2026年新课程能力培养八年级数学上册人教版第118页答案
【例】观察下列式子:
①$2×4+1=9$,②$4×6+1=25$,③$6×8+1=49$,…
(1)根据你发现的规律,请写出第$n$个等式:
$2n(2n+2)+1=(2n+1)^2$
.
(2)试用所学知识说明你所写出的等式的正确性.
(3)请写出第500个等式:
$1\ 000×1\ 002+1=1\ 001^2$
.
【点拨】(1)根据各等式的结构特征,写出第$n$个等式.(2)问化简后的多项式是三项式,其中首末两项分别是两个数(或两个式子)的平方,且这两项的符号相同,中间一项是这两个数(或两个式子)的积的2倍,可用完全平方公式进行因式分解,从而证明等式成立.

答案

(1) $2n(2n+2)+1=(2n+1)^2$
(2) 左边=$2n(2n+2)+1=4n^2+4n+1=(2n+1)^2=$右边,$\therefore 2n(2n+2)+1=(2n+1)^2$正确.
(3) $1\ 000×1\ 002+1=1\ 001^2$.

解析

【分析】
(1)先观察已知等式的构成:左边是两个连续偶数的乘积加1,第一个偶数对应第1个式子为$2=2×1$,第2个为$4=2×2$,第3个为$6=2×3$,可得第n个式子的第一个偶数为$2n$,第二个偶数比它大2,即为$2n+2$;右边是两个偶数中间的奇数的平方,第1个为$3=2×1+1$,第2个为$5=2×2+1$,第3个为$7=2×3+1$,即第n个式子的右边为$(2n+1)^2$,据此可写出第n个等式。
(2)要验证等式成立,只需将左边的整式展开化简,再利用完全平方公式因式分解,判断化简结果是否等于右边即可。
(3)将$n=500$直接代入第(1)问得到的第n个等式中,计算对应数值即可得到第500个等式。
【解析】
(1)当$n=1$时,等式为$2×4+1=(2×1+1)^2$;当$n=2$时,等式为$4×6+1=(2×2+1)^2$;当$n=3$时,等式为$6×8+1=(2×3+1)^2$,以此类推,第n个等式为$2n(2n+2)+1=(2n+1)^2$。
(2)证明:左边$=2n(2n+2)+1$,先展开整式乘法得$4n^2+4n+1$,根据完全平方公式$a^2+2ab+b^2=(a+b)^2$,其中$a=2n$,$b=1$,因此$4n^2+4n+1=(2n+1)^2=$右边,所以等式成立。
(3)把$n=500$代入$2n(2n+2)+1=(2n+1)^2$,计算得$2×500=1000$,$2×500+2=1002$,$2×500+1=1001$,因此第500个等式为$1000×1002+1=1001^2$。
【答案】
(1) $2n(2n+2)+1=(2n+1)^2$
(2) 左边=$2n(2n+2)+1=4n^2+4n+1=(2n+1)^2=$右边,$\therefore 2n(2n+2)+1=(2n+1)^2$正确。
(3) $1000×1002+1=1001^2$
【知识点】
数字规律探究,完全平方公式,整式化简
【点评】
本题是数字规律与代数运算结合的典型题型,既需要通过观察归纳出数字变化的规律,又需要运用整式运算和因式分解的知识验证规律,能够有效锻炼观察归纳能力和逻辑推理能力,巩固完全平方公式的应用。
【难度系数】
0.7
1. 下列多项式不能用公式法分解因式的是(
D
)

A.$-x^2+y^2$
B.$-y^2+2xy-x^2$
C.$x^2-2xy+y^2$
D.$x^2+y^2$

答案

1. D

解析

【分析】
解题前先明确公式法分解因式的两类常用公式及对应结构特征:①平方差公式$a^2-b^2=(a+b)(a-b)$,适用于两项式、两项均为平方形式且符号相反的多项式;②完全平方公式$a^2\pm2ab+b^2=(a\pm b)^2$,适用于三项式、有两项同号的平方项、剩余项为两平方项底数乘积的2倍的多项式。解题时只需逐一验证各选项是否符合两类公式的结构特征即可。
【解析】
我们逐个分析选项:
A. $-x^2+y^2=y^2-x^2$,符合平方差公式特征,可分解为$(y+x)(y-x)$,能用公式法分解因式;
B. $-y^2+2xy-x^2=-(y^2-2xy+x^2)$,括号内的多项式符合完全平方公式特征,可分解为$-(x-y)^2$,能用公式法分解因式;
C. $x^2-2xy+y^2$,符合完全平方公式特征,可分解为$(x-y)^2$,能用公式法分解因式;
D. $x^2+y^2$是两项同号的平方项,不符合平方差公式的符号要求,也不满足完全平方公式的三项结构,不能用公式法分解因式。
【答案】
D
【知识点】
公式法因式分解;平方差公式;完全平方公式
【点评】
本题主要考查因式分解常用公式的结构识别,牢记两类公式的形式特点,必要时可先对多项式调整顺序或提公因式后再判断,是解决这类题型的关键。
【难度系数】
0.8
2. 若多项式$x^2 - kxy + 16y^2$是完全平方式,则常数$k$的值为(
C
)

A.-4
B.±4
C.±8
D.8

答案

2. C

解析

【分析】
要解决这道题,首先回忆完全平方式的结构特征:完全平方式形如$a^2±2ab+b^2$,包含两个同号的平方项,以及两个底数乘积的2倍(符号可正可负)。解题时第一步先确定给定多项式中两个平方项对应的底数,第二步根据完全平方式中间项的特征列出关于$k$的等式,第三步求解$k$的值,注意不要遗漏符号情况。
【解析】
解:根据完全平方公式$(a\pm b)^2=a^2\pm2ab+b^2$,
已知多项式$x^2 - kxy + 16y^2$是完全平方式,
其中两个平方项分别为$x^2$(对应$a=x$)和$16y^2=(4y)^2$(对应$b=4y$),
因此中间项应为$\pm 2· x· 4y=\pm8xy$,
即$-kxy=\pm8xy$,
根据多项式对应项系数相等,可得$-k=\pm8$,
解得$k=\pm8$。
故选:C。
【答案】
C
【知识点】
完全平方公式;完全平方式特征
【点评】
本题考查对完全平方式结构的理解,易错点是容易只考虑一种符号的中间项,导致漏解,解题时要牢记完全平方式有和的平方、差的平方两种形式,对应中间项有正负两种可能。
【难度系数】
0.7
3. 下列多项式:①$x^2 -4x +4$;②$9x^2 -3x +1$;③$4x^2 +4x -1$;④$25x^2 -20xy +16y^2$;⑤$\frac{1}{4}x^2 +1 -x$。
其中能用完全平方公式分解的个数是(
B
)

A.1
B.2
C.3
D.4

答案

3. B

解析

【分析】
首先要明确完全平方公式因式分解的适用条件:待分解的多项式是三项式,其中两项是两个数(或整式)的平方且符号相同,第三项是这两个数(或整式)乘积的2倍,符号可正可负,即满足$a^2\pm2ab+b^2$的结构就可以用完全平方公式分解为$(a\pm b)^2$。接下来逐一验证题目给出的5个多项式是否符合上述结构,统计符合的个数即可得到答案。
【解析】
解:能用完全平方公式分解因式的多项式需满足结构$a^2\pm2ab+b^2=(a\pm b)^2$,逐个分析如下:
① $x^2-4x+4$:可变形为$x^2 - 2· x·2 + 2^2$,符合完全平方公式结构,可分解为$(x-2)^2$,符合要求;
② $9x^2-3x+1$:平方项为$(3x)^2$和$1^2$,对应的中间项应为$\pm2·3x·1=\pm6x$,题干中间项为$-3x$,不符合要求;
③ $4x^2+4x-1$:两个平方项需同号,该式中常数项为$-1$,不符合平方项同号的要求,无法用完全平方公式分解;
④ $25x^2-20xy+16y^2$:平方项为$(5x)^2$和$(4y)^2$,对应的中间项应为$\pm2·5x·4y=\pm40xy$,题干中间项为$-20xy$,不符合要求;
⑤ $\frac{1}{4}x^2 +1 -x$:整理为$(\frac{1}{2}x)^2 - 2·\frac{1}{2}x·1 +1^2$,符合完全平方公式结构,可分解为$(\frac{1}{2}x -1)^2$,符合要求。
综上,符合要求的是①和⑤,共2个,故选B。
【答案】
B
【知识点】
完全平方公式;公式法分解因式
【点评】
本题主要考查完全平方式的结构特征,解题的关键是准确识别三项式中两个平方项和中间项的对应关系,注意不要忽略平方项的符号要求以及中间项的倍数关系,避免错判。
【难度系数】
0.7
4. 已知$4x^2+mx+9$可以用完全平方公式进行因式分解,则$m$的值为
±12
。

答案

4. ±12

解析

【分析】
要解决这道题,首先明确能用完全平方公式因式分解的多项式是完全平方式,其结构为$a^2\pm2ab+b^2$,包含“和的平方”“差的平方”两种形式。我们需要先将题中多项式的平方项与完全平方式的结构对应,找到对应的a和b,再根据中间项的两种可能情况计算m的值,注意不要遗漏负号的情况。
【解析】
完全平方公式为:$(a+b)^2=a^2+2ab+b^2$,$(a-b)^2=a^2-2ab+b^2$。
已知$4x^2+mx+9$是完全平方式,先确定平方项:
$4x^2=(2x)^2$,$9=3^2$,因此对应完全平方式中$a=2x$,$b=3$。
中间项$mx$对应完全平方式的$\pm2ab$部分,代入得:
$mx=\pm2×2x×3=\pm12x$
根据等式两边同类项系数相等,可得$m=\pm12$。
【答案】
$\pm12$
【知识点】
1. 完全平方公式
2. 公式法因式分解
【点评】
本题核心考查完全平方式的结构特征,易错点是容易只考虑“和的平方”这一种情况,忽略“差的平方”的情况导致漏解,解题时要牢记完全平方的两种形式,分类讨论。
【难度系数】
0.7
5. 若$x^2+8x+m^2$是完全平方式,则$m$的值是
±4
.

答案

5. ±4

解析

【分析】
要解决这个问题,首先需要回忆完全平方式的结构特征:形如$a^2\pm2ab+b^2$的式子是完全平方式。本题中给出的式子$x^2+8x+m^2$,首项是$x^2$,对应完全平方式里的$a^2$,可得$a=x$;中间项是$8x$,对应完全平方式里的$2ab$,由此可以计算出$b$的值;最后根据完全平方式的常数项是$b^2$,建立关于$m$的等式求解即可,注意正数的平方根有两个,不要漏解。
【解析】
根据完全平方公式$(x+b)^2=x^2+2bx+b^2$,将给定的式子$x^2+8x+m^2$与公式对比:
1. 对应一次项系数可得:$2b=8$,解得$b=4$;
2. 对应常数项可得:$m^2=b^2=4^2=16$;
3. 求解$m$:因为$(\pm4)^2=16$,所以$m=\pm4$。
【答案】
±4
【知识点】
1. 完全平方公式
2. 平方根的性质
【点评】
本题属于基础题,核心考查完全平方式的结构识别,易错点是求解$m$时容易忽略负数解,做题时要牢记除0外,平方等于同一个正数的数有两个,二者互为相反数。
【难度系数】
0.8
6. 因式分解:
(1) $4b^2+4b+1$;
(2) $-x^2+2xy-y^2$。

答案

(1) $(2b+1)^2$
(2) $-(x-y)^2$

解析

【分析】
这两道因式分解题均考查完全平方公式的应用,解题思路如下:
1. 先观察多项式的项数:两道题都是三项式,优先考虑用完全平方公式因式分解,完全平方公式的结构为:$a^2\pm2ab+b^2=(a\pm b)^2$。
2. 第(1)题:先确认两项平方项:$4b^2=(2b)^2$,$1=1^2$,再验证中间项是否为两底数乘积的2倍:$4b=2×2b×1$,完全符合完全平方和公式的结构,可直接套用公式。
3. 第(2)题:多项式首项系数为负,先提取公因式$-1$,将多项式变形为负号加括号内三项正系数的形式,再观察括号内的三项:$x^2$、$y^2$是平方项,$2xy$是两底数乘积的2倍,符合完全平方差公式的结构,套用公式即可。
【解析】
(1) 对于$4b^2+4b+1$:
∵ $4b^2=(2b)^2$,$1=1^2$,$4b=2×2b×1$,符合完全平方和公式$a^2+2ab+b^2=(a+b)^2$,其中$a=2b$,$b=1$
∴ $4b^2+4b+1=(2b+1)^2$
(2) 对于$-x^2+2xy-y^2$:
先提取公因式$-1$,得:
$-x^2+2xy-y^2=-(x^2-2xy+y^2)$
观察括号内的多项式,$x^2$、$y^2$是平方项,$2xy=2× x× y$,符合完全平方差公式$a^2-2ab+b^2=(a-b)^2$,其中$a=x$,$b=y$
∴ $-(x^2-2xy+y^2)=-(x-y)^2$
【答案】
(1) $\boxed{(2b+1)^2}$
(2) $\boxed{-(x-y)^2}$
【知识点】
1. 完全平方公式因式分解
2. 提取公因式法
【点评】
本题属于因式分解的基础常规题,核心是熟练掌握完全平方公式的结构特征,解题时需注意:若多项式首项系数为负,要先提取负号,保证括号内首项系数为正后再套用公式,避免出现符号错误。
【难度系数】
0.85