28 规定两数$a$、$b$之间的一种运算,如果$a^c = b$,那么$(a, b) = c$,我们称$(a, b)$为“雅对”。
例如:因为$2^3 = 8$,所以$(2, 8) = 3$。我们还可以利用“雅对”的定义说明等式$(3, 3) + (3, 5) = (3, 15)$成立。证明如下:设$(3, 3) = m$,$(3, 5) = n$,则$3^m = 3$,$3^n = 5$,故$3^m · 3^n = 3^{m+n} = 3 × 5 = 15$,则$(3, 15) = m + n$,即$(3, 3) + (3, 5) = (3, 15)$。
根据材料回答下列问题:
(1) 填空:$(2, 4) = \_\_\_\_\_\_$;$(5, 1) = \_\_\_\_\_\_$;$(3, 27) = \_\_\_\_\_\_$;
(2) 如果$(3, 5) = n$,$(9, m) = n$,求$(3, m + 2)$的值;
(3) 利用“雅对”的定义证明:$(3^n, 2^n) = (3, 2)$对于任意自然数$n$都成立。
例如:因为$2^3 = 8$,所以$(2, 8) = 3$。我们还可以利用“雅对”的定义说明等式$(3, 3) + (3, 5) = (3, 15)$成立。证明如下:设$(3, 3) = m$,$(3, 5) = n$,则$3^m = 3$,$3^n = 5$,故$3^m · 3^n = 3^{m+n} = 3 × 5 = 15$,则$(3, 15) = m + n$,即$(3, 3) + (3, 5) = (3, 15)$。
根据材料回答下列问题:
(1) 填空:$(2, 4) = \_\_\_\_\_\_$;$(5, 1) = \_\_\_\_\_\_$;$(3, 27) = \_\_\_\_\_\_$;
(2) 如果$(3, 5) = n$,$(9, m) = n$,求$(3, m + 2)$的值;
(3) 利用“雅对”的定义证明:$(3^n, 2^n) = (3, 2)$对于任意自然数$n$都成立。
答案
28.(1) 2;0;3
(2) 因为$(3, 5)=n$,$(9, m)=n$,所以$3^n=5$,$9^n=3^{2n}=m$,所以$m=5^2=25$,所以$m+2=27$,即$(3, m + 2)=(3, 27)=3$;
(3) 理由:设$(3^n, 2^n)=a$,则$(3^n)^a=2^n$,所以$3^{an}=2^n$,因为$n$是任意自然数,所以$3^a=2$,即$(3, 2)=a$,所以$(3^n, 2^n)=(3, 2)$对于任意自然数$n$都成立。
(2) 因为$(3, 5)=n$,$(9, m)=n$,所以$3^n=5$,$9^n=3^{2n}=m$,所以$m=5^2=25$,所以$m+2=27$,即$(3, m + 2)=(3, 27)=3$;
(3) 理由:设$(3^n, 2^n)=a$,则$(3^n)^a=2^n$,所以$3^{an}=2^n$,因为$n$是任意自然数,所以$3^a=2$,即$(3, 2)=a$,所以$(3^n, 2^n)=(3, 2)$对于任意自然数$n$都成立。
五、综合题(每题8分,共16分)
29 问题发现:已知$x$满足$(9-x)(x-4)=2$,求$(9-x)^2+(x-4)^2$的值。小明在解决该问题时,采用了以下解法:
解:设$(9-x)=a,(x-4)=b$,
则$ab=(9-x)(x-4)=$
所以$(9-x)^2+(x-4)^2=a^2+b^2=(a+b)^2-2ab=$
(1) 请补全小明的解法;
(2) 已知$(30-x)(x-20)=-10$,那么$(30-x)^2+(x-20)^2$的值为
(3) 已知$x$满足$(2025-x)^2+(x-2023)^2=2024$,求$(2025-x)(x-2023)$的值;
(4) 如图,正方形$ABCD$的边长为$x$,$AE=10$,$CG=20$,长方形$EFGD$的面积是500,分别以$DE$、$DG$为边长作正方形$MEDQ$和$NGDH$,四边形$PQDH$是长方形,求图中阴影部分的面积。

29 问题发现:已知$x$满足$(9-x)(x-4)=2$,求$(9-x)^2+(x-4)^2$的值。小明在解决该问题时,采用了以下解法:
解:设$(9-x)=a,(x-4)=b$,
则$ab=(9-x)(x-4)=$
2
。$a+b=(9-x)+(x-4)=$5
。所以$(9-x)^2+(x-4)^2=a^2+b^2=(a+b)^2-2ab=$
21
。(1) 请补全小明的解法;
(2) 已知$(30-x)(x-20)=-10$,那么$(30-x)^2+(x-20)^2$的值为
120
;(3) 已知$x$满足$(2025-x)^2+(x-2023)^2=2024$,求$(2025-x)(x-2023)$的值;
(4) 如图,正方形$ABCD$的边长为$x$,$AE=10$,$CG=20$,长方形$EFGD$的面积是500,分别以$DE$、$DG$为边长作正方形$MEDQ$和$NGDH$,四边形$PQDH$是长方形,求图中阴影部分的面积。
答案
29.(1) 2;5;21
(2) 120
(3) 设$(2025 - x) = t$,$(x - 2023) = h$,则$(2025 - x)^2 + (x - 2023)^2 = t^2 + h^2 = (t + h)^2 - 2th = 2024$,因为$t + h = 2$,所以$4 - 2th = 2024$,所以$th = -1010$,即$(2025 - x)(x - 2023) = -1010$
(4) 因为正方形$ABCD$的边长是$x$,$AE = 10$,$CG = 20$,所以$DE = x - 10$,$DG = x - 20$,所以$(x - 10)(x - 20) = 500$,设$x - 10 = a$,$x - 20 = b$,所以$ab = 500$,$a - b = (x - 10) - (x - 20) = 10$,所以图中阴影部分的面积为$(a + b)^2 = (a - b)^2 + 4ab = 10^2 + 4×500 = 2100$。
(2) 120
(3) 设$(2025 - x) = t$,$(x - 2023) = h$,则$(2025 - x)^2 + (x - 2023)^2 = t^2 + h^2 = (t + h)^2 - 2th = 2024$,因为$t + h = 2$,所以$4 - 2th = 2024$,所以$th = -1010$,即$(2025 - x)(x - 2023) = -1010$
(4) 因为正方形$ABCD$的边长是$x$,$AE = 10$,$CG = 20$,所以$DE = x - 10$,$DG = x - 20$,所以$(x - 10)(x - 20) = 500$,设$x - 10 = a$,$x - 20 = b$,所以$ab = 500$,$a - b = (x - 10) - (x - 20) = 10$,所以图中阴影部分的面积为$(a + b)^2 = (a - b)^2 + 4ab = 10^2 + 4×500 = 2100$。
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