2026年学习之友七年级数学下册北师大版第21页答案
2. (1)(
$- 2)^2 =$
$- 4x +$

(2)(
)$- 24ac +$(
)$=$(
$- 4c)^2$;
(3) $(\frac{3}{5}x +\_\_\_\_\_\_)^2 = \frac{9}{25}x^2 + 6xy + 25y^2$.

答案

2. (1)$ x,x^{2},4 $ (2)$ 9a^{2},16c^{2},3a $ (3)$ 5y $

解析

【分析】
这道题考查完全平方公式的逆用与展开,解题核心是牢记完全平方公式:$(a\pm b)^2=a^2\pm2ab+b^2$,通过对比公式中各项的对应关系,求出未知项。
1. 第(1)题:已知$(a - 2)^2=a^2 - 4x + b^2$,根据公式中$2ab=4x$,其中$b=2$,可算出$a=x$,再分别求出$a^2$和$b^2$即可。
2. 第(2)题:已知等式右边是$(a - 4c)^2$,先展开右边得到$a^2 - 8ac + 16c^2$,对比左边中间项$-24ac$,可知$8ac×3=24ac$,所以$a=3a$,进而求出左边的两项。
3. 第(3)题:已知左边$(\frac{3}{5}x + b)^2$展开后对应右边的式子,根据公式中$2×\frac{3}{5}x× b=6xy$,可解出$b=5y$,再验证$b^2=25y^2$是否匹配右边的常数项即可。
【解析】
本题依据完全平方公式$(a\pm b)^2=a^2\pm2ab+b^2$进行求解:
(1) 设第一个空为$a$,根据公式$(a - 2)^2=a^2 - 4a + 4$,对比等式右边的$-4x$,可得$4a=4x$,即$a=x$。
所以依次填入:$x$,$x^2$,$4$。
(2) 设右边括号内的项为$a$,则$(a - 4c)^2=a^2 - 8ac + 16c^2$,对比左边中间项$-24ac$,可得$8ac=24ac÷3$,即$a=3a$,那么$a^2=(3a)^2=9a^2$。
所以依次填入:$9a^2$,$16c^2$,$3a$。
(3) 设括号内的未知项为$b$,则$(\frac{3}{5}x + b)^2=(\frac{3}{5}x)^2 + 2×\frac{3}{5}x× b + b^2=\frac{9}{25}x^2 + \frac{6}{5}xb + b^2$,对比右边的$6xy$,可得$\frac{6}{5}xb=6xy$,解得$b=5y$,且$(5y)^2=25y^2$,与右边常数项一致。
所以填入:$5y$。
【答案】
(1)$ x,x^{2},4 $ (2)$ 9a^{2},16c^{2},3a $ (3)$ 5y $
【知识点】
完全平方公式
【点评】
本题主要考查完全平方公式的灵活运用,需要准确识别公式中$a$、$b$对应的项,通过等式两边对应项系数相等来求解未知量,是基础的公式应用题型,能帮助巩固对完全平方公式的理解与记忆。
【难度系数】
0.6
3. $(2x - 1)^2 + (2x + 1)^2 =$
$ 8x^{2}+2 $
.

答案

3. $ 8x^{2}+2 $

解析

【分析】
这道题考查整式的运算,解题核心是运用完全平方公式展开两个平方项,再通过合并同类项得到最终结果。首先回忆完全平方公式:$(a\pm b)^2=a^2\pm2ab+b^2$,分别将$(2x-1)^2$和$(2x+1)^2$展开,之后把展开后的式子相加,合并同类项时注意同类项的系数运算,尤其是互为相反数的项可以抵消。
【解析】
根据完全平方公式展开原式:
1. 展开$(2x - 1)^2$:
$(2x - 1)^2=(2x)^2 - 2×2x×1 + 1^2=4x^2 - 4x + 1$
2. 展开$(2x + 1)^2$:
$(2x + 1)^2=(2x)^2 + 2×2x×1 + 1^2=4x^2 + 4x + 1$
3. 将两个展开式相加并合并同类项:
$(4x^2 - 4x + 1)+(4x^2 + 4x + 1)$
$=4x^2 - 4x + 1 + 4x^2 + 4x + 1$
$=(4x^2+4x^2)+(-4x+4x)+(1+1)$
$=8x^2 + 2$
【答案】
$8x^{2}+2$
【知识点】
完全平方公式、合并同类项
【点评】
本题是整式运算的基础题型,重点考查完全平方公式的正确应用,展开过程中要注意符号的变化,合并同类项时需准确识别同类项并进行系数运算,掌握此类题型有助于提升整式运算的熟练度。
【难度系数】
0.8
4. 计算:$(a + 2b)^2 - (a - 2b)^2 =$
$ 8ab $
.

答案

4. $ 8ab $

解析

【分析】
这道题可以通过两种方法求解:
方法一:先利用完全平方公式将两个平方项展开,再去括号、合并同类项得到结果。首先回忆完全平方公式:$(m±n)^2=m^2±2mn+n^2$,分别展开$(a+2b)^2$和$(a-2b)^2$,注意去括号时的符号变化,最后合并同类项即可。
方法二:观察原式是两个平方的差,符合平方差公式$x^2-y^2=(x+y)(x-y)$的形式,把$(a+2b)$看作$x$,$(a-2b)$看作$y$,代入公式后先计算括号内的整式加减,再进行乘法运算,这种方法更简便。
【解析】
方法一:利用完全平方公式展开计算
$\begin{aligned}&(a + 2b)^2 - (a - 2b)^2\\=&(a^2 + 4ab + 4b^2) - (a^2 - 4ab + 4b^2)\\=&a^2 + 4ab + 4b^2 - a^2 + 4ab - 4b^2\\=&(a^2 - a^2) + (4ab + 4ab) + (4b^2 - 4b^2)\\=&8ab\end{aligned}$
方法二:利用平方差公式计算
$\begin{aligned}&(a + 2b)^2 - (a - 2b)^2\\=&[(a + 2b) + (a - 2b)][(a + 2b) - (a - 2b)]\\=&(a + 2b + a - 2b)(a + 2b - a + 2b)\\=&2a × 4b\\=&8ab\end{aligned}$
【答案】
$8ab$
【知识点】
完全平方公式、平方差公式
【点评】
本题主要考查整式乘法公式的应用,两种方法均可求解,其中利用平方差公式计算更为简便。解题时需注意去括号的符号规则,以及合并同类项的准确性,熟练掌握乘法公式是解题的关键。
【难度系数】
0.8
5. 若$a^2 + 2a = 1$,则$(a + 1)^2 =$
2
.

答案

5. 2

解析

【分析】
首先,我们需要将所求的式子$(a + 1)^2$利用完全平方公式展开,观察展开后的式子与已知条件$a^2 + 2a = 1$的联系。展开后会发现式子中包含$a^2 + 2a$,而这部分的值已知,因此可以通过整体代入的方法,直接将已知值代入展开式计算出结果。
【解析】
根据完全平方公式:$(m+n)^2=m^2+2mn+n^2$,将$(a + 1)^2$展开:
$(a + 1)^2 = a^2 + 2a + 1$
已知$a^2 + 2a = 1$,将其代入上式:
原式$= 1 + 1 = 2$
【答案】
2
【知识点】
完全平方公式,整体代入求值
【点评】
本题主要考查完全平方公式的应用以及整体代入的数学思想,解题关键是熟练掌握完全平方公式的展开形式,并能灵活运用已知条件进行整体替换,题目较为基础,注重对基础知识的考查。
【难度系数】
0.8
6. $(a - b + c)^2 =$
$ a^{2}+b^{2}+c^{2}+2ac-2ab-2bc $
.

答案

6. $ a^{2}+b^{2}+c^{2}+2ac-2ab-2bc $

解析

【分析】
要解决$(a - b + c)^2$的展开问题,可按以下思路思考:
1. 观察到式子是三项的平方,可将其中两项组合成一个整体,比如把$a + c$看作整体,原式转化为$[(a + c) - b]^2$,这样就符合熟悉的两项差的完全平方公式形式;
2. 套用两项差的完全平方公式$(m - n)^2 = m^2 - 2mn + n^2$,先展开外层平方,再逐步展开每一项;
3. 也可直接利用三项式的完全平方公式$(x + y + z)^2 = x^2 + y^2 + z^2 + 2xy + 2xz + 2yz$,将$x=a$,$y=-b$,$z=c$代入,注意符号运算,最后合并同类项得到结果。
【解析】
方法一:转化为两项式平方展开
$\begin{aligned}(a - b + c)^2&=[(a + c) - b]^2\\&=(a + c)^2 - 2(a + c)b + b^2 \quad \mathrm{(运用两项差的完全平方公式)}\\&=a^2 + 2ac + c^2 - 2ab - 2bc + b^2 \quad \mathrm{(展开$(a + c)^2$和$-2(a + c)b$)}\\&=a^2 + b^2 + c^2 + 2ac - 2ab - 2bc \quad \mathrm{(整理同类项,按字母顺序排列)}\end{aligned}$
方法二:直接用三项式完全平方公式展开
$\begin{aligned}(a - b + c)^2&=a^2 + (-b)^2 + c^2 + 2· a· (-b) + 2· a· c + 2· (-b)· c \quad \mathrm{(运用三项完全平方公式)}\\&=a^2 + b^2 + c^2 - 2ab + 2ac - 2bc\\&=a^2 + b^2 + c^2 + 2ac - 2ab - 2bc\end{aligned}$
【答案】
$a^{2}+b^{2}+c^{2}+2ac-2ab-2bc$
【知识点】
完全平方公式
【点评】
本题考查完全平方公式的灵活运用,无论是转化为两项式平方还是直接用三项式公式,核心是准确处理各项符号,避免符号错误,整理结果时按字母顺序排列可让表达式更规范清晰。
【难度系数】
0.8
7. 下列式子中正确的是(
D
)
① $(3x + 1)(3x - 1) = (3x - 1)^2$;
② $(x - 3y)^2 = x^2 - 3xy + 9y^2$;
③ $(1 - 2xy)^2 = 1 - 4x^2y^2$;
④ $(a + \frac{1}{a})^2 = a^2 + 2 + \frac{1}{a^2}$.

A.①
B.①②
C.①②③
D.④

答案

7. D

解析

【分析】
要判断每个式子的正误,需分别运用平方差公式和完全平方公式展开左右两边,再对比是否相等。解题思路如下:
1. 对于①,左边用平方差公式展开,右边用完全平方公式展开,对比结果判断对错;
2. 对于②③④,均运用完全平方公式展开,与原式给出的结果对比,验证是否正确;
3. 最后筛选出唯一正确的式子,确定答案。
【解析】
我们逐个分析每个式子:
① 左边:$(3x + 1)(3x - 1)$,根据平方差公式$(a+b)(a-b)=a^2-b^2$,可得:
$(3x)^2 - 1^2 = 9x^2 - 1$;
右边:$(3x - 1)^2$,根据完全平方公式$(a-b)^2=a^2-2ab+b^2$,可得:
$(3x)^2 - 2×3x×1 + 1^2 = 9x^2 - 6x + 1$;
左边≠右边,故①错误。
② 根据完全平方公式$(a-b)^2=a^2-2ab+b^2$,$(x - 3y)^2$展开应为:
$x^2 - 2× x×3y + (3y)^2 = x^2 - 6xy + 9y^2$,
与原式给出的$x^2 - 3xy + 9y^2$不符,故②错误。
③ 根据完全平方公式$(a-b)^2=a^2-2ab+b^2$,$(1 - 2xy)^2$展开应为:
$1^2 - 2×1×2xy + (2xy)^2 = 1 - 4xy + 4x^2y^2$,
与原式给出的$1 - 4x^2y^2$不符,故③错误。
④ 根据完全平方公式$(a+b)^2=a^2+2ab+b^2$,$(a + \frac{1}{a})^2$展开应为:
$a^2 + 2× a×\frac{1}{a} + (\frac{1}{a})^2 = a^2 + 2 + \frac{1}{a^2}$,
与原式一致,故④正确。
综上,只有④正确,答案选D。
【答案】
D
【知识点】
平方差公式,完全平方公式
【点评】
本题主要考查平方差公式和完全平方公式的应用,解题关键是牢记公式的结构特征,避免出现漏乘中间项、系数计算错误等常见问题,需仔细核对每一项的展开结果。
【难度系数】
0.6
8. 一个正方形的边长为$a\ cm$,若边长增加$6\ cm$,则新正方形的面积增加了(
C
)

A.$36\ cm^2$
B.$12a\ cm^2$
C.$(36 + 12a)\ cm^2$
D.以上都不对

答案

8. C

解析

【分析】
要解决这道题,我们需要围绕正方形面积公式展开思考,步骤如下:
1. 先回忆正方形面积公式:面积=边长的平方,据此分别计算原正方形和新正方形的面积;
2. 用新正方形的面积减去原正方形的面积,得到面积增加的部分;
3. 对差值进行化简,就能得到最终结果,注意不要漏算完全平方展开后的中间项。
【解析】
原正方形的边长为$a\ cm$,根据正方形面积公式,原面积为:
$S_原 = a^2\ cm^2$
边长增加$6\ cm$后,新正方形边长为$(a+6)\ cm$,新面积为:
$S_新 = (a+6)^2\ cm^2$
根据完全平方公式展开:$(a+6)^2 = a^2 + 12a + 36$
则面积增加的部分为:
$S_新 - S_原 = (a^2 + 12a + 36) - a^2 = (36 + 12a)\ cm^2$
【答案】
C
【知识点】
正方形面积公式;完全平方公式
【点评】
本题属于基础几何与整式运算结合的题目,易错点是忽略完全平方展开后的中间项,错选A或B选项。解题时需完整展开完全平方公式,再通过作差化简得到正确结果。
【难度系数】
0.8
9. 若一个多项式的平方的结果为$4a^2 + 12a + m^2$,则$m$等于(
D
)

A.9
B.3
C.$\pm 9$
D.$\pm 3$

答案

9. D

解析

【分析】
首先回忆完全平方公式的结构:$(x\pm y)^2=x^2\pm2xy+y^2$。题目给出的多项式平方结果为$4a^2 + 12a + m^2$,我们需要将其与完全平方公式对应起来。先把$4a^2$转化为$(2a)^2$,它对应公式里的$x^2$;中间项$12a$对应公式里的$\pm2xy$;$m^2$对应公式里的$y^2$。接下来通过中间项计算出$y$的绝对值,再结合平方的性质,确定$m$的正负两种取值。
【解析】
根据完全平方公式$(x\pm y)^2=x^2\pm2xy+y^2$,对$4a^2 + 12a + m^2$进行推导:
1. 变形平方项:$4a^2=(2a)^2$,对应公式中的$x^2$,即$x=2a$;
2. 展开对应形式:假设该多项式为$(2a\pm m)$,则其平方展开为$(2a)^2\pm2×2a× m+m^2=4a^2\pm4am+m^2$;
3. 对比中间项求解:将展开式与$4a^2 + 12a + m^2$对比,中间项对应相等,可得$\pm4am=12a$;
4. 化简计算:两边同时除以$4a$($a≠0$),得到$\pm m=3$,即$m=\pm3$。
【答案】
D
【知识点】
完全平方公式
【点评】
本题考查完全平方公式的逆用,解题关键是准确对应公式的各项结构,容易因忽略$m$的正负性而错选B,需牢记完全平方公式中中间项的两种符号情况。
【难度系数】
0.7
10. $(5x - 4y)(-5x + 4y)$运算的结果是(
B
)

A.$-25x^2 - 16y^2$
B.$-25x^2 + 40xy - 16y^2$
C.$25x^2 - 16y^2$
D.$25x^2 - 40xy + 16y^2$

答案

10. B

解析

【分析】
首先观察原式的结构,发现两个因式$(5x - 4y)$和$(-5x + 4y)$可通过变形转化为完全平方的相反数形式:将第二个因式提取负号,得到$-(5x - 4y)(5x - 4y)$。接下来利用完全平方公式展开,最后处理符号得到结果,需注意区分平方差公式与完全平方公式的适用条件,避免符号错误。
【解析】
$\begin{aligned}&(5x - 4y)(-5x + 4y)\\=&(5x - 4y)[-(5x - 4y)]\\=&-(5x - 4y)^2\\=&-( (5x)^2 - 2×5x×4y + (4y)^2 )\\=&-(25x^2 - 40xy + 16y^2)\\=&-25x^2 + 40xy - 16y^2\end{aligned}$
【答案】
B
【知识点】
完全平方公式、多项式乘法
【点评】
本题核心考查完全平方公式的应用,解题关键是通过变形将原式转化为可利用公式的形式,需特别注意去括号时的符号变化,避免因混淆平方差公式和完全平方公式而出现错误。
【难度系数】
0.6
11. 如果$(\frac{1}{x} - x)^2 = 6$,则$x^2 + \frac{1}{x^2}$等于(
A
)

A.8
B.36
C.38
D.4

答案

11. A

解析

【分析】
要解决这道题,我们可以从完全平方公式入手。已知条件是$(\frac{1}{x} - x)^2 = 6$,而要求的$x^2 + \frac{1}{x^2}$可通过对完全平方公式展开变形得到。首先回忆完全平方差公式$(a-b)^2=a^2-2ab+b^2$,将$\frac{1}{x}$看作$a$,$x$看作$b$,展开已知等式后会出现包含$x^2 + \frac{1}{x^2}$的式子,再通过移项计算就能得到结果。
【解析】
根据完全平方差公式$(a-b)^2=a^2-2ab+b^2$,对已知等式$(\frac{1}{x} - x)^2 = 6$展开:
$\begin{aligned}(\frac{1}{x} - x)^2&=(\frac{1}{x})^2 - 2×\frac{1}{x}× x + x^2\\&=\frac{1}{x^2} - 2 + x^2\end{aligned}$
因为$(\frac{1}{x} - x)^2 = 6$,所以:
$x^2 + \frac{1}{x^2} - 2 = 6$
移项可得:
$x^2 + \frac{1}{x^2} = 6 + 2 = 8$
【答案】
A
【知识点】
完全平方差公式、代数式变形
【点评】
本题主要考查完全平方公式的灵活应用,属于基础题型。解题关键是熟练掌握完全平方公式的展开形式,通过对已知等式的简单变形,就能快速求出目标代数式的值,有助于巩固对公式的理解和运用。
【难度系数】
0.8
12. (1)已知$a + b = 3$,$ab = 2$,求$a^2 + b^2$.
(2)若已知$a + b = 10$,$a^2 + b^2 = 4$,$ab$的值呢?

答案

12. (1)解:将$ a+b=3 $两边平方得
$ (a+b)^{2}=9 $
即$ a^{2}+2ab+b^{2}=9 $
因为$ ab=2 $
所以$ a^{2}+b^{2}=5 $
(2)解:将$ a+b=10 $两边同时平方得
$ (a+b)^{2}=10^{2} $
即$ a^{2}+2ab+b^{2}=100 $
因为$ a^{2}+b^{2}=4 $
所以$ 2ab=100-4=96 $
所以$ ab=48 $

解析

【分析】
这两道题均为完全平方公式的应用题型,解题核心是借助完全平方公式的变形进行整体代入计算。
对于(1),回忆完全平方公式$(a+b)^2=a^2+2ab+b^2$,要计算$a^2+b^2$,可将公式变形为$a^2+b^2=(a+b)^2-2ab$,再把已知的$a+b=3$和$ab=2$代入变形后的式子即可求解。
对于(2),同样依据完全平方公式$(a+b)^2=a^2+2ab+b^2$,将其变形为$ab=\frac{(a+b)^2-(a^2+b^2)}{2}$,把已知的$a+b=10$和$a^2+b^2=4$代入该式就能算出$ab$的值。
【解析】
(1)解:将$a+b=3$两边平方得:
$(a+b)^2=9$
展开得:$a^2+2ab+b^2=9$
因为$ab=2$,代入上式得:
$a^2+b^2=9-2×2=5$
(2)解:将$a+b=10$两边平方得:
$(a+b)^2=10^2=100$
展开得:$a^2+2ab+b^2=100$
因为$a^2+b^2=4$,代入上式得:
$2ab=100-4=96$
所以$ab=96÷2=48$
【答案】
(1)$\boldsymbol{5}$;(2)$\boldsymbol{48}$
【知识点】
完全平方公式变形
【点评】
本题考查完全平方公式的灵活运用,关键在于掌握公式的多种变形形式,运用整体代入思想简化运算,是代数基础运算中的常见题型,能帮助强化对公式的理解与运算能力。
【难度系数】
0.8
如图1,一个长为$2m$、宽为$2n$的长方形,沿图中虚线用剪刀均分成四块小长方形,然后按图2的形状拼成一个正方形.

(1)你认为图2中的阴影部分的正方形的边长等于多少?
(2)请用两种不同的方法求图2中阴影部分的面积.
方法1:

方法2:

(3)观察图2,你能写出下列三个代数式之间的等量关系吗?代数式:$(m + n)^2$,$(m - n)^2$,$mn$.

(4)根据(3)题中的等量关系,解决如下问题:若$a + b = 7$,$ab = 5$,则$(a - b)^2 =$
29
.

答案

1. 解:(1)由图 2,阴影部分的边长就是长方形的长与宽的差,即$ (m-n) $.
(2)(3)略
(4)$ (a-b)^{2}=(a+b)^{2}-4ab $
因为$ a+b=7,ab=5 $,
所以$ (a+b)^{2}-4ab=29 $
即$ (a-b)^{2}=29 $

解析

【分析】
1. 问题(1):观察图2的阴影正方形,结合图1中长为$m$、宽为$n$的小长方形,阴影正方形的边长是小长方形长与宽的差,由此可确定边长。
2. 问题(2):求阴影面积有两种思路,一是直接利用正方形面积公式,根据(1)的边长计算;二是用“整体减部分”,即大正方形面积减去四个小长方形的总面积。
3. 问题(3):因为两种方法表示的是同一阴影部分的面积,所以二者相等,进而得到三个代数式的等量关系。
4. 问题(4):直接套用(3)的等量关系,代入已知的$a+b$和$ab$的值,计算即可得到结果。
【解析】
(1) 观察图2可知,阴影部分正方形的边长为小长方形的长减去宽,即$\boldsymbol{m - n}$。
(2) 方法1:根据正方形面积公式,阴影部分面积为边长的平方,即$\boldsymbol{(m - n)^2}$;
方法2:大正方形的边长为$m + n$,面积为$(m + n)^2$,四个小长方形的总面积为$4mn$,因此阴影部分面积为大正方形面积减去四个小长方形的面积,即$\boldsymbol{(m + n)^2 - 4mn}$。
(3) 由于两种方法计算的是同一阴影部分的面积,因此可得等量关系:$\boldsymbol{(m - n)^2 = (m + n)^2 - 4mn}$。
(4) 根据(3)中的等量关系,可得$(a - b)^2 = (a + b)^2 - 4ab$,
将$a + b = 7$,$ab = 5$代入得:
$(a - b)^2 = 7^2 - 4×5 = 49 - 20 = 29$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{m - n}$
(2) 方法1:$\boldsymbol{(m - n)^2}$;方法2:$\boldsymbol{(m + n)^2 - 4mn}$
(3) $\boldsymbol{(m - n)^2 = (m + n)^2 - 4mn}$
(4) $\boldsymbol{29}$
【知识点】
完全平方公式变形;图形面积割补法
【点评】
本题通过图形拼接将代数公式与几何面积结合,体现了数形结合思想,既考查了图形面积的计算方法,又加深了对完全平方公式变形的理解,需要学生具备观察图形和灵活运用公式的能力。
【难度系数】
0.6