1. 下列计算正确的是()
A.$2x(x - 3) = 2x^{2} + 6x$
B.$(x - 2)(x + 3) = x^{2} - x - 6$
C.$(-2x - y)(2x - y) = 4x^{2} - y^{2}$
D.$(a + b)^{2} = a^{2} + 2ab + b^{2}$
A.$2x(x - 3) = 2x^{2} + 6x$
B.$(x - 2)(x + 3) = x^{2} - x - 6$
C.$(-2x - y)(2x - y) = 4x^{2} - y^{2}$
D.$(a + b)^{2} = a^{2} + 2ab + b^{2}$
答案
D
解析
A选项,利用单项式乘多项式法则计算左边得:$2x(x - 3)=2x^{2}-6x$,与右边$2x^{2}+6x$不相等,所以A选项错误。
B选项,根据多项式乘多项式法则,$(x - 2)(x + 3)=x^{2}+3x-2x - 6=x^{2}+x - 6$,与右边$x^{2}-x - 6$不相等,所以B选项错误。
C选项,根据平方差公式$(a+b)(a - b)=a^{2}-b^{2}$,对于$(-2x - y)(2x - y)$,可变形为$(-y - 2x)(-y + 2x)=(-y)^{2}-(2x)^{2}=y^{2}-4x^{2}$,与右边$4x^{2}-y^{2}$不相等,所以C选项错误。
D选项,根据完全平方公式$(a + b)^{2}=a^{2}+2ab + b^{2}$,左右两边相等,所以D选项正确。
B选项,根据多项式乘多项式法则,$(x - 2)(x + 3)=x^{2}+3x-2x - 6=x^{2}+x - 6$,与右边$x^{2}-x - 6$不相等,所以B选项错误。
C选项,根据平方差公式$(a+b)(a - b)=a^{2}-b^{2}$,对于$(-2x - y)(2x - y)$,可变形为$(-y - 2x)(-y + 2x)=(-y)^{2}-(2x)^{2}=y^{2}-4x^{2}$,与右边$4x^{2}-y^{2}$不相等,所以C选项错误。
D选项,根据完全平方公式$(a + b)^{2}=a^{2}+2ab + b^{2}$,左右两边相等,所以D选项正确。
2. $(a^{2} + b^{2})^{2} - (a^{2} - b^{2})^{2}$的计算结果是()
A.$2ab$
B.$4ab$
C.$2a^{2}b^{2}$
D.$4a^{2}b^{2}$
A.$2ab$
B.$4ab$
C.$2a^{2}b^{2}$
D.$4a^{2}b^{2}$
答案
D
解析
本题可利用平方差公式$m^2 - n^2=(m + n)(m - n)$对原式进行化简,其中$m = a^{2} + b^{2}$,$n = a^{2} - b^{2}$,然后再根据多项式乘法法则进一步计算。
步骤一:利用平方差公式化简原式
将$(a^{2} + b^{2})^{2} - (a^{2} - b^{2})^{2}$中的$(a^{2} + b^{2})$看作$m$,$(a^{2} - b^{2})$看作$n$,根据平方差公式可得:
$(a^{2} + b^{2})^{2} - (a^{2} - b^{2})^{2}=[(a^{2} + b^{2})+(a^{2} - b^{2})][(a^{2} + b^{2})-(a^{2} - b^{2})]$
步骤二:分别化简中括号内的式子
化简$(a^{2} + b^{2})+(a^{2} - b^{2})$:
去括号可得$a^{2} + b^{2}+a^{2} - b^{2}$,合并同类项得$2a^{2}$。
化简$(a^{2} + b^{2})-(a^{2} - b^{2})$:
去括号可得$a^{2} + b^{2}-a^{2} + b^{2}$,合并同类项得$2b^{2}$。
步骤三:计算化简后的式子
将上述化简结果代入$[(a^{2} + b^{2})+(a^{2} - b^{2})][(a^{2} + b^{2})-(a^{2} - b^{2})]$可得:
$2a^{2}×2b^{2}=4a^{2}b^{2}$
步骤一:利用平方差公式化简原式
将$(a^{2} + b^{2})^{2} - (a^{2} - b^{2})^{2}$中的$(a^{2} + b^{2})$看作$m$,$(a^{2} - b^{2})$看作$n$,根据平方差公式可得:
$(a^{2} + b^{2})^{2} - (a^{2} - b^{2})^{2}=[(a^{2} + b^{2})+(a^{2} - b^{2})][(a^{2} + b^{2})-(a^{2} - b^{2})]$
步骤二:分别化简中括号内的式子
化简$(a^{2} + b^{2})+(a^{2} - b^{2})$:
去括号可得$a^{2} + b^{2}+a^{2} - b^{2}$,合并同类项得$2a^{2}$。
化简$(a^{2} + b^{2})-(a^{2} - b^{2})$:
去括号可得$a^{2} + b^{2}-a^{2} + b^{2}$,合并同类项得$2b^{2}$。
步骤三:计算化简后的式子
将上述化简结果代入$[(a^{2} + b^{2})+(a^{2} - b^{2})][(a^{2} + b^{2})-(a^{2} - b^{2})]$可得:
$2a^{2}×2b^{2}=4a^{2}b^{2}$
3. 已知多项式$9x^{2} + 24x + k$($k$为常数)是某个关于$x$的整式的平方,则$k$的值为.
答案
$16$
解析
已知多项式 $9x^{2} + 24x + k$ 是某个关于 $x$ 的整式的平方,设该整式为 $ax + b$,则:
$9x^{2} + 24x + k = (ax + b)^{2}$,
展开右侧得:
$9x^{2} + 24x + k = a^{2}x^{2} + 2abx + b^{2}$,
比较两侧相同次数的项系数,有:
$a^{2} = 9 ⇒ a = \pm 3$,
$2ab = 24$,
当 $a = 3$ 时,$2 × 3 × b = 24 ⇒ b = 4$;
当 $a = -3$ 时,$2 × (-3) × b = 24 ⇒ b = -4$。
无论 $a$ 取正还是负,都有 $b^{2} = k$。
因此,$k = 4^{2} = 16$。
$9x^{2} + 24x + k = (ax + b)^{2}$,
展开右侧得:
$9x^{2} + 24x + k = a^{2}x^{2} + 2abx + b^{2}$,
比较两侧相同次数的项系数,有:
$a^{2} = 9 ⇒ a = \pm 3$,
$2ab = 24$,
当 $a = 3$ 时,$2 × 3 × b = 24 ⇒ b = 4$;
当 $a = -3$ 时,$2 × (-3) × b = 24 ⇒ b = -4$。
无论 $a$ 取正还是负,都有 $b^{2} = k$。
因此,$k = 4^{2} = 16$。
4. 填空:
(1)若$a + b = - 4$,$ab = 3$,则$a^{2} + b^{2} =$;
(2)若$a + b = 3$,$ab = 2$,则$(a - b)^{2} =$;
(3)若$(a + b)^{2} = 9$,$(a - b)^{2} = 5$,则$ab =$;
(4)若$3x + y = - 4$,$3xy = 3$,则$9x^{2} + y^{2} =$.
(1)若$a + b = - 4$,$ab = 3$,则$a^{2} + b^{2} =$;
(2)若$a + b = 3$,$ab = 2$,则$(a - b)^{2} =$;
(3)若$(a + b)^{2} = 9$,$(a - b)^{2} = 5$,则$ab =$;
(4)若$3x + y = - 4$,$3xy = 3$,则$9x^{2} + y^{2} =$.
答案
10;1;1;10
解析
(1) $a^2 + b^2 = (a + b)^2 - 2ab = (-4)^2 - 2×3 = 16 - 6 = 10$;
(2) $(a - b)^2 = (a + b)^2 - 4ab = 3^2 - 4×2 = 9 - 8 = 1$;
(3) 由$(a + b)^2 = a^2 + 2ab + b^2 = 9$,$(a - b)^2 = a^2 - 2ab + b^2 = 5$,两式相减得$4ab = 4$,$ab = 1$;
(4) $9x^2 + y^2 = (3x)^2 + y^2 = (3x + y)^2 - 2×3x×y = (-4)^2 - 2×3 = 16 - 6 = 10$。
(2) $(a - b)^2 = (a + b)^2 - 4ab = 3^2 - 4×2 = 9 - 8 = 1$;
(3) 由$(a + b)^2 = a^2 + 2ab + b^2 = 9$,$(a - b)^2 = a^2 - 2ab + b^2 = 5$,两式相减得$4ab = 4$,$ab = 1$;
(4) $9x^2 + y^2 = (3x)^2 + y^2 = (3x + y)^2 - 2×3x×y = (-4)^2 - 2×3 = 16 - 6 = 10$。
5. 计算:
(1)$(3a - b)^{2} + (b + 3a)^{2}$;
(2)$(2m + 3n)^{2}(3n - 2m)^{2}$;
(3)$(2x - 1)(2x + 1)(4x^{2} + 1)$;
(4)$(ab + \dfrac{1}{2})^{2}(ab - \dfrac{1}{2})^{2}$;
(5)$(2x + y)(2x - y) - (2x - y)^{2}$;
(6)$(x - y + 1)(x - y - 1)$.
(1)$(3a - b)^{2} + (b + 3a)^{2}$;
(2)$(2m + 3n)^{2}(3n - 2m)^{2}$;
(3)$(2x - 1)(2x + 1)(4x^{2} + 1)$;
(4)$(ab + \dfrac{1}{2})^{2}(ab - \dfrac{1}{2})^{2}$;
(5)$(2x + y)(2x - y) - (2x - y)^{2}$;
(6)$(x - y + 1)(x - y - 1)$.
答案
(1)$(3a - b)^{2} + (b + 3a)^{2}$
$=(9a^{2}-6ab + b^{2})+(9a^{2}+6ab + b^{2})$
$=9a^{2}-6ab + b^{2}+9a^{2}+6ab + b^{2}$
$=18a^{2}+2b^{2}$
(2)$(2m + 3n)^{2}(3n - 2m)^{2}$
$=[(2m + 3n)(3n - 2m)]^{2}$
$=[(3n)^{2}-(2m)^{2}]^{2}$
$=(9n^{2}-4m^{2})^{2}$
$=81n^{4}-72m^{2}n^{2}+16m^{4}$
(3)$(2x - 1)(2x + 1)(4x^{2} + 1)$
$=[(2x)^{2}-1^{2}](4x^{2}+1)$
$=(4x^{2}-1)(4x^{2}+1)$
$=(4x^{2})^{2}-1^{2}$
$=16x^{4}-1$
(4)$(ab + \dfrac{1}{2})^{2}(ab - \dfrac{1}{2})^{2}$
$=[(ab + \dfrac{1}{2})(ab - \dfrac{1}{2})]^{2}$
$=[(ab)^{2}-(\dfrac{1}{2})^{2}]^{2}$
$=(a^{2}b^{2}-\dfrac{1}{4})^{2}$
$=a^{4}b^{4}-\dfrac{1}{2}a^{2}b^{2}+\dfrac{1}{16}$
(5)$(2x + y)(2x - y) - (2x - y)^{2}$
$=(4x^{2}-y^{2})-(4x^{2}-4xy + y^{2})$
$=4x^{2}-y^{2}-4x^{2}+4xy - y^{2}$
$=4xy - 2y^{2}$
(6)$(x - y + 1)(x - y - 1)$
$=[(x - y)+1][(x - y)-1]$
$=(x - y)^{2}-1^{2}$
$=x^{2}-2xy + y^{2}-1$
$=(9a^{2}-6ab + b^{2})+(9a^{2}+6ab + b^{2})$
$=9a^{2}-6ab + b^{2}+9a^{2}+6ab + b^{2}$
$=18a^{2}+2b^{2}$
(2)$(2m + 3n)^{2}(3n - 2m)^{2}$
$=[(2m + 3n)(3n - 2m)]^{2}$
$=[(3n)^{2}-(2m)^{2}]^{2}$
$=(9n^{2}-4m^{2})^{2}$
$=81n^{4}-72m^{2}n^{2}+16m^{4}$
(3)$(2x - 1)(2x + 1)(4x^{2} + 1)$
$=[(2x)^{2}-1^{2}](4x^{2}+1)$
$=(4x^{2}-1)(4x^{2}+1)$
$=(4x^{2})^{2}-1^{2}$
$=16x^{4}-1$
(4)$(ab + \dfrac{1}{2})^{2}(ab - \dfrac{1}{2})^{2}$
$=[(ab + \dfrac{1}{2})(ab - \dfrac{1}{2})]^{2}$
$=[(ab)^{2}-(\dfrac{1}{2})^{2}]^{2}$
$=(a^{2}b^{2}-\dfrac{1}{4})^{2}$
$=a^{4}b^{4}-\dfrac{1}{2}a^{2}b^{2}+\dfrac{1}{16}$
(5)$(2x + y)(2x - y) - (2x - y)^{2}$
$=(4x^{2}-y^{2})-(4x^{2}-4xy + y^{2})$
$=4x^{2}-y^{2}-4x^{2}+4xy - y^{2}$
$=4xy - 2y^{2}$
(6)$(x - y + 1)(x - y - 1)$
$=[(x - y)+1][(x - y)-1]$
$=(x - y)^{2}-1^{2}$
$=x^{2}-2xy + y^{2}-1$
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