第六章 整式的乘除
6 平方差公式
知识点一 平方差公式
内容
字母表示
平方差公式
知识
详解
知识点一 平方差公式
内容
字母表示
平方差公式
两个数的和与这两个数的差的积,等于它们的平方差
(a+b)(a-b)=a2-b2
知识
详解
(1)平方差公式的特点:(i)等号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.
(ii)等号右边是相同项的平方减去相反项的平方.(2)对于形如两数和与这两数差相乘的多项式乘法,都可以用平方差公式计算.
(3)公式中的字母a,b可以是单项式,也可以是多项式.
(4)探究平方差公式的几何意义:如图①,边长为a的大正方形中有一个边长为b的小正方形,阴影部分的面积为a2-b2;
如图②,将图①中的阴影部分剪拼成一个长方形,面积为(a+b)(a-b),所以有(a+b)(a-b)=a2-b2
例1 计算:
(1)(x+5)(x-5);
(2) ;
(3)(-2y-3x)(2y-3x);
(4)(3x2y-2z3)(3x2y+2z3).
例1 计算:
(1)(x+5)(x-5);
(2) ;
(3)(-2y-3x)(2y-3x);
(4)(3x2y-2z3)(3x2y+2z3).
解析 (1)原式=x2-52=x2-25.
(2)原式= .
(3)原式=(-3x)2-(2y)2=9x2-4y2.
(4)原式=(3x2y)2-(2z3)2=9x4y2-4z6.
知识点二 利用平方差公式进行数的简便计算
平方差公式除了能将符合结构特征的多项式乘法简化外,还能简化求两数之积的运算,如:1001×999=(1000+1)(1000-1)=10002-12=999999.
例2 运用平方差公式计算.
(1)1998×2002;
(2)20202-2017×2023.
例2 运用平方差公式计算.
(1)1998×2002;
(2)20202-2017×2023.
分析 应用平方差公式可使运算简便.
(1)中,1998×2002=(2000-2)×(2000+2);
(2)中,20202-2017×2023=20202-(2020-3)×(2020+3).
例2 运用平方差公式计算.
(1)1998×2002;
(2)20202-2017×2023.
分析 应用平方差公式可使运算简便.
(1)中,1998×2002=(2000-2)×(2000+2);
(2)中,20202-2017×2023=20202-(2020-3)×(2020+3).
解析(1)1998×2002=(2000-2)×(2000+2)=20002-4=4000000-4=3999996.
(2)20202-2017×2023=20202-(2020-3)×(2020+3)=20202-(20202-9)=9.
例2 运用平方差公式计算.
(1)1998×2002;
(2)20202-2017×2023.
分析 应用平方差公式可使运算简便.
(1)中,1998×2002=(2000-2)×(2000+2);
(2)中,20202-2017×2023=20202-(2020-3)×(2020+3).
解析(1)1998×2002=(2000-2)×(2000+2)=20002-4=4000000-4=3999996.
(2)20202-2017×2023=20202-(2020-3)×(2020+3)=20202-(20202-9)=9.
点拨 如果绝对值比较大的两个不等因数相乘,且这两个因数与某个整数之差的绝对值相等,那么利用平方差公式计算简单.
经典例题
题型一 平方差公式的连续应用
例1 计算:
(1) ;
(2)(2x+1)(4x2+1)(2x-1)(16x4+1).
题型一 平方差公式的连续应用
例1 计算:
(1) ;
(2)(2x+1)(4x2+1)(2x-1)(16x4+1).
分析 本题主要考查平方差公式的重复使用,首先观察待计算的式子是否具备平方差公式的结构,具备的,用(a+b)(a-b)=a2-b2简便计算.
解析 (1) .
(2)(2x+1)(4x2+1)(2x-1)(16x4+1)
=(2x+1)(2x-1)(4x2+1)(16x4+1)
=(4x2-1)(4x2+1)(16x4+1)
=(16x4-1)(16x4+1)
=256x8-1
解析 (1) .
(2)(2x+1)(4x2+1)(2x-1)(16x4+1)
=(2x+1)(2x-1)(4x2+1)(16x4+1)
=(4x2-1)(4x2+1)(16x4+1)
=(16x4-1)(16x4+1)
=256x8-1
点拨 运用平方差公式的前提是式子中具有两数和与两数差的积的形式,有的要经过适当变形才具有上述形式,因此在计算前应仔细观察.
拓展
利用平方差公式时,需注意公式的几种变化形式:
(1)符号变化:
(-a-b)(a-b)=-(a+b)(a-b)=-(a2-b2);
(2)位置变化:
(a+b)(-b+a)=(a+b)(a-b)=a2-b2;
(3)系数变化:
(2a+3b)(2a-3b)=4a2-9b2;
(4)指数变化:
(a2+b2)(a2-b2)=a4-b4.
题型二 平方差公式的逆用
例2 已知m2-9n2=24,m+3n=3,则m-3n=____.
题型二 平方差公式的逆用
例2 已知m2-9n2=24,m+3n=3,则m-3n=____.
解析 因为m2-9n2=24,
m2-9n2=(m+3n)(m-3n),
m+3n=3,所以24=3(m-3n),
所以m-3n=8.
答案 8
题型二 平方差公式的逆用
例2 已知m2-9n2=24,m+3n=3,则m-3n=____.
解析 因为m2-9n2=24,
m2-9n2=(m+3n)(m-3n),
m+3n=3,所以24=3(m-3n),
所以m-3n=8.
答案 8
点拨 逆用平方差公式是解题的关键.
题型三 平方差公式的几何背景
例3 如图①,在边长为a的大正方形中剪去一个边长为b的小正方形(a>b),把剩下的部分剪拼成一个梯形(如图②),利用这两个图形的面积,可以验证的公式是( )
A.(a+2b)=a2+2ab B.a2-b2=(a+b)(a-b)
C.(a+b)2=a2+2ab+b2 D.(a-b)2=a2-2ab+b2
解析 易知题图①中阴影部分的面积是a2-b2,
题图②中梯形的面积是
(2a+2b)(a-b)=(a+b)(a-b),
所以a2-b2=(a+b)(a-b).
答案 B
题型四 平方差公式的灵活运用
例4 化简:(2x-y-1)(2x+y-1).
题型四 平方差公式的灵活运用
例4 化简:(2x-y-1)(2x+y-1).
分析 把2x-1看成平方差公式(a+b)(a-b)=a2-b2中的a,y看成平方差公式(a+b)(a-b)=a2-b2中的b.
题型四 平方差公式的灵活运用
例4 化简:(2x-y-1)(2x+y-1).
分析 把2x-1看成平方差公式(a+b)(a-b)=a2-b2中的a,y看成平方差公式(a+b)(a-b)=a2-b2中的b.
解析 (2x-y-1)(2x+y-1)
=[(2x-1)-y][(2x-1)+y]
=(2x-1)2-y2
=4x2-4x+1-y2