一、概念剖析
完全平方公式:
(a+b)2=a2+2ab+b2
(a-b)2=a2-2ab+b2
文字?jǐn)⑹?/span>:
兩個(gè)數(shù)的和(或差)的平方,等于它們的平方和,加上(或減去)它們積的2倍.
口訣:
首平方,尾平方,積的兩倍放中央,符號(hào)看前方.
解讀:
1、公式左邊為完全平方,右邊為二次三項(xiàng)式.
2、右邊有兩項(xiàng)為兩數(shù)的平方和,另一項(xiàng)是兩數(shù)積的2倍,且與左邊中間的符號(hào)相同.
3、公式中的字母a,b可以表示數(shù),單項(xiàng)式和多項(xiàng)式.
4、(首±尾)2=首2±2·首·尾+尾2.
二、基本計(jì)算
例1:(-3m+2n)2
分析:
本題中,首項(xiàng)為負(fù),我們計(jì)算時(shí),一般將其轉(zhuǎn)化為正,利用互為相反數(shù)的偶次冪相等來(lái)轉(zhuǎn)化,也可利用加法交換律.
解答:
原式=(2n-3m)2
=(3m-2n)2
=(3m)2-2×3m·2n+(2n)2
=9m2-12mn+4n2
變式:(-3m-2n)2
分析:
顯然,本題只能用互為相反數(shù)的偶次冪相等來(lái)轉(zhuǎn)化更快,且符號(hào)不易出錯(cuò).
解答:
原式=(3m+2n)2
=9m2+12mn+4n2
例2:(a+b+c)2
分析:
本題中是三項(xiàng)的和的平方,我們可以將其中兩項(xiàng)作為一個(gè)整體,比如a+b看作公式中的a,c看作公式中的b;也可以a看作公式中的a,b+c看作公式中的b.
解答:
法1:
原式=[(a+b)+c]2
=(a+b)2+2(a+b)c+c2
=a2+2ab+b2+2ac+2bc+c2
法2:
原式=[a+(b+c)]2
=a2+2a(b+c)+(b+c)2
=a2+2ab+2ac+b2+2bc+c2
變式:(2a-b+3c)2
分析:
顯然,本題將2a-b看作整體更合適.
解答:
原式=[(2a-b)+3c]2
=(2a-b) 2+2(2a-b)·3c+(3c)2
=4a2-4ab+b2+12ac-6bc+9c2
例3:1042
分析:
本題中,我們可以把104看成100+4,則問(wèn)題轉(zhuǎn)化為用完全平方公式解決.
解答:
原式=(100+4)2
=1002+2×100×4+42
=10000+800+16
=10816
變式:9.92
分析:
本題中,我們可以把9.9看成10-0.1.
解答:
原式=(10-0. 1)2
=102-2×10×0.1+0.12
=100-2+0.01
=98.01
三、技能提升
例1:在下列多項(xiàng)式乘法中,能用完全平方公式計(jì)算的有,如能,寫(xiě)出化簡(jiǎn)的結(jié)果
(1) (-a+2b)2 ( )
(2) (b+2a)(b-2a) ( )
(3) (1+a)(-a-1) ( )
(4) (-3ac+b)(3ac-b) ( )
(5) (a2-b)(a+b2) ( )
(6) ( 100-1)(100+1) ( )
分析:
我們把(a+b)2展開(kāi),即可寫(xiě)成(a+b) (a+b),其中,第一個(gè)括號(hào)中的a,與第二個(gè)括號(hào)中的a相同,b也相同,可以稱(chēng)其為“兩同”,是不是只有“兩同”的情況可以用完全平方公式呢?
不止,如(a+b)(-a-b),a與-a,b與-b互為相反數(shù),可以稱(chēng)其為“兩反”,我們可以寫(xiě)成(a+b)[-(a+b)],即-(a+b)2,則“兩反”的情況也可以用完全平方公式.
解答:
(1)可以,兩同,轉(zhuǎn)為(a-2b)2
(2)不可以,一同一反
(3)可以,兩反,轉(zhuǎn)為-(1-a)2
(4)可以,兩反,轉(zhuǎn)為-(3ac-b)2
(5)不可以,
(6)不可以,一同一反
例2:(6m2-5n)(5n-6m2)
分析:
顯然,這是一個(gè)“兩反”形式,所以可以用完全平方公式,注意前面需添負(fù)號(hào).
解答:
原式=-(6m2-5n)2
=-(36m4-60m2n+25n2)
=-36m4+60m2n-25n2
變式:(-2n+m-3p)(2n-m+3p)
分析:
類(lèi)似例2,注意前面添負(fù)號(hào),去括號(hào)時(shí)要變號(hào).
解答:
原式=-(2n-m+3p)2
=-[(2n-m)+3p]2
=-[(2n-m)2+2(2n-m)·3p+(3p)2]
=-(4n2-4mn+m2+12np-6mp+9p2)
=-4n2+4mn-m2-12np+6mp-9p2
例3:
1022-204×2+4
分析:
本題中,我們關(guān)注到整個(gè)多項(xiàng)式有3項(xiàng),其中首項(xiàng)和尾項(xiàng)都是平方形式,可以想到是完全平方公式的展開(kāi)形式,那么,我們可以逆用完全平方公式簡(jiǎn)算.
解答:
原式=1022-2×102×2+22
=(102-2)2
=10000
變式:化簡(jiǎn)求值,(m+n)2-2(m-n)(m+n)+(n-m)2,其中m=2019,n=-2
分析:
本題中,我們不難發(fā)現(xiàn),如將m+n看作整體,2(m-n)(m+n)看作中間項(xiàng)的2×首×尾,則尾項(xiàng)的底數(shù)換成m-n為整體,則整個(gè)式子又可看作是完全平方公式的展開(kāi)形式,直接逆用完全平方公式簡(jiǎn)算.
解答:
原式=(m+n)2-2(m-n)(m+n)+(m-n)2
=[(m+n)-(m-n)]2
=(2n)2=4n2
當(dāng)n=2時(shí),原式=4×22=16
四、知二推二問(wèn)題
完全平方公式是初一階段的一個(gè)重點(diǎn),它可以考查配方,可以考查簡(jiǎn)便運(yùn)算,而且又是與初三二次函數(shù)的基礎(chǔ).我們將完全平方公式進(jìn)行解剖,可以得到四個(gè)重要的代數(shù)式,(a+b)2,(a-b)2,ab,a2+b2,而且,我們只要知道其中的兩個(gè),就能推出另外兩個(gè),即知二推二.值得一提的是,這些項(xiàng)的次數(shù)都是二次,如果給出的式子是(a+b),(a-b),則需要先去平方,使之變?yōu)槎危?/span>
例1:已知(x-y)2=3,(x+y)2=7,求xy,x2+y2
分析:
本題可以直接運(yùn)用知二推二的公式,兩式相加÷2或兩式相減÷4.
解答:
例2:已知a-b=7,ab=3,求(a+b)2的值.
分析:
我們所說(shuō)的“知二推二”,知道的都是二次項(xiàng),而給出的a-b是一次項(xiàng),因此,要想到先平方,變?yōu)槎危?/span>
解答:
(a+b)2=(a-b)2+4ab
=72+4×3=61
變式:已知a-2b=4,ab=6,求a+2b的值
分析:
與上例類(lèi)似,我們要平方,但需要注意的是,兩式子的結(jié)果相差了幾ab,最后計(jì)算時(shí),別忘了把二次降為一次,注意兩解.
解答:
(a+2b)2=a2+4ab+4b2
(a-2b)2=a2-4ab+4b2
∴(a+2b)2=(a-2b)2+8ab=16+48=64
a+2b=±8
五、配方法綜合運(yùn)用
例1:若a、b滿(mǎn)足 a2+b2-4a+6b+13=0,求代數(shù)式(a+b)2019的值.
分析:
本題中,我們注意到等式左邊有五項(xiàng),其中有兩項(xiàng)可以看作首平方,則-4a,6b可以看作2×首×尾,那自然想到把13拆成兩個(gè)尾平方,這樣的方法叫配方法.通常將其中一項(xiàng)(一個(gè)數(shù))拆成兩個(gè)完全平方項(xiàng)(數(shù)),湊兩個(gè)完全平方式,使之變成0+0型.
解答:
a2+b2-4a+6b+13
=a2-4a+4+b2+6b+9
=(a-2)2+(b+3)2
∴(a-2)2+(b+3)2=0,a=2,b=-3,∴原式=-1.
變式:若x、y滿(mǎn)足x2+4y2=6x-16y-25,求代數(shù)式xy 的值.
分析:本題可以與例題一樣如法炮制,但需要先移項(xiàng).
解答:
由題意得,x2-6x+4y2+16y+25=0
x2-6x+9+4y2-16y+16=0
(x-3)2+(2y+4)2=0
例2:4x2-kx+81是完全平方式,求k.
分析:
本題中,-kx作為中間項(xiàng),要注意是2首尾的形式,同時(shí),不要忘了兩解.
解答:
原式=(2x±9)2
=4x2±36x+81
∴k=±36
變式:16x2+9添一項(xiàng)整式是共三項(xiàng)的完全平方式,求要添的項(xiàng)
分析:
要使多項(xiàng)式變?yōu)橥耆椒绞?,則必須為首2±2×首×尾+尾2形式,那么,要添加的整式就可以放在首2,2×首×尾,尾2三個(gè)位置上,但是,要注意,添加的代數(shù)式是否為整式.
解答:
思考題:
答案詳見(jiàn)下一講
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