1. 计算:(1)$(3x-1)(-1-3x)$;
(2)$(a+2b)(a-2b)-\dfrac{1}{2}b(a-8b)$.
(2)$(a+2b)(a-2b)-\dfrac{1}{2}b(a-8b)$.
答案
1.【解】(1)原式$=(-1+3x)(-1-3x)=(-1)^2-(3x)^2=1-9x^2$.
(2)原式$=a^2-4b^2-\dfrac{1}{2}ab+4b^2=a^2-\dfrac{1}{2}ab$.
(2)原式$=a^2-4b^2-\dfrac{1}{2}ab+4b^2=a^2-\dfrac{1}{2}ab$.
解析
【分析】
(1)观察算式$(3x-1)(-1-3x)$,可调整项的顺序后发现,两个因式中相同项为$-1$,互为相反项为$3x$和$-3x$,完全符合平方差公式$(a+b)(a-b)=a^2-b^2$的结构特征,因此可以直接套用平方差公式简便计算,无需逐项展开多项式乘法。
(2)本题属于整式混合运算,按照先乘除后加减的顺序计算:前半部分$(a+2b)(a-2b)$符合平方差公式特征,先利用公式展开;后半部分是单项式乘多项式,按照对应法则展开即可,最后合并同类项得到最简结果,运算时需特别注意负号的处理。
【解析】
(1) 调整因式中项的顺序,凑平方差公式标准形式:
$\begin{aligned}\mathrm{原式}&=(-1+3x)(-1-3x)\\&=(-1)^2-(3x)^2\\&=1-9x^2\end{aligned}$
(2) 先分别计算乘法部分,再合并同类项:
$\begin{aligned}\mathrm{原式}&=a^2-(2b)^2-(\dfrac{1}{2}ab-\dfrac{1}{2}b×8b)\\&=a^2-4b^2-\dfrac{1}{2}ab+4b^2\\&=a^2-\dfrac{1}{2}ab\end{aligned}$
【答案】
(1) $\boxed{1-9x^2}$;(2) $\boxed{a^2-\dfrac{1}{2}ab}$
【知识点】
平方差公式;单项式乘多项式;合并同类项
【点评】
本题是整式运算的基础题,核心考查平方差公式的应用,解题关键是准确识别公式中“相同项”和“相反项”,运算过程中注意符号规则,避免去括号、合并同类项时出现符号错误。
【难度系数】
0.8
(1)观察算式$(3x-1)(-1-3x)$,可调整项的顺序后发现,两个因式中相同项为$-1$,互为相反项为$3x$和$-3x$,完全符合平方差公式$(a+b)(a-b)=a^2-b^2$的结构特征,因此可以直接套用平方差公式简便计算,无需逐项展开多项式乘法。
(2)本题属于整式混合运算,按照先乘除后加减的顺序计算:前半部分$(a+2b)(a-2b)$符合平方差公式特征,先利用公式展开;后半部分是单项式乘多项式,按照对应法则展开即可,最后合并同类项得到最简结果,运算时需特别注意负号的处理。
【解析】
(1) 调整因式中项的顺序,凑平方差公式标准形式:
$\begin{aligned}\mathrm{原式}&=(-1+3x)(-1-3x)\\&=(-1)^2-(3x)^2\\&=1-9x^2\end{aligned}$
(2) 先分别计算乘法部分,再合并同类项:
$\begin{aligned}\mathrm{原式}&=a^2-(2b)^2-(\dfrac{1}{2}ab-\dfrac{1}{2}b×8b)\\&=a^2-4b^2-\dfrac{1}{2}ab+4b^2\\&=a^2-\dfrac{1}{2}ab\end{aligned}$
【答案】
(1) $\boxed{1-9x^2}$;(2) $\boxed{a^2-\dfrac{1}{2}ab}$
【知识点】
平方差公式;单项式乘多项式;合并同类项
【点评】
本题是整式运算的基础题,核心考查平方差公式的应用,解题关键是准确识别公式中“相同项”和“相反项”,运算过程中注意符号规则,避免去括号、合并同类项时出现符号错误。
【难度系数】
0.8
【典型例题2】运用平方差公式计算:
(1)$59.9×60.1$;(2)$20\dfrac{3}{5}×19\dfrac{2}{5}$。
思路导引 相乘的两个有理数,如果可以分别拆成较为简单的两个数的和与差时,就可以运用平方差公式简化运算过程。
【解】(1)$59.9×60.1=(60-0.1)×(60+0.1)=60^2 - 0.1^2=3600 - 0.01=3599.99$。
(2)$20\dfrac{3}{5}×19\dfrac{2}{5}=(20+\dfrac{3}{5})×(20-\dfrac{3}{5})=20^2 - (\dfrac{3}{5})^2=400 - \dfrac{9}{25}=399\dfrac{16}{25}$。
规律方法 运用平方差公式简便计算的关键是将形如$m·n$的两数化为$(a+b)·(a-b)$的形式,其中$a=\dfrac{m+n}{2},b=\dfrac{m-n}{2}$。
(1)$59.9×60.1$;(2)$20\dfrac{3}{5}×19\dfrac{2}{5}$。
思路导引 相乘的两个有理数,如果可以分别拆成较为简单的两个数的和与差时,就可以运用平方差公式简化运算过程。
【解】(1)$59.9×60.1=(60-0.1)×(60+0.1)=60^2 - 0.1^2=3600 - 0.01=3599.99$。
(2)$20\dfrac{3}{5}×19\dfrac{2}{5}=(20+\dfrac{3}{5})×(20-\dfrac{3}{5})=20^2 - (\dfrac{3}{5})^2=400 - \dfrac{9}{25}=399\dfrac{16}{25}$。
规律方法 运用平方差公式简便计算的关键是将形如$m·n$的两数化为$(a+b)·(a-b)$的形式,其中$a=\dfrac{m+n}{2},b=\dfrac{m-n}{2}$。
答案
解:
(1) $59.9×60.1=(60-0.1)×(60+0.1)$
$=60^2 - 0.1^2$
$=3600 - 0.01$
$=3599.99$
(2) $20\dfrac{3}{5}×19\dfrac{2}{5}=(20+\dfrac{3}{5})×(20-\dfrac{3}{5})$
$=20^2 - (\dfrac{3}{5})^2$
$=400 - \dfrac{9}{25}$
$=399\dfrac{16}{25}$
(1) $59.9×60.1=(60-0.1)×(60+0.1)$
$=60^2 - 0.1^2$
$=3600 - 0.01$
$=3599.99$
(2) $20\dfrac{3}{5}×19\dfrac{2}{5}=(20+\dfrac{3}{5})×(20-\dfrac{3}{5})$
$=20^2 - (\dfrac{3}{5})^2$
$=400 - \dfrac{9}{25}$
$=399\dfrac{16}{25}$
解析
【分析】
本题考查利用平方差公式进行有理数的简便计算。解题思路为:首先观察相乘两个数的特征,发现两组乘数均与同一个整数的差值大小相同,因此可将两个乘数分别改写为同一个数加一个数、同一个数减同一个数的形式,即凑出平方差公式$(a+b)(a-b)$的结构,再套用平方差公式$a^2-b^2$计算,即可避免复杂的多位数乘法,快速得到结果。
【解析】
(1) 计算$59.9×60.1$时,可将两个数拆分为与60相关的和与差:
$59.9×60.1=(60-0.1)×(60+0.1)$
$=60^2 - 0.1^2$
$=3600 - 0.01$
$=3599.99$
(2) 计算$20\dfrac{3}{5}×19\dfrac{2}{5}$时,可将两个数拆分为与20相关的和与差:
$20\dfrac{3}{5}×19\dfrac{2}{5}=(20+\dfrac{3}{5})×(20-\dfrac{3}{5})$
$=20^2 - (\dfrac{3}{5})^2$
$=400 - \dfrac{9}{25}$
$=399\dfrac{16}{25}$
【答案】
(1) $\boxed{3599.99}$;(2) $\boxed{399\dfrac{16}{25}}$
【知识点】
平方差公式;有理数简便运算
【点评】
本题是平方差公式在数值计算中的典型应用,解题核心是掌握将两个乘数转化为$(a+b)(a-b)$结构的技巧,运用该方法能大幅简化计算步骤,降低运算出错的概率。
【难度系数】
0.8
本题考查利用平方差公式进行有理数的简便计算。解题思路为:首先观察相乘两个数的特征,发现两组乘数均与同一个整数的差值大小相同,因此可将两个乘数分别改写为同一个数加一个数、同一个数减同一个数的形式,即凑出平方差公式$(a+b)(a-b)$的结构,再套用平方差公式$a^2-b^2$计算,即可避免复杂的多位数乘法,快速得到结果。
【解析】
(1) 计算$59.9×60.1$时,可将两个数拆分为与60相关的和与差:
$59.9×60.1=(60-0.1)×(60+0.1)$
$=60^2 - 0.1^2$
$=3600 - 0.01$
$=3599.99$
(2) 计算$20\dfrac{3}{5}×19\dfrac{2}{5}$时,可将两个数拆分为与20相关的和与差:
$20\dfrac{3}{5}×19\dfrac{2}{5}=(20+\dfrac{3}{5})×(20-\dfrac{3}{5})$
$=20^2 - (\dfrac{3}{5})^2$
$=400 - \dfrac{9}{25}$
$=399\dfrac{16}{25}$
【答案】
(1) $\boxed{3599.99}$;(2) $\boxed{399\dfrac{16}{25}}$
【知识点】
平方差公式;有理数简便运算
【点评】
本题是平方差公式在数值计算中的典型应用,解题核心是掌握将两个乘数转化为$(a+b)(a-b)$结构的技巧,运用该方法能大幅简化计算步骤,降低运算出错的概率。
【难度系数】
0.8
2. 运用平方差公式进行计算:
$2025^2 - 2024 × 2026.$
$2025^2 - 2024 × 2026.$
答案
2.【解】原式$=2\ 025^2-(2\ 025-1)×(2\ 025+1)=2\ 025^2-(2\ 025^2-1)=1$.
解析
【分析】
观察待计算的式子,发现相乘的两个数2024、2026分别与2025相差1,因此可以将2024转化为2025-1,2026转化为2025+1,此时2024×2026就符合平方差公式$(a-b)(a+b)$的结构,代入公式展开后即可和前面的$2025^2$抵消,无需计算大数的平方即可快速得到结果。
【解析】
解:原式$=2025^2-(2025-1)×(2025+1)$
$=2025^2-(2025^2-1^2)$
$=2025^2-2025^2+1$
$=1$
【答案】
$1$
【知识点】
平方差公式;有理数简便运算
【点评】
本题是平方差公式在简便计算中的典型应用,核心是通过观察数字特征,对相近数字进行变形构造出平方差公式的结构,从而大幅简化运算,降低计算出错的概率。
【难度系数】
0.8
观察待计算的式子,发现相乘的两个数2024、2026分别与2025相差1,因此可以将2024转化为2025-1,2026转化为2025+1,此时2024×2026就符合平方差公式$(a-b)(a+b)$的结构,代入公式展开后即可和前面的$2025^2$抵消,无需计算大数的平方即可快速得到结果。
【解析】
解:原式$=2025^2-(2025-1)×(2025+1)$
$=2025^2-(2025^2-1^2)$
$=2025^2-2025^2+1$
$=1$
【答案】
$1$
【知识点】
平方差公式;有理数简便运算
【点评】
本题是平方差公式在简便计算中的典型应用,核心是通过观察数字特征,对相近数字进行变形构造出平方差公式的结构,从而大幅简化运算,降低计算出错的概率。
【难度系数】
0.8
1. 下列多项式的乘法中,能用平方差公式计算的是(
A.$(5x-1)(5x-1)$
B.$(x-3)(-3+x)$
C.$(3m+n)(-n+3m)$
D.$(y-2)(y+4)$
C
)A.$(5x-1)(5x-1)$
B.$(x-3)(-3+x)$
C.$(3m+n)(-n+3m)$
D.$(y-2)(y+4)$
答案
1. C 【解析】$(3m + n)(-n + 3m) = (3m + n)(3m-n)$,可用平方差公式计算,故选 C.
解析
【分析】
要判断能否用平方差公式计算,首先要明确平方差公式的结构特征:两个二项式相乘,存在一组完全相同的项,另一组互为相反数的项,即符合$(a+b)(a-b)=a^2-b^2$的形式。解题时只需逐个分析选项中两个相乘的多项式,是否符合“一项相同、另一项相反”的特征即可。
【解析】
平方差公式为$(a+b)(a-b)=a^2 - b^2$,其适用特征为:两个二项式相乘,其中一项完全相同,另一项互为相反数。
对各选项逐一分析:
A选项:$(5x-1)(5x-1)=(5x-1)^2$,两个因式的两项均完全相同,属于完全平方公式的适用形式,不符合平方差公式要求,排除;
B选项:$(x-3)(-3+x)=(x-3)(x-3)=(x-3)^2$,两个因式的两项均完全相同,属于完全平方公式的适用形式,不符合要求,排除;
C选项:$(3m+n)(-n+3m)=(3m+n)(3m-n)$,其中相同项为$3m$,互为相反数的项为$n$和$-n$,符合平方差公式的特征,可使用平方差公式计算;
D选项:$(y-2)(y+4)$,仅$y$为相同项,另一项$-2$和$+4$不互为相反数,不符合平方差公式要求,排除。
【答案】
C
【知识点】
平方差公式的特征
【点评】
本题是对平方差公式基础概念的考查,解题核心是准确区分相乘多项式中的相同项与相反项,牢记公式结构即可快速做出判断。
【难度系数】
0.85
要判断能否用平方差公式计算,首先要明确平方差公式的结构特征:两个二项式相乘,存在一组完全相同的项,另一组互为相反数的项,即符合$(a+b)(a-b)=a^2-b^2$的形式。解题时只需逐个分析选项中两个相乘的多项式,是否符合“一项相同、另一项相反”的特征即可。
【解析】
平方差公式为$(a+b)(a-b)=a^2 - b^2$,其适用特征为:两个二项式相乘,其中一项完全相同,另一项互为相反数。
对各选项逐一分析:
A选项:$(5x-1)(5x-1)=(5x-1)^2$,两个因式的两项均完全相同,属于完全平方公式的适用形式,不符合平方差公式要求,排除;
B选项:$(x-3)(-3+x)=(x-3)(x-3)=(x-3)^2$,两个因式的两项均完全相同,属于完全平方公式的适用形式,不符合要求,排除;
C选项:$(3m+n)(-n+3m)=(3m+n)(3m-n)$,其中相同项为$3m$,互为相反数的项为$n$和$-n$,符合平方差公式的特征,可使用平方差公式计算;
D选项:$(y-2)(y+4)$,仅$y$为相同项,另一项$-2$和$+4$不互为相反数,不符合平方差公式要求,排除。
【答案】
C
【知识点】
平方差公式的特征
【点评】
本题是对平方差公式基础概念的考查,解题核心是准确区分相乘多项式中的相同项与相反项,牢记公式结构即可快速做出判断。
【难度系数】
0.85
2.若$(-mx -3y)(mx -3y)= -49x^2 +9y^2$,则$m$的值为(
A.7
B.$-7$
C.$\pm7$
D.以上都不对
C
)A.7
B.$-7$
C.$\pm7$
D.以上都不对
答案
2. C 【解析】根据题意,得 $9y^2 - m^2 x^2 = - 49x^2 + 9y^2$,所以 $m^2=49,m=\pm7$.
解析
【分析】
首先观察等式左边的乘积形式,符合平方差公式的结构特征:两个二项式相乘,其中-3y是完全相同的项,-mx和mx是互为相反数的项。解题时先利用平方差公式展开左边的式子,再将展开结果与等式右边的多项式对比,让同类项的系数相等即可求出m的值,注意平方等于正数的数有正负两个解,不要漏解。
【解析】
第一步,对等式左边运用平方差公式计算:
将$(-mx -3y)(mx -3y)$中的相同项$-3y$看作平方差公式中的"$a$",互为相反项的$-mx$和$mx$看作平方差公式中的"$b$",因此:
$\begin{aligned}(-mx -3y)(mx -3y)&=(-3y - mx)(-3y + mx)\\&=(-3y)^2 - (mx)^2\\&=9y^2 - m^2x^2\end{aligned}$
第二步,根据等式左右两边相等,对应同类项系数相等:
已知$9y^2 - m^2x^2 = -49x^2 + 9y^2$,两边同时减去$9y^2$得:
$-m^2x^2 = -49x^2$
约去两边的$-x^2$可得$m^2=49$,解得$m=\pm7$。
【答案】
C
【知识点】
平方差公式;整式乘法运算;代数式恒等变形
【点评】
本题重点考查平方差公式的灵活应用,解题的核心是准确区分平方差公式中的相同项和相反项,同时要注意正数的平方根有两个、互为相反数,避免出现漏解的错误。
【难度系数】
0.7
首先观察等式左边的乘积形式,符合平方差公式的结构特征:两个二项式相乘,其中-3y是完全相同的项,-mx和mx是互为相反数的项。解题时先利用平方差公式展开左边的式子,再将展开结果与等式右边的多项式对比,让同类项的系数相等即可求出m的值,注意平方等于正数的数有正负两个解,不要漏解。
【解析】
第一步,对等式左边运用平方差公式计算:
将$(-mx -3y)(mx -3y)$中的相同项$-3y$看作平方差公式中的"$a$",互为相反项的$-mx$和$mx$看作平方差公式中的"$b$",因此:
$\begin{aligned}(-mx -3y)(mx -3y)&=(-3y - mx)(-3y + mx)\\&=(-3y)^2 - (mx)^2\\&=9y^2 - m^2x^2\end{aligned}$
第二步,根据等式左右两边相等,对应同类项系数相等:
已知$9y^2 - m^2x^2 = -49x^2 + 9y^2$,两边同时减去$9y^2$得:
$-m^2x^2 = -49x^2$
约去两边的$-x^2$可得$m^2=49$,解得$m=\pm7$。
【答案】
C
【知识点】
平方差公式;整式乘法运算;代数式恒等变形
【点评】
本题重点考查平方差公式的灵活应用,解题的核心是准确区分平方差公式中的相同项和相反项,同时要注意正数的平方根有两个、互为相反数,避免出现漏解的错误。
【难度系数】
0.7
3. $(a + \_\_\_\_\_\_)(2 - \_\_\_\_\_\_) = 4 - a^2$
答案
3. 2 a 【解析】根据平方差公式的特征,有$(a + 2)(2-a)=(2+a)(2-a)=4-a^2$.
解析
【分析】
本题考查平方差公式的逆用,解题思路如下:首先回忆平方差公式的结构:两个数的和与这两个数的差相乘,等于这两个数的平方差,即$(m+n)(m-n)=m^2-n^2$。观察等式右侧的$4-a^2$,可变形为$2^2 - a^2$,符合平方差公式右侧的形式,因此只需对应找到左侧两个因式中缺失的相同项和相反项即可。
【解析】
首先明确平方差公式:$\boxed{(x+y)(x-y)=x^2-y^2}$,其中$x$是两个因式中相同的项,$y$是互为相反的项。
将等式右侧的$4-a^2$改写为平方差形式:$4-a^2=2^2 - a^2$,对应平方差公式右侧可知,相同项为$2$,相反项为$a$,因此左侧因式应为$(2+a)(2-a)$,调整第一个因式的顺序可得$(a+2)(2-a)$,因此第一个空填$2$,第二个空填$a$。
验证:$(a+2)(2-a)=(2+a)(2-a)=2^2 - a^2=4-a^2$,符合原式。
【答案】
$2$;$a$
【知识点】
平方差公式
【点评】
本题属于基础题,主要考查平方差公式的逆应用,解题关键是熟练掌握平方差公式的结构特征,准确区分公式中的相同项和相反项即可快速求解。
【难度系数】
0.9
本题考查平方差公式的逆用,解题思路如下:首先回忆平方差公式的结构:两个数的和与这两个数的差相乘,等于这两个数的平方差,即$(m+n)(m-n)=m^2-n^2$。观察等式右侧的$4-a^2$,可变形为$2^2 - a^2$,符合平方差公式右侧的形式,因此只需对应找到左侧两个因式中缺失的相同项和相反项即可。
【解析】
首先明确平方差公式:$\boxed{(x+y)(x-y)=x^2-y^2}$,其中$x$是两个因式中相同的项,$y$是互为相反的项。
将等式右侧的$4-a^2$改写为平方差形式:$4-a^2=2^2 - a^2$,对应平方差公式右侧可知,相同项为$2$,相反项为$a$,因此左侧因式应为$(2+a)(2-a)$,调整第一个因式的顺序可得$(a+2)(2-a)$,因此第一个空填$2$,第二个空填$a$。
验证:$(a+2)(2-a)=(2+a)(2-a)=2^2 - a^2=4-a^2$,符合原式。
【答案】
$2$;$a$
【知识点】
平方差公式
【点评】
本题属于基础题,主要考查平方差公式的逆应用,解题关键是熟练掌握平方差公式的结构特征,准确区分公式中的相同项和相反项即可快速求解。
【难度系数】
0.9
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