30 对于任意四个有理数a、b、c、d,可以组成两个有理数对(a,b)与(c,d),我们规定:(a,b)⊗(c,d)=a²+d²−bc。例如:(1,2)⊗(3,4)=1²+4²−2×3=11。
(1) 已知(x,kx)⊗(y,−y)是一个完全平方式,求常数k的值;
(2) 已知2x+y=18,且(3x+y,2x²+3y²)⊗(3,x−3y)=204,求xy的值;
(3) 在(2)的条件下,将长方形ABCD及长方形CEFG按照如图方式放置,其中点E、G分别在边CD、BC上,连接BD、BF、DF、EG,设AB=2x,BC=2nx,CE=y,CG=ny,图中阴影部分的面积为168,求n的值。

(1) 已知(x,kx)⊗(y,−y)是一个完全平方式,求常数k的值;
(2) 已知2x+y=18,且(3x+y,2x²+3y²)⊗(3,x−3y)=204,求xy的值;
(3) 在(2)的条件下,将长方形ABCD及长方形CEFG按照如图方式放置,其中点E、G分别在边CD、BC上,连接BD、BF、DF、EG,设AB=2x,BC=2nx,CE=y,CG=ny,图中阴影部分的面积为168,求n的值。
答案
30.(1) $(x,kx)⊗(y,−y)=x^2+y^2−kxy$,因为$x^2+y^2−kxy$是一个完全平方式,所以$k=±2$;
(2) $(3x+y,2x^2+3y^2)⊗(3,x−3y)=9x^2+6xy+y^2+x^2−6xy+9y^2−6x^2−9y^2=4x^2+y^2=(2x+y)^2−4xy=204$,因为$2x+y=18$,所以$18^2−4xy=204$,所以$xy=30$;
(3) $S_{△BDC}=\frac{1}{2}·2x·2nx=2nx^2$,$S_{△BGF}=\frac{1}{2}(2nx−ny)·y=nxy−\frac{1}{2}ny^2$,
$S_{△GEC}=\frac{1}{2}ny·y=\frac{1}{2}ny^2$,$S_{△DEF}=\frac{1}{2}·ny·(2x−y)=nxy−\frac{1}{2}ny^2$,所以$S_{阴}=2nx^2−(nxy−\frac{1}{2}ny^2)−(nxy−\frac{1}{2}ny^2)−\frac{1}{2}ny^2=\frac{1}{2}n(4x^2−4xy+y^2)=\frac{1}{2}n[(2x+y)^2−8xy]=\frac{1}{2}n(18^2−8×30)=42n=168$,解得$n=4$。
(2) $(3x+y,2x^2+3y^2)⊗(3,x−3y)=9x^2+6xy+y^2+x^2−6xy+9y^2−6x^2−9y^2=4x^2+y^2=(2x+y)^2−4xy=204$,因为$2x+y=18$,所以$18^2−4xy=204$,所以$xy=30$;
(3) $S_{△BDC}=\frac{1}{2}·2x·2nx=2nx^2$,$S_{△BGF}=\frac{1}{2}(2nx−ny)·y=nxy−\frac{1}{2}ny^2$,
$S_{△GEC}=\frac{1}{2}ny·y=\frac{1}{2}ny^2$,$S_{△DEF}=\frac{1}{2}·ny·(2x−y)=nxy−\frac{1}{2}ny^2$,所以$S_{阴}=2nx^2−(nxy−\frac{1}{2}ny^2)−(nxy−\frac{1}{2}ny^2)−\frac{1}{2}ny^2=\frac{1}{2}n(4x^2−4xy+y^2)=\frac{1}{2}n[(2x+y)^2−8xy]=\frac{1}{2}n(18^2−8×30)=42n=168$,解得$n=4$。
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