20. 已知 $x=4+\sqrt{5}$,$y=4-\sqrt{5}$。求:
(1) $x+y$ 的值;
(2) $x^2 - 2xy + y^2$ 的值。
(1) $x+y$ 的值;
(2) $x^2 - 2xy + y^2$ 的值。
答案
(1) $\because x=4+\sqrt{5},\ y=4-\sqrt{5},\therefore x+y=4+\sqrt{5}+4-\sqrt{5}=8$ (2) $\because x=4+\sqrt{5},\ y=4-\sqrt{5},\therefore x-y=4+\sqrt{5}-(4-\sqrt{5})=2\sqrt{5}. \therefore x^2-2xy+y^2=(x-y)^2=(2\sqrt{5})^2=20$
解析
【分析】
(1) 求$x+y$的值可直接将$x$、$y$的表达式代入,合并同类项时$\sqrt{5}$和$-\sqrt{5}$互为相反数,抵消后即可快速得出结果;(2) 观察待求式$x^2-2xy+y^2$,符合完全平方差公式的结构特征,可先变形为$(x-y)^2$,先计算$x-y$的值再代入平方计算,比直接代入原式计算更简便,能减少运算量。
【解析】
(1) 已知$x=4+\sqrt{5}$,$y=4-\sqrt{5}$,代入$x+y$可得:
$\begin{aligned}x+y&=(4+\sqrt{5})+(4-\sqrt{5})\\&=4+\sqrt{5}+4-\sqrt{5}\\&=8\end{aligned}$
(2) 由完全平方差公式可得$x^2-2xy+y^2=(x-y)^2$,先计算$x-y$的值:
$\begin{aligned}x-y&=(4+\sqrt{5})-(4-\sqrt{5})\\&=4+\sqrt{5}-4+\sqrt{5}\\&=2\sqrt{5}\end{aligned}$
将$x-y=2\sqrt{5}$代入变形后的式子:
$\begin{aligned}(x-y)^2&=(2\sqrt{5})^2\\&=4×5\\&=20\end{aligned}$
【答案】
(1) $\boxed{8}$;(2) $\boxed{20}$
【知识点】
二次根式的加减运算;完全平方公式
【点评】
本题属于基础运算题,解题时注意观察代数式的结构特征,优先利用乘法公式对代数式变形,可以大幅简化计算过程,降低出错概率。
【难度系数】
0.9
(1) 求$x+y$的值可直接将$x$、$y$的表达式代入,合并同类项时$\sqrt{5}$和$-\sqrt{5}$互为相反数,抵消后即可快速得出结果;(2) 观察待求式$x^2-2xy+y^2$,符合完全平方差公式的结构特征,可先变形为$(x-y)^2$,先计算$x-y$的值再代入平方计算,比直接代入原式计算更简便,能减少运算量。
【解析】
(1) 已知$x=4+\sqrt{5}$,$y=4-\sqrt{5}$,代入$x+y$可得:
$\begin{aligned}x+y&=(4+\sqrt{5})+(4-\sqrt{5})\\&=4+\sqrt{5}+4-\sqrt{5}\\&=8\end{aligned}$
(2) 由完全平方差公式可得$x^2-2xy+y^2=(x-y)^2$,先计算$x-y$的值:
$\begin{aligned}x-y&=(4+\sqrt{5})-(4-\sqrt{5})\\&=4+\sqrt{5}-4+\sqrt{5}\\&=2\sqrt{5}\end{aligned}$
将$x-y=2\sqrt{5}$代入变形后的式子:
$\begin{aligned}(x-y)^2&=(2\sqrt{5})^2\\&=4×5\\&=20\end{aligned}$
【答案】
(1) $\boxed{8}$;(2) $\boxed{20}$
【知识点】
二次根式的加减运算;完全平方公式
【点评】
本题属于基础运算题,解题时注意观察代数式的结构特征,优先利用乘法公式对代数式变形,可以大幅简化计算过程,降低出错概率。
【难度系数】
0.9
21. 某校有一块形状为正方形的绿地(如图),其边长为$(\sqrt{35} + 2)\ \mathrm{m}$. 现在要在正方形绿地内修建四个大小、形状相同的长方形花坛,每个花坛的长为$(\sqrt{7} + 1)\ \mathrm{m}$,宽为$(\sqrt{7} - 1)\ \mathrm{m}$,除去修建花坛的地方,其他地方全部修建成通道,求通道的总面积.

答案
由题意,得通道的总面积为:$(\sqrt{35}+2)^2 -4×(\sqrt{7}+1)(\sqrt{7}-1)=(4\sqrt{35}+15)\mathrm{m}^2$
解析
【分析】
要计算通道的总面积,首先明确面积的数量关系:通道总面积 = 正方形绿地的总面积减去4个长方形花坛的总面积。接下来分别计算两部分的面积即可,计算时可利用完全平方公式和平方差公式简化根式运算,避免繁琐的直接计算。
【解析】
解:通道的总面积等于正方形绿地面积减去4个长方形花坛的面积,计算过程如下:
$\begin{aligned}S &= (\sqrt{35}+2)^2 - 4×(\sqrt{7}+1)(\sqrt{7}-1) \\&= [(\sqrt{35})^2 + 2×\sqrt{35}×2 + 2^2] - 4×[(\sqrt{7})^2 - 1^2] \\&= (35 + 4\sqrt{35} + 4) - 4×(7-1) \\&= 39 + 4\sqrt{35} - 24 \\&= 4\sqrt{35} + 15\ (\mathrm{m}^2)\end{aligned}$
【答案】
$(4\sqrt{35}+15)\ \mathrm{m}^2$
【知识点】
面积和差计算、乘法公式应用、二次根式运算
【点评】
本题结合生活实际场景考查代数式运算,解题的核心是理清面积的和差关系,灵活运用完全平方公式和平方差公式简化计算,可有效降低运算量,避免计算失误。
【难度系数】
0.7
要计算通道的总面积,首先明确面积的数量关系:通道总面积 = 正方形绿地的总面积减去4个长方形花坛的总面积。接下来分别计算两部分的面积即可,计算时可利用完全平方公式和平方差公式简化根式运算,避免繁琐的直接计算。
【解析】
解:通道的总面积等于正方形绿地面积减去4个长方形花坛的面积,计算过程如下:
$\begin{aligned}S &= (\sqrt{35}+2)^2 - 4×(\sqrt{7}+1)(\sqrt{7}-1) \\&= [(\sqrt{35})^2 + 2×\sqrt{35}×2 + 2^2] - 4×[(\sqrt{7})^2 - 1^2] \\&= (35 + 4\sqrt{35} + 4) - 4×(7-1) \\&= 39 + 4\sqrt{35} - 24 \\&= 4\sqrt{35} + 15\ (\mathrm{m}^2)\end{aligned}$
【答案】
$(4\sqrt{35}+15)\ \mathrm{m}^2$
【知识点】
面积和差计算、乘法公式应用、二次根式运算
【点评】
本题结合生活实际场景考查代数式运算,解题的核心是理清面积的和差关系,灵活运用完全平方公式和平方差公式简化计算,可有效降低运算量,避免计算失误。
【难度系数】
0.7
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