.
D.
2.
下列计算正确的是(
)
A.
B.
C.
D.
3.
化简的结果是(
)
A.
B.
C.
D.
4.
下列因式分解中,结果正确的是(
)
A.
B.
C.
D.
5.
若,则为(
)
A.
5
B.
6
C.
奇数
D.
偶数
6.
下列四个等式:
①;
②;
③;
④,其中正确的有(
)
A.
0个
B.
1个
C.
2个
D.
3个
7.
若是一个完全平方式,则的值为(
)
A.
1或5
B.
1
C.
7或
D.
8.
若将分解成,则的值为(
)
A.
2
B.
4
C.
6
D.
8
二、填空题:
9.
___________。
10.
分解因式__________________。
11.
分解因式__________________。
12.
把多项式分解因式的结果是__________________。
13.
若,则_________。
14.
已知,,且,则的值等于__________________。
15.
观察下列算式:
;
;
;
……
则第个式子可表示为______________________。
三、解答题:
16.
计算:
17.
若一个三角形的三边满足,求出这个三角形的形状及三边长。
18.
解方程:
19.
把下列各式分解因式
(1)
(2)
(3)
(4)
20.
若,求证:。
21.
阅读材料并解答问题:
我们已经知道,完全平方公式可以用平面几何的面积来表示,实际上还有一个代数恒等式也可以用这种形式表示,例如:,就可以用图(1)和图(2)的面积表示。
(1)
(2)
(3)
(1)请写出图(3)所表示的代数恒等式;
(2)请画出一个几何图形,使它的面积能表示:。
【练习答案】
一、选择题:
1.
D
2.
C
3.
A
4.
A
5.
C
6.
A
7.
C
8.
B
二、填空题:
9.
10.
11.
12.
13.
8
14.
1
15.
三、解答题:
16.
解:
17.
解:因为,
所以,
即,
所以,,这个三角形是边长为1的等边三角形。
18.
解:原方程变形为
所以,,
19.
解:(1)
(2)
(3)
(4)
20.
证明:因为,
所以,
令
①
则
②
把①②代入中得
=右边
所以,原式成立。
21.
(1)
(2)如图