3 公式法
第1课时 运用平方差公式因式分解
知识点1 直接运用平方差公式因式分解
1.(2020·金华)下列多项式中,能运用平方差公式分解因式的是( )
A.a2+b2 B.2a-b2
C.a2-b2 D.-a2-b2
2.已知多项式x2+a能用平方差公式在有理数范围内因式分解,那么在下列四个数中a可以等于( )
A.9 B.4 C.-1 D.-2
3.把多项式(x-1)2-4因式分解的结果是( )
A.(x+3)(x+1) B.(x+1)(x-3)
C.(x-1)(x+3) D.(x-5)(x+3)
4.因式分解:
(1)(2020·绍兴)1-x2= ;
(2)(2020·张家界)x2-9= ;
(3)(2019·黔东南)9x2-y2= .
5.把下列各式因式分解:
(1)9m2-4n2;
(2)-16+a2b2;
(3)m2-n2;
(4)(x-2y)2-4y2.
知识点2 先提公因式后运用平方差公式因式分解
6.对a2b-b3因式分解,结果正确的是( )
A.b(a+b)(a-b) B.b(a-b)2
C.b(a2-b2) D.b(a+b)2
7.因式分解:
(1)(2020·济宁)a3-4a= ;
(2)(2019·黄冈)3x2-27y2= ;
(3)(2020·黄石)m3n-mn3= .
8.把下列各式因式分解:
(1)16m3-mn2;
(2)a2(a-b)-4(a-b).
知识点3 用平方差公式因式分解的应用
22720305187959.如图,在边长为6.75 cm的正方形纸片上,剪去一个边长为3.25 cm的小正方形,则图中阴影部分的面积为( )
A.3.5 cm2
B.12.25 cm2
C.27 cm2
D.35 cm2
10.若m2-n2=6,且m-n=2,则m+n= .
11.已知长方形的面积是9a2-16(a>),若一边长为3a+4,则另一边长为 .
易错点 因式分解不彻底导致出错
12.(2019·毕节)分解因式:x4-16= .
13.如图,从边长为a的大正方形中剪掉一个边长为b的小正方形,将阴影部分沿虚线剪开,拼成右边的长方形.根据图形的变化过程写出的一个正确的等式是( )
A.(a-b)2=a2-2ab+b2
B.a(a-b)=a2-ab
C.(a-b)2=a2-b2
D.a2-b2=(a+b)(a-b)
14.对于任意整数n,多项式(n+7)2-(n-3)2的值都能( )
A.被20整除 B.被7整除
C.被21整除 D.被(n+4)整除
15.因式分解:
(1)(x-8)(x+2)+6x= ;
(2)-9x2+(x-y)2= ;
(3)m2(a-2)+(2-a)= .
16.若a+b=4,a-b=1,则(a+1)2-(b-1)2的值为 .
17.把下列各式因式分解:
(1)(2019·河池)(x-1)2+2(x-5); (2)0.36x2-49y2;
(3)a3b-16ab; (4)3m4-48;
(5)xn-xn+2; (6)(y+2x)2-(x+2y)2;
(7)a2(a-b)+b2(b-a).
18.如果一个正整数能表示为两个连续偶数的平方差,那么称这个正整数为“和谐数”.如4=22-02,12=42-22,20=62-42,因此,4,12,20都是“和谐数”.
36和2 020这两个数是“和谐数”吗?为什么?
第2课时 运用完全平方公式因式分解
知识点1 完全平方式
1.下列式子中是完全平方式的是( )
A.a2+ab+b2 B.a2+2a+2
C.a2-2b+b2 D.a2+2a+1
2.(1)若x2-6x+k是完全平方式,则k=9;
(2)若x2+kx+4是完全平方式,则k=±4;
(3)若x2+2xy+m是完全平方式,则m=y2.
知识点2 直接运用完全平方公式因式分解
3.下列各式中能用完全平方公式进行因式分解的是( )
A.x2+x+1 B.x2+2x-1
C.x2-1 D.x2-2x+1
4.把下列多项式因式分解,结果正确的是( )
A.4a2+4a+1=(2a+1)2
B.a2-2a+4=(a-2)2
C.a2-2a-1=(a-1)2
D.a2-b2=(a-b)2
5.因式分解:
(1)(2019·温州)m2+4m+4= ;
(2)a2-2ab+b2= .
6.把下列完全平方式因式分解:
(1)y2+y+; (2)4x2+y2-4xy; (3)(m-n)2+6( m-n)+9.
知识点3 先提公因式后运用完全平方公式因式分解
7.把代数式3x3-12x2+12x因式分解,结果正确的是( )
A.3x(x2-4x+4) B.3x(x-4)2
C.3x(x+2)(x-2) D.3x(x-2)2
8.因式分解:
(1)(2019·威海)2x2-2x+= ;
(2)(2019·绵阳)m2n+2mn2+n3= ;
(3)(2019·眉山)3a3-6a2+3a= .
9.把下列各式因式分解:
(1)-x2+6xy-9y2; (2)a3+9ab2-6a2b.
易错点 对完全平方式理解不透
10.在多项式4x2+1中,添加一个单项式,使其成为一个完全平方式,则添加的单项式是 .(写出一个即可)
11.计算1252-50×125+252的结果为( )
A.100 B.150
C.10 000 D.22 500
12.下列多项式中,能运用公式法因式分解的有 .
①-a2+b2;②4x2+4x+1;③-x2-y2;④-x2+8x-16;⑤x4-1;⑥m2+4m-4.
13.若m=2n+1,则m2-4mn+4n2的值是 .
14.(教材P94习题T4变式)将图1中两个全等的直角三角形和一个等腰直角三角形(它的直角边等于前两个三角形的斜边)拼接成一个梯形(如图2),请根据拼接前后面积的关系写出一个关于a,b的多项式的因式分解: .
15.把下列各式因式分解:
(1)(a-b)2+4ab; (2)-2a3b2+8a2b2-8ab2;
(3)4x2-(x2+1)2; (4)25-30(x-y)+9(x-y)2;
(5)(x2-2xy+y2)+(-2x+2y)+1.
16.(教材P105复习题T6变式)若a+b=-3,ab=1,求a3b+a2b2+ab3的值.
17.下面是某同学对多项式(x2-4x+2)(x2-4x+6)+4进行因式分解的过程.
解:设x2-4x=y,
原式=(y+2)(y+6)+4 (第一步)
=y2+8y+16 (第二步)
=(y+4)2(第三步)
=(x2-4x+4)2.(第四步)
(1)该同学第二步到第三步运用了因式分解的( )
A.提取公因式
B.平方差公式
C.两数和的完全平方公式
D.两数差的完全平方公式
(2)该同学在第四步将y用所设中的x的代数式代换,得到因式分解的最后结果.这个结果是否分解到最后?否(填“是”或“否”).如果否,直接写出最后的结果 ;
(3)请你模仿以上方法尝试对多项式(x2-2x)(x2-2x+2)+1进行因式分解.
18.上数学课时,王老师在讲完乘法公式(a±b)2=a2±2ab+b2的多种运用后,要求同学们运用所学知识解答:求代数式x2+4x+5的最小值?同学们经过交流、讨论,最后总结出如下解答方法:
解:x2+4x+5=x2+4x+4+1=(x+2)2+1.
∵(x+2)2≥0,
∴当x=-2时,(x+2)2的值最小,最小值是0.
∴(x+2)2+1≥1.
∴当x=-2时,x2+4x+5的最小值是1.
请你根据上述方法,解答下列各题:
(1)知识再现:当x= 时,代数式x2-6x+12的最小值是 ;
(2)知识运用:若y=-x2+2x-3,当x=1时,y有最大值(填“大”或“小”),这个值是 ;
(3)知识拓展:若-x2+3x+y+5=0,求y+x的最小值.
第3课时 运用特殊方法因式分解
知识点1 利用十字相乘法因式分解
1.阅读理解:由多项式乘法:(x+p)(x+q)=x2+(p+q)x+pq,将该式从右到左使用,即可得到“十字相乘法”进行因式分解的公式:x2+(p+q)x+pq=(x+p)(x+q),示例:分解因式:x2+5x+6=x2+(2+3)x+2×3=(x+2)(x+3).
问题解决:分解因式:
(1)x2+5x+4= ;
(2)x2-6x+8= ;
(3)x2+2x-3= ;
(4)x2-6x-27= .
拓展训练:分解因式:
(1)2x2+3x+1= ;
(2)3x2-5x+2= .
2.分解因式:
(1)x2-2x-8= ;
(2)2x2-10x-12= .
知识点2 利用分组分解法因式分解
3.【阅读材料】 分解因式:mx+nx+my+ny=(mx+nx)+(my+ny)=x(m+n)+y(m+n)=(m+n)(x+y).以上分解因式的方法称为分组分解法.对于四项多项式的分组,可以是“二、二分组(如此例)”,也可以是“三、一(或一、三)分组”.
根据以上阅读材料解决问题:
【跟着学】 分解因式:
a3-b3+a2b-ab2=(a3+ )-(b3+ )
=a2( )- (a+b)
=( )(a+b)
= .
【我也可以】 分解因式:
(1)4x2-2x-y2-y; (2)a2+b2-9+2ab.
4.若x2+kx+20能在整数范围内因式分解,则k可取的整数值有( )
A.2个 B.3个
C.4个 D.6个
5.将下列多项式因式分解:
(1)x3-7x2-30x; (2)(2019·齐齐哈尔)a2+1-2a+4(a-1);
(3)(m2+2m)2-7(m2+2m)-8; (4)(a-b)2+3(a-b)(a+b)-10(a+b)2.
6.已知在△ABC中,三边长a,b,c满足a2+2b2+c2-2ab-2bc=0,请判断△ABC的形状并证明你的结论.
【变式】 变式点:变换条件
若△ABC的三边长a,b,c满足a2+b2+c2+338=10a+24b+26c,则△ABC的形状是 .
参考答案:
第1课时 运用平方差公式因式分解
知识点1 直接运用平方差公式因式分解
1.(2020·金华)下列多项式中,能运用平方差公式分解因式的是(C)
A.a2+b2 B.2a-b2
C.a2-b2 D.-a2-b2
2.已知多项式x2+a能用平方差公式在有理数范围内因式分解,那么在下列四个数中a可以等于(C)
A.9 B.4 C.-1 D.-2
3.把多项式(x-1)2-4因式分解的结果是(B)
A.(x+3)(x+1) B.(x+1)(x-3)
C.(x-1)(x+3) D.(x-5)(x+3)
4.因式分解:
(1)(2020·绍兴)1-x2=(1-x)(1+x);
(2)(2020·张家界)x2-9=(x+3)(x-3);
(3)(2019·黔东南)9x2-y2=(3x+y)(3x-y).
5.把下列各式因式分解:
(1)9m2-4n2;
解:原式=(3m+2n)(3m-2n).
(2)-16+a2b2;
解:原式=(ab+4)(ab-4).
(3)m2-n2;
解:原式=(m+n)(m-n).
(4)(x-2y)2-4y2.
解:原式=(x-2y+2y)(x-2y-2y)
=x(x-4y).
知识点2 先提公因式后运用平方差公式因式分解
6.对a2b-b3因式分解,结果正确的是(A)
A.b(a+b)(a-b) B.b(a-b)2
C.b(a2-b2) D.b(a+b)2
7.因式分解:
(1)(2020·济宁)a3-4a=a(a+2)(a-2);
(2)(2019·黄冈)3x2-27y2=3(x+3y)(x-3y);
(3)(2020·黄石)m3n-mn3=mn(m+n)(m-n).
8.把下列各式因式分解:
(1)16m3-mn2;
解:原式=m(4m+n)(4m-n).
(2)a2(a-b)-4(a-b).
解:原式=(a-b)(a+2)(a-2).
知识点3 用平方差公式因式分解的应用
9.如图,在边长为6.75 cm的正方形纸片上,剪去一个边长为3.25 cm的小正方形,则图中阴影部分的面积为(D)
A.3.5 cm2
B.12.25 cm2
C.27 cm2
D.35 cm2
10.若m2-n2=6,且m-n=2,则m+n=3.
11.已知长方形的面积是9a2-16(a>),若一边长为3a+4,则另一边长为3a-4.
易错点 因式分解不彻底导致出错
12.(2019·毕节)分解因式:x4-16=(x2+4)(x+2)(x-2).
13.如图,从边长为a的大正方形中剪掉一个边长为b的小正方形,将阴影部分沿虚线剪开,拼成右边的长方形.根据图形的变化过程写出的一个正确的等式是(D)
A.(a-b)2=a2-2ab+b2
B.a(a-b)=a2-ab
C.(a-b)2=a2-b2
D.a2-b2=(a+b)(a-b)
14.对于任意整数n,多项式(n+7)2-(n-3)2的值都能(A)
A.被20整除 B.被7整除
C.被21整除 D.被(n+4)整除
15.因式分解:
(1)(x-8)(x+2)+6x=(x+4)(x-4);
(2)-9x2+(x-y)2=-(4x-y)(2x+y);
(3)m2(a-2)+(2-a)=(a-2)(m+1)(m-1).
16.若a+b=4,a-b=1,则(a+1)2-(b-1)2的值为12.
17.把下列各式因式分解:
(1)(2019·河池)(x-1)2+2(x-5);
解:原式=x2-2x+1+2x-10
=x2-9
=(x+3)(x-3).
(2)0.36x2-49y2;
解:原式=(0.6x)2-(7y)2
=(0.6x+7y)(0.6x-7y).
(3)a3b-16ab;
解:原式=ab(a2-16)
=ab(a+4)(a-4).
(4)3m4-48;
解:原式=3(m4-16)
=3(m2+4)(m2-4)
=3(m2+4)(m+2)(m-2).
(5)xn-xn+2;
解:原式=xn(1-x2)
=xn(1+x)(1-x).
(6)(y+2x)2-(x+2y)2;
解:原式=[(y+2x)+(x+2y)][(y+2x)-(x+2y)]
=(y+2x+x+2y)(y+2x-x-2y)
=(3x+3y)(x-y)
=3(x+y)(x-y).
(7)a2(a-b)+b2(b-a).
解:原式=a2(a-b)-b2(a-b)
=(a2-b2)(a-b)
=(a-b)2(a+b).
18.如果一个正整数能表示为两个连续偶数的平方差,那么称这个正整数为“和谐数”.如4=22-02,12=42-22,20=62-42,因此,4,12,20都是“和谐数”.
36和2 020这两个数是“和谐数”吗?为什么?
解:36和2 020都是和谐数.
理由如下:
设a=(n+2)2-n2=(n+2-n)(n+2+n)=2(2n+2)=4(n+1),
令36=4(n+1),解得n=8.
∴36=102-82.
同理:令2 020=4(n+1),解得n=504.
∴2 020=5062-5042.
第2课时 运用完全平方公式因式分解
知识点1 完全平方式
1.下列式子中是完全平方式的是(D)
A.a2+ab+b2 B.a2+2a+2
C.a2-2b+b2 D.a2+2a+1
2.(1)若x2-6x+k是完全平方式,则k=9;
(2)若x2+kx+4是完全平方式,则k=±4;
(3)若x2+2xy+m是完全平方式,则m=y2.
知识点2 直接运用完全平方公式因式分解
3.下列各式中能用完全平方公式进行因式分解的是(D)
A.x2+x+1 B.x2+2x-1
C.x2-1 D.x2-2x+1
4.把下列多项式因式分解,结果正确的是(A)
A.4a2+4a+1=(2a+1)2
B.a2-2a+4=(a-2)2
C.a2-2a-1=(a-1)2
D.a2-b2=(a-b)2
5.因式分解:
(1)(2019·温州)m2+4m+4=(m+2)2;
(2)a2-2ab+b2=(a-b)2.
6.把下列完全平方式因式分解:
(1)y2+y+;
解:原式=(y+)2.
(2)4x2+y2-4xy;
解:原式=(2x)2+y2-2·2x·y
=(2x-y)2.
(3)(m-n)2+6( m-n)+9.
解:原式=(m-n-3)2.
知识点3 先提公因式后运用完全平方公式因式分解
7.把代数式3x3-12x2+12x因式分解,结果正确的是(D)
A.3x(x2-4x+4) B.3x(x-4)2
C.3x(x+2)(x-2) D.3x(x-2)2
8.因式分解:
(1)(2019·威海)2x2-2x+=(2x-1)2;
(2)(2019·绵阳)m2n+2mn2+n3=n(m+n)2;
(3)(2019·眉山)3a3-6a2+3a=3a(a-1)2.
9.把下列各式因式分解:
(1)-x2+6xy-9y2;
解:原式=-(x2-6xy+9y2)
=-(x-3y)2.
(2)a3+9ab2-6a2b.
解:原式=a(a2+9b2-6ab)
=a(a-3b)2.
易错点 对完全平方式理解不透
10.在多项式4x2+1中,添加一个单项式,使其成为一个完全平方式,则添加的单项式是±4x或4x4.(写出一个即可)
11.计算1252-50×125+252的结果为(C)
A.100 B.150
C.10 000 D.22 500
12.下列多项式中,能运用公式法因式分解的有①②④⑤.
①-a2+b2;②4x2+4x+1;③-x2-y2;④-x2+8x-16;⑤x4-1;⑥m2+4m-4.
13.若m=2n+1,则m2-4mn+4n2的值是1.
14.(教材P94习题T4变式)将图1中两个全等的直角三角形和一个等腰直角三角形(它的直角边等于前两个三角形的斜边)拼接成一个梯形(如图2),请根据拼接前后面积的关系写出一个关于a,b的多项式的因式分解:ab+(a2+b2)=(a+b)2.
15.把下列各式因式分解:
(1)(a-b)2+4ab;
解:原式=a2-2ab+b2+4ab
=a2+2ab+b2
=(a+b)2.
(2)-2a3b2+8a2b2-8ab2;
解:原式=-2ab2(a2-4a+4)
=-2ab2(a-2)2.
(3)4x2-(x2+1)2;
解:原式=(2x+x2+1)(2x-x2-1)
=-(x+1)2(x-1)2.
(4)25-30(x-y)+9(x-y)2;
解:原式=52-2×5×3(x-y)+[3(x-y)]2
=[5-3(x-y)]2
=(5-3x+3y)2.
(5)(x2-2xy+y2)+(-2x+2y)+1.
解:原式=(x-y)2-2(x-y)+1
=(x-y-1)2.
16.(教材P105复习题T6变式)若a+b=-3,ab=1,求a3b+a2b2+ab3的值.
解:当a+b=-3,ab=1时,
原式=ab(a2+2ab+b2)
=ab(a+b)2
=×1×(-3)2
=.
17.下面是某同学对多项式(x2-4x+2)(x2-4x+6)+4进行因式分解的过程.
解:设x2-4x=y,
原式=(y+2)(y+6)+4 (第一步)
=y2+8y+16 (第二步)
=(y+4)2(第三步)
=(x2-4x+4)2.(第四步)
(1)该同学第二步到第三步运用了因式分解的(C)
A.提取公因式
B.平方差公式
C.两数和的完全平方公式
D.两数差的完全平方公式
(2)该同学在第四步将y用所设中的x的代数式代换,得到因式分解的最后结果.这个结果是否分解到最后?否(填“是”或“否”).如果否,直接写出最后的结果(x-2)4;
(3)请你模仿以上方法尝试对多项式(x2-2x)(x2-2x+2)+1进行因式分解.
解:原式=(x2-2x)2+2(x2-2x)+1
=(x2-2x+1)2
=(x-1)4.
18.上数学课时,王老师在讲完乘法公式(a±b)2=a2±2ab+b2的多种运用后,要求同学们运用所学知识解答:求代数式x2+4x+5的最小值?同学们经过交流、讨论,最后总结出如下解答方法:
解:x2+4x+5=x2+4x+4+1=(x+2)2+1.
∵(x+2)2≥0,
∴当x=-2时,(x+2)2的值最小,最小值是0.
∴(x+2)2+1≥1.
∴当x=-2时,x2+4x+5的最小值是1.
请你根据上述方法,解答下列各题:
(1)知识再现:当x=3时,代数式x2-6x+12的最小值是3;
(2)知识运用:若y=-x2+2x-3,当x=1时,y有最大值(填“大”或“小”),这个值是-2;
(3)知识拓展:若-x2+3x+y+5=0,求y+x的最小值.
解:∵-x2+3x+y+5=0,
∴x+y=x2-2x-5=(x-1)2-6.
∵(x-1)2≥0,
∴(x-1)2-6≥-6.
∴当x=1时,y+x的最小值为-6.
第3课时 运用特殊方法因式分解
知识点1 利用十字相乘法因式分解
1.阅读理解:由多项式乘法:(x+p)(x+q)=x2+(p+q)x+pq,将该式从右到左使用,即可得到“十字相乘法”进行因式分解的公式:x2+(p+q)x+pq=(x+p)(x+q),示例:分解因式:x2+5x+6=x2+(2+3)x+2×3=(x+2)(x+3).
问题解决:分解因式:
(1)x2+5x+4=(x+1)(x+4);
(2)x2-6x+8=(x-2)(x-4);
(3)x2+2x-3=(x+3)(x-1);
(4)x2-6x-27=(x-9)(x+3).
拓展训练:分解因式:
(1)2x2+3x+1=(2x+1)(x+1);
(2)3x2-5x+2=(x-1)(3x-2).
2.分解因式:
(1)x2-2x-8=(x+2)(x-4);
(2)2x2-10x-12=2(x+1)(x-6).
知识点2 利用分组分解法因式分解
3.【阅读材料】 分解因式:mx+nx+my+ny=(mx+nx)+(my+ny)=x(m+n)+y(m+n)=(m+n)(x+y).以上分解因式的方法称为分组分解法.对于四项多项式的分组,可以是“二、二分组(如此例)”,也可以是“三、一(或一、三)分组”.
根据以上阅读材料解决问题:
【跟着学】 分解因式:
a3-b3+a2b-ab2=(a3+a2b)-(b3+ab2)
=a2(a+b)-b2(a+b)
=(a2-b2)(a+b)
=(a-b)(a+b)2.
【我也可以】 分解因式:
(1)4x2-2x-y2-y;
解:原式=(4x2-y2)-(2x+y)
=(2x-y)(2x+y)-(2x+y)
=(2x+y)(2x-y-1).
(2)a2+b2-9+2ab.
解:原式=a2+2ab+b2-9
=(a+b)2-32
=(a+b+3)(a+b-3).
4.若x2+kx+20能在整数范围内因式分解,则k可取的整数值有(D)
A.2个 B.3个
C.4个 D.6个
5.将下列多项式因式分解:
(1)x3-7x2-30x;
解:原式=x(x2-7x-30)
=x(x+3)(x-10).
(2)(2019·齐齐哈尔)a2+1-2a+4(a-1);
解:原式=(a-1)2+4(a-1)
=(a-1)(a-1+4)
=(a-1)(a+3).
(3)(m2+2m)2-7(m2+2m)-8;
解:原式=(m2+2m-8)(m2+2m+1)
=(m+4)(m-2)(m+1)2.
(4)(a-b)2+3(a-b)(a+b)-10(a+b)2.
解:原式=[(a-b)-2(a+b)][(a-b)+5(a+b)]
=(-a-3b)(6a+4b)
=-2(a+3b)(3a+2b).
6.已知在△ABC中,三边长a,b,c满足a2+2b2+c2-2ab-2bc=0,请判断△ABC的形状并证明你的结论.
解:△ABC是等边三角形.
证明如下:
∵a2+2b2+c2-2ab-2bc=0,
∴a2-2ab+b2+b2-2bc+c2=0,即(a-b)2+(b-c)2=0.
∴(a-b)2=0,(b-c)2=0,得a=b且b=c,即a=b=c.
∴△ABC是等边三角形.
【变式】 变式点:变换条件
若△ABC的三边长a,b,c满足a2+b2+c2+338=10a+24b+26c,则△ABC的形状是直角三角形.