1. 下列多项式能用完全平方公式分解因式的是(
A.$a^2+2a-1$
B.$x^2-xy+y^2$
C.$a^2-2a+\frac{1}{4}$
D.$a^2-ab+\frac{1}{4}b^2$
D
).A.$a^2+2a-1$
B.$x^2-xy+y^2$
C.$a^2-2a+\frac{1}{4}$
D.$a^2-ab+\frac{1}{4}b^2$
答案
1. D
解析
【分析】
要判断多项式能否用完全平方公式分解因式,首先要牢记完全平方公式的结构特征:形如$m^2\pm2mn+n^2$的三项式,满足两个平方项符号相同,中间项是两个底数乘积的2倍,就可以用完全平方公式分解为$(m\pm n)^2$。解题时我们只需逐个验证每个选项是否符合该结构即可。
【解析】
完全平方公式的结构为:两数的平方和加(或减)两数乘积的2倍,即$m^2\pm2mn+n^2=(m\pm n)^2$。我们逐一分析选项:
A. $a^2+2a-1$:两个平方项分别为$a^2$和$-1$,其中$-1$为负数,不符合平方项同号的要求,不能用完全平方公式分解;
B. $x^2-xy+y^2$:两个平方项为$x^2$和$y^2$,对应两数乘积的2倍应为$\pm2xy$,而中间项是$-xy$,不符合要求,不能用完全平方公式分解;
C. $a^2-2a+\frac{1}{4}$:两个平方项为$a^2$和$(\frac{1}{2})^2$,对应两数乘积的2倍应为$\pm 2× a× \frac{1}{2}=\pm a$,而中间项是$-2a$,不符合要求,不能用完全平方公式分解;
D. $a^2-ab+\frac{1}{4}b^2$:两个平方项为$a^2$和$(\frac{1}{2}b)^2$,两数乘积的2倍为$-2× a× \frac{1}{2}b=-ab$,和中间项完全一致,符合完全平方公式结构,可分解为$(a-\frac{1}{2}b)^2$。
【答案】
D
【知识点】
完全平方公式;公式法分解因式
【点评】
本题核心考查完全平方公式的结构特征,解题时牢记“首平方,尾平方,积的2倍在中央”的口诀逐个验证即可,是因式分解部分的基础题型。
【难度系数】
0.8
要判断多项式能否用完全平方公式分解因式,首先要牢记完全平方公式的结构特征:形如$m^2\pm2mn+n^2$的三项式,满足两个平方项符号相同,中间项是两个底数乘积的2倍,就可以用完全平方公式分解为$(m\pm n)^2$。解题时我们只需逐个验证每个选项是否符合该结构即可。
【解析】
完全平方公式的结构为:两数的平方和加(或减)两数乘积的2倍,即$m^2\pm2mn+n^2=(m\pm n)^2$。我们逐一分析选项:
A. $a^2+2a-1$:两个平方项分别为$a^2$和$-1$,其中$-1$为负数,不符合平方项同号的要求,不能用完全平方公式分解;
B. $x^2-xy+y^2$:两个平方项为$x^2$和$y^2$,对应两数乘积的2倍应为$\pm2xy$,而中间项是$-xy$,不符合要求,不能用完全平方公式分解;
C. $a^2-2a+\frac{1}{4}$:两个平方项为$a^2$和$(\frac{1}{2})^2$,对应两数乘积的2倍应为$\pm 2× a× \frac{1}{2}=\pm a$,而中间项是$-2a$,不符合要求,不能用完全平方公式分解;
D. $a^2-ab+\frac{1}{4}b^2$:两个平方项为$a^2$和$(\frac{1}{2}b)^2$,两数乘积的2倍为$-2× a× \frac{1}{2}b=-ab$,和中间项完全一致,符合完全平方公式结构,可分解为$(a-\frac{1}{2}b)^2$。
【答案】
D
【知识点】
完全平方公式;公式法分解因式
【点评】
本题核心考查完全平方公式的结构特征,解题时牢记“首平方,尾平方,积的2倍在中央”的口诀逐个验证即可,是因式分解部分的基础题型。
【难度系数】
0.8
2. 若代数式 $x^2 + (m + 1)x + 4$ 是完全平方式,则m的值是(
A.3
B.-3
C.-5
D.3或-5
D
).A.3
B.-3
C.-5
D.3或-5
答案
2. D
解析
【分析】
本题考查完全平方式的应用,解题思路如下:首先回忆完全平方公式的两种形式:$(a\pm b)^2=a^2\pm2ab+b^2$,先确定给定代数式中对应$a^2$和$b^2$的项:这里$x^2$对应$a^2$,即$a=x$;常数项$4=2^2$对应$b^2$,即$b=\pm2$。再根据完全平方式的中间项等于$\pm2ab$,列出关于$m$的方程求解即可,注意要考虑两种完全平方式的情况,避免漏解。
【解析】
解:
∵ 代数式$x^2 + (m + 1)x + 4$是完全平方式
根据完全平方公式的两种形式,该式可写为$(x+2)^2$或$(x-2)^2$
① 当式为$(x+2)^2$时,展开得$x^2+4x+4$,对应中间项系数相等:
$m+1=4$,解得$m=3$
② 当式为$(x-2)^2$时,展开得$x^2-4x+4$,对应中间项系数相等:
$m+1=-4$,解得$m=-5$
综上,$m$的值为3或-5,故选D。
【答案】
D
【知识点】
1. 完全平方式的特征
2. 一元一次方程的解法
【点评】
本题属于基础常考题,核心考查完全平方式的结构特征,解题的易错点是容易忽略"差的平方"的情况,只计算出$m=3$而漏解,做题时要注意分类讨论两种完全平方的形式。
【难度系数】
0.7
本题考查完全平方式的应用,解题思路如下:首先回忆完全平方公式的两种形式:$(a\pm b)^2=a^2\pm2ab+b^2$,先确定给定代数式中对应$a^2$和$b^2$的项:这里$x^2$对应$a^2$,即$a=x$;常数项$4=2^2$对应$b^2$,即$b=\pm2$。再根据完全平方式的中间项等于$\pm2ab$,列出关于$m$的方程求解即可,注意要考虑两种完全平方式的情况,避免漏解。
【解析】
解:
∵ 代数式$x^2 + (m + 1)x + 4$是完全平方式
根据完全平方公式的两种形式,该式可写为$(x+2)^2$或$(x-2)^2$
① 当式为$(x+2)^2$时,展开得$x^2+4x+4$,对应中间项系数相等:
$m+1=4$,解得$m=3$
② 当式为$(x-2)^2$时,展开得$x^2-4x+4$,对应中间项系数相等:
$m+1=-4$,解得$m=-5$
综上,$m$的值为3或-5,故选D。
【答案】
D
【知识点】
1. 完全平方式的特征
2. 一元一次方程的解法
【点评】
本题属于基础常考题,核心考查完全平方式的结构特征,解题的易错点是容易忽略"差的平方"的情况,只计算出$m=3$而漏解,做题时要注意分类讨论两种完全平方的形式。
【难度系数】
0.7
3. 分解因式:$x^2 - 4x + 4 =$
$(x-2)^2$
.答案
3. $(x-2)^2$
解析
【分析】
要对该三项式进行因式分解,首先观察式子的结构特征:式子共3项,第一项$x^2$是x的平方,第三项4是2的平方,中间项$-4x$恰好是x与2乘积的2倍的相反数,完全匹配完全平方差公式的结构,因此可以直接套用完全平方差公式完成因式分解,只需对应公式中的a、b取值即可。
【解析】
解:对原式变形可得:
$x^2 - 4x + 4 = x^2 - 2· x· 2 + 2^2$
根据完全平方差公式$a^2-2ab+b^2=(a-b)^2$,此处$a=x$,$b=2$,代入得:
$x^2 - 4x + 4 = (x-2)^2$
【答案】
$(x-2)^2$
【知识点】
1. 完全平方公式
2. 公式法因式分解
【点评】
本题是因式分解的基础题型,核心考查对完全平方公式结构特征的识别与应用,熟练掌握常见乘法公式的形式是快速解决此类问题的核心。
【难度系数】
0.9
要对该三项式进行因式分解,首先观察式子的结构特征:式子共3项,第一项$x^2$是x的平方,第三项4是2的平方,中间项$-4x$恰好是x与2乘积的2倍的相反数,完全匹配完全平方差公式的结构,因此可以直接套用完全平方差公式完成因式分解,只需对应公式中的a、b取值即可。
【解析】
解:对原式变形可得:
$x^2 - 4x + 4 = x^2 - 2· x· 2 + 2^2$
根据完全平方差公式$a^2-2ab+b^2=(a-b)^2$,此处$a=x$,$b=2$,代入得:
$x^2 - 4x + 4 = (x-2)^2$
【答案】
$(x-2)^2$
【知识点】
1. 完全平方公式
2. 公式法因式分解
【点评】
本题是因式分解的基础题型,核心考查对完全平方公式结构特征的识别与应用,熟练掌握常见乘法公式的形式是快速解决此类问题的核心。
【难度系数】
0.9
4. 分解因式:
(1) $-x^2 -4y^2 +4xy$;
(2) $\frac{1}{4} + (x+1)(x+2)$;
(3) $(a-2b)^2 -12(a-2b)+36$。
(1) $-x^2 -4y^2 +4xy$;
(2) $\frac{1}{4} + (x+1)(x+2)$;
(3) $(a-2b)^2 -12(a-2b)+36$。
答案
4. 解 (1) $-x^2 -4y^2 +4xy$
$=-(x^2-4xy+4y^2)$
$=-(x-2y)^2$.
(2) $\frac{1}{4}+(x+1)(x+2)$
$=x^2+3x+2+\frac{1}{4}$
$=x^2+3x+\frac{9}{4}$
$=(x+\frac{3}{2})^2$.
(3) $(a-2b)^2 -12(a-2b)+36=(a-2b-6)^2$.
$=-(x^2-4xy+4y^2)$
$=-(x-2y)^2$.
(2) $\frac{1}{4}+(x+1)(x+2)$
$=x^2+3x+2+\frac{1}{4}$
$=x^2+3x+\frac{9}{4}$
$=(x+\frac{3}{2})^2$.
(3) $(a-2b)^2 -12(a-2b)+36=(a-2b-6)^2$.
解析
【分析】
这三道因式分解题均围绕完全平方公式展开,解题思路如下:
1. 第(1)题:先观察式子发现各项可提取公因式-1,提取后将括号内的式子整理为标准二次三项式,再判断是否符合完全平方公式的结构特征(首平方、尾平方,积的2倍在中央)进行分解;
2. 第(2)题:式子中含有整式乘法,先利用多项式乘多项式法则展开括号,合并同类项得到二次三项式,再对照完全平方公式分解即可;
3. 第(3)题:将$(a-2b)$看作一个整体,发现式子符合“整体的平方减2乘整体乘6加6的平方”的完全平方差结构,直接套用公式分解即可。
【解析】
(1) 先提取负号,将原式变形为括号内各项为正的形式:
$-x^2 -4y^2 +4xy=-(x^2-4xy+4y^2)$
括号内$x^2-4xy+4y^2=x^2-2· x· 2y+(2y)^2$,符合完全平方差公式,因此:
$=-(x-2y)^2$
(2) 先展开整式乘法部分:
$(x+1)(x+2)=x^2+2x+x+2=x^2+3x+2$
代入原式合并常数项:
$\frac{1}{4} + (x+1)(x+2)=x^2+3x+2+\frac{1}{4}=x^2+3x+\frac{9}{4}$
其中$\frac{9}{4}=(\frac{3}{2})^2$,$3x=2· x· \frac{3}{2}$,符合完全平方和公式,因此:
$=(x+\frac{3}{2})^2$
(3) 把$(a-2b)$看作整体,原式可写为:
$(a-2b)^2 -2· (a-2b)· 6 +6^2$
符合完全平方差公式,因此:
$=(a-2b-6)^2$
【答案】
(1) $-(x-2y)^2$;(2) $(x+\frac{3}{2})^2$;(3) $(a-2b-6)^2$
【知识点】
1. 提公因式法分解因式;2. 完全平方公式分解因式;3. 整式乘法运算
【点评】
本题是因式分解的基础题型,重点考查完全平方公式的灵活应用,解题时要注意先梳理式子结构,有公因式先提公因式,含有运算的先化简整理,复杂式子可通过整体思想简化判断,要格外注意公式中各项的符号对应,避免因符号判断错误失分。
【难度系数】
0.75
这三道因式分解题均围绕完全平方公式展开,解题思路如下:
1. 第(1)题:先观察式子发现各项可提取公因式-1,提取后将括号内的式子整理为标准二次三项式,再判断是否符合完全平方公式的结构特征(首平方、尾平方,积的2倍在中央)进行分解;
2. 第(2)题:式子中含有整式乘法,先利用多项式乘多项式法则展开括号,合并同类项得到二次三项式,再对照完全平方公式分解即可;
3. 第(3)题:将$(a-2b)$看作一个整体,发现式子符合“整体的平方减2乘整体乘6加6的平方”的完全平方差结构,直接套用公式分解即可。
【解析】
(1) 先提取负号,将原式变形为括号内各项为正的形式:
$-x^2 -4y^2 +4xy=-(x^2-4xy+4y^2)$
括号内$x^2-4xy+4y^2=x^2-2· x· 2y+(2y)^2$,符合完全平方差公式,因此:
$=-(x-2y)^2$
(2) 先展开整式乘法部分:
$(x+1)(x+2)=x^2+2x+x+2=x^2+3x+2$
代入原式合并常数项:
$\frac{1}{4} + (x+1)(x+2)=x^2+3x+2+\frac{1}{4}=x^2+3x+\frac{9}{4}$
其中$\frac{9}{4}=(\frac{3}{2})^2$,$3x=2· x· \frac{3}{2}$,符合完全平方和公式,因此:
$=(x+\frac{3}{2})^2$
(3) 把$(a-2b)$看作整体,原式可写为:
$(a-2b)^2 -2· (a-2b)· 6 +6^2$
符合完全平方差公式,因此:
$=(a-2b-6)^2$
【答案】
(1) $-(x-2y)^2$;(2) $(x+\frac{3}{2})^2$;(3) $(a-2b-6)^2$
【知识点】
1. 提公因式法分解因式;2. 完全平方公式分解因式;3. 整式乘法运算
【点评】
本题是因式分解的基础题型,重点考查完全平方公式的灵活应用,解题时要注意先梳理式子结构,有公因式先提公因式,含有运算的先化简整理,复杂式子可通过整体思想简化判断,要格外注意公式中各项的符号对应,避免因符号判断错误失分。
【难度系数】
0.75
5.若$(x^2 + y^2)^4 - 6(x^2 + y^2)^2 + 9 = 0$,则$x^2 + y^2=$
$\sqrt{3}$
。答案
5. $\sqrt{3}$ 解析 $\because (x^2+y^2)^4-6(x^2+y^2)^2+9=0$,
$\therefore [(x^2+y^2)^2-3]^2=0$,
$\therefore (x^2+y^2)^2-3=0$,
即$(x^2+y^2)^2=3$,又$x^2+y^2≥0$,
$\therefore x^2+y^2=\sqrt{3}$.
$\therefore [(x^2+y^2)^2-3]^2=0$,
$\therefore (x^2+y^2)^2-3=0$,
即$(x^2+y^2)^2=3$,又$x^2+y^2≥0$,
$\therefore x^2+y^2=\sqrt{3}$.
解析
【分析】
观察方程结构可发现,方程中仅出现$(x^2+y^2)$的偶次幂,可先将$(x^2+y^2)^2$看作一个整体,利用完全平方公式对左侧多项式因式分解后再求解。另外要注意$x^2$和$y^2$都是非负数,因此$x^2+y^2$的结果一定是非负的,最后要舍去不符合条件的负解。
【解析】
解:$\because (x^2+y^2)^4 - 6(x^2+y^2)^2 + 9 = 0$
将$(x^2+y^2)^2$看作整体,由完全平方公式$a^2-2ab+b^2=(a-b)^2$,可得:
$[(x^2+y^2)^2 - 3]^2 = 0$
$\therefore (x^2+y^2)^2 - 3 = 0$
即$(x^2+y^2)^2 = 3$
又$\because x^2≥0$,$y^2≥0$,$\therefore x^2+y^2≥0$
对$(x^2+y^2)^2=3$开平方,取非负根,得$x^2+y^2=\sqrt{3}$
【答案】
$\sqrt{3}$
【知识点】
完全平方公式,非负数的性质,换元法
【点评】
本题解题核心是利用整体思想将$(x^2+y^2)^2$看作一个整体进行因式分解,易错点是忽略$x^2+y^2$的非负性,错误得出$\pm\sqrt{3}$两个解,解题时要注意挖掘题目中的隐含条件。
【难度系数】
0.6
观察方程结构可发现,方程中仅出现$(x^2+y^2)$的偶次幂,可先将$(x^2+y^2)^2$看作一个整体,利用完全平方公式对左侧多项式因式分解后再求解。另外要注意$x^2$和$y^2$都是非负数,因此$x^2+y^2$的结果一定是非负的,最后要舍去不符合条件的负解。
【解析】
解:$\because (x^2+y^2)^4 - 6(x^2+y^2)^2 + 9 = 0$
将$(x^2+y^2)^2$看作整体,由完全平方公式$a^2-2ab+b^2=(a-b)^2$,可得:
$[(x^2+y^2)^2 - 3]^2 = 0$
$\therefore (x^2+y^2)^2 - 3 = 0$
即$(x^2+y^2)^2 = 3$
又$\because x^2≥0$,$y^2≥0$,$\therefore x^2+y^2≥0$
对$(x^2+y^2)^2=3$开平方,取非负根,得$x^2+y^2=\sqrt{3}$
【答案】
$\sqrt{3}$
【知识点】
完全平方公式,非负数的性质,换元法
【点评】
本题解题核心是利用整体思想将$(x^2+y^2)^2$看作一个整体进行因式分解,易错点是忽略$x^2+y^2$的非负性,错误得出$\pm\sqrt{3}$两个解,解题时要注意挖掘题目中的隐含条件。
【难度系数】
0.6
6. 利用因式分解计算:
$38.9^2 - 2 × 38.9 × 48.9 + 48.9^2.$
$38.9^2 - 2 × 38.9 × 48.9 + 48.9^2.$
答案
6. 解 $38.9^2-2×38.9×48.9+48.9^2$
$=(38.9-48.9)^2$
$=100$.
$=(38.9-48.9)^2$
$=100$.
解析
【分析】
首先观察待计算式子的结构特征:式子共有三项,第一项是38.9的平方,第三项是48.9的平方,第二项是38.9与48.9乘积的2倍且符号为负,刚好符合完全平方差公式$a^2-2ab+b^2$的结构。因此可以逆用完全平方差公式先对式子因式分解,再计算结果,无需分别计算两个数的平方,能大幅简化运算、降低错误率。
【解析】
解:$38.9^2 - 2 × 38.9 × 48.9 + 48.9^2$
$=(38.9 - 48.9)^2$
$=(-10)^2$
$=100$
【答案】
$\boxed{100}$
【知识点】
完全平方差公式;因式分解的应用
【点评】
本题考查利用因式分解实现简便运算,解题核心是准确识别完全平方公式的结构特征,匹配公式中对应的$a$、$b$项,能避免直接计算高次幂的繁琐过程。
【难度系数】
0.85
首先观察待计算式子的结构特征:式子共有三项,第一项是38.9的平方,第三项是48.9的平方,第二项是38.9与48.9乘积的2倍且符号为负,刚好符合完全平方差公式$a^2-2ab+b^2$的结构。因此可以逆用完全平方差公式先对式子因式分解,再计算结果,无需分别计算两个数的平方,能大幅简化运算、降低错误率。
【解析】
解:$38.9^2 - 2 × 38.9 × 48.9 + 48.9^2$
$=(38.9 - 48.9)^2$
$=(-10)^2$
$=100$
【答案】
$\boxed{100}$
【知识点】
完全平方差公式;因式分解的应用
【点评】
本题考查利用因式分解实现简便运算,解题核心是准确识别完全平方公式的结构特征,匹配公式中对应的$a$、$b$项,能避免直接计算高次幂的繁琐过程。
【难度系数】
0.85
7. 对于形如 $x^2 - 2ax + a^2$ 的二次三项式,可以用公式法将它分解成 $(x - a)^2$ 的形式. 但对于二次三项式 $x^2 - 2ax - 3a^2$,就不能直接运用公式了. 此时,我们可以在二次三项式 $x^2 - 2ax - 3a^2$ 中先加上一项 $a^2$,使它与 $x^2 - 2ax$ 的和成为一个完全平方式,再减去 $a^2$,整个式子的值不变,于是有 $x^2 - 2ax - 3a^2 = (x^2 - 2ax + a^2) - a^2 - 3a^2 = (x - a)^2 - 4a^2 = (x - 3a)(x + a)$. 像这样,先添一适当项,使式子中出现完全平方式,再减去添加的项,使整个式子的值不变的方法称为配方法. 利用以上配方法解决下列问题:
(1) 分解因式:$a^2 - 4a - 5$;
(2) 已知 $m$ 是实数,求二次三项式 $m^2 + 6m + 1$ 的最小值;
(3) 已知 $x$ 是实数,试比较 $x^2 - 5x + 5$ 与 $-x^2 + 3x - 4$ 的大小,并说明理由.
(1) 分解因式:$a^2 - 4a - 5$;
(2) 已知 $m$ 是实数,求二次三项式 $m^2 + 6m + 1$ 的最小值;
(3) 已知 $x$ 是实数,试比较 $x^2 - 5x + 5$ 与 $-x^2 + 3x - 4$ 的大小,并说明理由.
答案
7. 解 (1) $a^2-4a-5=a^2-4a+4-5-4=(a-2)^2-9=(a-2+3)(a-2-3)=(a+1)(a-5)$.
(2) $m^2+6m+1=m^2+6m+9-9+1=(m+3)^2-8$,因为$(m+3)^2≥0$,所以当$(m+3)^2=0$时,$m^2+6m+1$有最小值.即当$m=-3$时,二次三项式$m^2+6m+1$的最小值为$-8$.
(3) $x^2-5x+5>-x^2+3x-4$,理由如下:
$x^2-5x+5-(-x^2+3x-4)=x^2-5x+5+x^2-3x+4=2x^2-8x+9=2(x^2-4x)+9=2(x-2)^2+1>0$,
故$x^2-5x+5>-x^2+3x-4$.
(2) $m^2+6m+1=m^2+6m+9-9+1=(m+3)^2-8$,因为$(m+3)^2≥0$,所以当$(m+3)^2=0$时,$m^2+6m+1$有最小值.即当$m=-3$时,二次三项式$m^2+6m+1$的最小值为$-8$.
(3) $x^2-5x+5>-x^2+3x-4$,理由如下:
$x^2-5x+5-(-x^2+3x-4)=x^2-5x+5+x^2-3x+4=2x^2-8x+9=2(x^2-4x)+9=2(x-2)^2+1>0$,
故$x^2-5x+5>-x^2+3x-4$.
解析
【分析】
(1) 分解因式$a^2 - 4a - 5$时,参考题干给出的配方法思路,先给前两项凑完全平方:$a^2-4a$加上4即可构成完全平方式,为保持原式值不变需再减去4,变形后得到平方差形式,再用平方差公式完成分解即可。
(2) 求二次三项式的最小值,同样先通过配方法将式子整理为“完全平方式+常数”的形式,根据平方的非负性,完全平方式的最小值为0,代入即可求出整个式子的最小值。
(3) 比较两个代数式大小,优先选用作差法:先计算两个代数式的差,再对差进行配方,判断差的正负,若差大于0则被减数更大,反之则减数更大。
【解析】
(1) 对$a^2 - 4a - 5$配方变形:
$a^2 - 4a - 5 = a^2 - 4a + 4 - 4 - 5 = (a-2)^2 - 9$
再利用平方差公式分解:
$(a-2)^2 - 9 = (a-2+3)(a-2-3) = (a+1)(a-5)$
(2) 对$m^2 + 6m + 1$配方变形:
$m^2 + 6m + 1 = m^2 + 6m + 9 - 9 + 1 = (m+3)^2 - 8$
∵ 对任意实数$m$,都有$(m+3)^2 ≥ 0$,
∴ 当$(m+3)^2=0$即$m=-3$时,原式取得最小值,最小值为$-8$。
(3) $x^2 - 5x + 5 > -x^2 + 3x - 4$,理由如下:
计算两式的差:
$x^2 - 5x + 5 - (-x^2 + 3x - 4) = x^2 - 5x +5 + x^2 - 3x +4 = 2x^2 - 8x +9$
对差进行配方:
$2x^2 -8x +9 = 2(x^2 -4x) +9 = 2(x^2 -4x +4 -4) +9 = 2(x-2)^2 +1$
∵ 对任意实数$x$,都有$2(x-2)^2 ≥ 0$,
∴ $2(x-2)^2 +1 ≥ 1 > 0$,即两式的差恒大于0,
因此$x^2 - 5x +5 > -x^2 + 3x -4$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{(a+1)(a-5)}$
(2) 最小值为$\boldsymbol{-8}$
(3) $\boldsymbol{x^2 - 5x +5 > -x^2 + 3x -4}$
【知识点】
配方法的应用,作差法比较大小,非负数的性质
【点评】
本题围绕配方法设计了三类高频应用题型,解题核心是掌握凑完全平方的技巧,结合平方的非负性即可顺利解决因式分解、最值求解、大小比较类问题,熟练运用配方法是处理二次代数式相关问题的重要基础。
【难度系数】
0.7
(1) 分解因式$a^2 - 4a - 5$时,参考题干给出的配方法思路,先给前两项凑完全平方:$a^2-4a$加上4即可构成完全平方式,为保持原式值不变需再减去4,变形后得到平方差形式,再用平方差公式完成分解即可。
(2) 求二次三项式的最小值,同样先通过配方法将式子整理为“完全平方式+常数”的形式,根据平方的非负性,完全平方式的最小值为0,代入即可求出整个式子的最小值。
(3) 比较两个代数式大小,优先选用作差法:先计算两个代数式的差,再对差进行配方,判断差的正负,若差大于0则被减数更大,反之则减数更大。
【解析】
(1) 对$a^2 - 4a - 5$配方变形:
$a^2 - 4a - 5 = a^2 - 4a + 4 - 4 - 5 = (a-2)^2 - 9$
再利用平方差公式分解:
$(a-2)^2 - 9 = (a-2+3)(a-2-3) = (a+1)(a-5)$
(2) 对$m^2 + 6m + 1$配方变形:
$m^2 + 6m + 1 = m^2 + 6m + 9 - 9 + 1 = (m+3)^2 - 8$
∵ 对任意实数$m$,都有$(m+3)^2 ≥ 0$,
∴ 当$(m+3)^2=0$即$m=-3$时,原式取得最小值,最小值为$-8$。
(3) $x^2 - 5x + 5 > -x^2 + 3x - 4$,理由如下:
计算两式的差:
$x^2 - 5x + 5 - (-x^2 + 3x - 4) = x^2 - 5x +5 + x^2 - 3x +4 = 2x^2 - 8x +9$
对差进行配方:
$2x^2 -8x +9 = 2(x^2 -4x) +9 = 2(x^2 -4x +4 -4) +9 = 2(x-2)^2 +1$
∵ 对任意实数$x$,都有$2(x-2)^2 ≥ 0$,
∴ $2(x-2)^2 +1 ≥ 1 > 0$,即两式的差恒大于0,
因此$x^2 - 5x +5 > -x^2 + 3x -4$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{(a+1)(a-5)}$
(2) 最小值为$\boldsymbol{-8}$
(3) $\boldsymbol{x^2 - 5x +5 > -x^2 + 3x -4}$
【知识点】
配方法的应用,作差法比较大小,非负数的性质
【点评】
本题围绕配方法设计了三类高频应用题型,解题核心是掌握凑完全平方的技巧,结合平方的非负性即可顺利解决因式分解、最值求解、大小比较类问题,熟练运用配方法是处理二次代数式相关问题的重要基础。
【难度系数】
0.7
登录