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初中数学苏科版七年级下册9.4 乘法公式练习
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这是一份初中数学苏科版七年级下册9.4 乘法公式练习,共48页。试卷主要包含了72﹣457,\,,5.等内容,欢迎下载使用。
班级:___________________ 姓名:_________________ 得分:_______________
注意事项:
本试卷试题解答30道,共分成三个层组:基础过关题(第1-10题)、能力提升题(第11-20题)、培优压轴题(第21-30题),每个题组各10题,可以灵活选用.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级等信息填写在试卷规定的位置.
一.解答题(共30小题)
1.(2022春•盱眙县期中)对于一个图形,通过不同的方法计算图形的面积,就可以得到一个数学等式.
(1)模拟练习:如图,写出一个我们熟悉的数学公式;
(2)解决问题:如果a+b=5,ab=3,求a2+b2的值;
(3)类比探究:如果一个长方形的长和宽分别为(8﹣x)和(x﹣2),且(8﹣x)2+(x﹣2)2=20,求这个长方形的面积.
2.(2022秋•镇江期中)现有3张卡片,它们可以拼成一个大的长方形(如图1).
(1)你还能用三张卡片拼成其他的四边形吗?请画出草图;
(2)小明写出图1中大的长方形的周长为2(a+b)+2b,小红写出大长方形的周长为2(a+2b)+2(b+a)﹣2a﹣2b,两位同学写的算式结果一样吗?为什么?
(3)如图2,有四张边长分别为a,b,c的直角三角形纸片,将它们拼成一个大的空心的正方形,利用这个大正方形解决问题:①请根据(2)中蕴含的思想方法写出一个关于a,b,c的等式;②已知小直角三角形纸片的面积为6,两条直角边之和为7,求中间小正方形的边长.
3.(2022春•玄武区校级期中)如图①,有边长为a与边长为b的两种正方形纸片.
(1)将两种正方形纸片各一张如图②放置,其未叠合部分(阴影)面积为S1,若再在图②中大正方形的右下角摆放一个边长为b的小正方形(如图③),两个小正方形叠合部分(阴影)面积为S2.
①用含a,b的代数式分别表示S1= ,S2= .
②若a+b=10,ab=15,求S1+S2的值;
(2)将两种正方形纸片各一张按图④的方式放置在一个边长为m的正方形桌面上(a+b>m),若两个正方形叠合部分(阴影)的面积为S3,桌面上未被这两张正方形纸片覆盖部分(点状阴影)的面积为S4,求S3﹣S4(结果用含a,b,m的代数式表示).
4.(2022春•工业园区校级期中)如图①是一个长为4a、宽为b的长方形,沿图中虚线用剪刀平均分成四块小长方形,然后用四块小长方形拼成一个“回形”正方形(如图②).
(1)根据上述过程,写出(a+b)2、(a﹣b)2、ab之间的等量关系: ;
(2)利用(1)中的结论,若x+y=4,,则(x﹣y)2的值是 ;
(3)实际上通过计算图形的面积可以探求相应的等式,如图③,请你写出这个等式: ;
(4)两个正方形ABCD,AEFG如图④摆放,边长分别为x,y.若x2+y2=34,BE=2,求图中阴影部分面积和.
5.(2022春•常州期中)如图,将边长为a+3的正方形纸片剪去一个边长为a的正方形后,剩余部分可剪拼成一个长方形(不重叠无缝隙),若拼成的长方形一边长为3,请解答下列问题:
(1)分别计算剪拼后所得的长方形的周长和面积(用含a的代数式表示);
(2)若将剪拼后的长方形的长减少4,宽增加4,所得的新长方形的面积恰好等于原长方形的面积,求a的值.
6.(2022春•钟楼区期中)数学中,常对同一个量(图形的面积、点的个数、三角形的内角和等)用两种不同的方法计算,从而建立相等关系,我们把这一思想称为“算两次”.“算两次”也称做富比尼原理,是一种重要的数学方法.
(1)在学习乘法公式时,我们通过对图1的面积“算两次”得到(a+b)2=a2+2ab+b2.请设计一个图形说明(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2ac+2bc成立;(画出示意图,并标上字母)
(2)如图2,两个直角边长分别为a、b、斜边长为c的直角三角形和一个两条直角边都是c的直角三角形拼成一个梯形.试用两种不同的方法计算梯形的面积,你能发现直角三角形的三边长a、b、c有什么数量关系吗?(注:写出解答过程)
(3)根据(2)中的结论回答,当a=4,b=3时,c的值为 .
7.(2022春•相城区校级期中)若x满足(5﹣x)(x﹣2)=2,求(x﹣5)2+(2﹣x)2的值.
解:设5﹣x=a,x﹣2=b,则(5﹣x)(x﹣2)=ab=2,a+b=(5﹣x)+(x﹣2)=3,
所以(x﹣5)2+(2﹣x)2=(5﹣x)2+(x﹣2)2=a2+b2=(a+b)2﹣2ab=32﹣2×2=5.
请仿照上面的方法求解下面问题:
(1)若x满足(x+2)(x﹣7)=6,求(x+2)2+(x﹣7)2的值.
(2)已知正方形ABCD的边长为x,E,F分别是AD、DC上的点,且AE=1,CF=3,长方形EMFD的面积是35,分别以MF、DF为边作正方形,求阴影部分的面积.
8.(2022春•惠山区期中)数形结合是解决数学问题的一种重要思想方法,借助图形的直观性,可以帮助理解数学问题.
(1)请写出图1,图2,图3阴影部分的面积分别能解释的数学公式.
图1: ;图2: ;图3: .
其中,完全平方公式可以从“数”和“形”两个角度进行探究,并通过公式的变形或图形的转化可以解决很多数学问题.
例如:如图4,已知a+b=3,ab=1,求a2+b2的值.
方法一:从“数”的角度
解:∵a+b=3,∴(a+b)2=9,即:a2+2ab+b2=9,
又∵ab=1∴a2+b2=7.
方法二:从“形”的角度
解:∵a+b=3,∴S大正方形=9,
又∵ab=1,∴S2=S3=ab=1,
∴S1+S4=S大正方形﹣S2﹣S3=9﹣1﹣1=7.即a2+b2=7.
类比迁移:
(2)若(5﹣x)▪(x﹣1)=3,则(5﹣x)2+(x﹣1)2= ;
(3)如图,点C是线段AB上的一点,以AC,BC为边向两边作正方形,设AB=10,两正方形的面积和S1+S2=72,求图中阴影部分面积.
9.(2022春•海州区校级期末)图形是一种重要的数学语言,它直观形象,能有效地表示一些代数中的数量关系,而运用代数思想也能巧妙地解决一些图形问题,比如:用图1所示的正方形与长方形纸片可以拼成一个图2所示的正方形.
【问题发现】
利用不同的代数式表示图2中阴影部分的面积S,写出你从中获得的等式为 ;
【类比探究】
已知x满足(11﹣x)(x﹣8)=2,则(11﹣x)2+(x﹣8)2= ;
【拓展延伸】
学校计划在如图3的两块正方形草地间种些花,两块草地分别是以AC、BC为边的正方形,且两正方形的面积和S1+S2=25,点C是线段AG上的点,若AG=7,求用来种花的阴影部分的面积.
10.(2022春•邗江区期末)完全平方公式:(a±b)2=a2±2ab+b2适当的变形,可以解决很多的数学问题.例如:若a+b=3,ab=1,求a2+b2的值;
解:因为a+b=3,所以(a+b)2=9,即:a2+2ab+b2=9,又因为ab=1,所以a2+b2=7.
根据上面的解题思路与方法,解决下列问题:
(1)若x+y=8,x2+y2=40,求xy的值;
(2)填空:①若(4﹣x)x=5,则(4﹣x)2+x2= ;
②若(4﹣x)(5﹣x)=8,则(4﹣x)2+(5﹣x)2= .
(3)如图,在长方形ABCD中,AB=25,BC=15,点E.F是BC、CD上的点,且BE=DF=x,分别以FC、CE为边在长方形ABCD外侧作正方形CFGH和CEMN,若长方形CEPF的面积为200平方单位,求图中阴影部分的面积和.
11.(2022春•东海县期末)完全平方公式(a±b)2=a2±2ab+b2进行适当的变形后,可以解决很多的数学问题.
如:若x满足(9﹣x)(x﹣4)=4,求(9﹣x)2+(x﹣4)2的值.
解题思路:由(a+b)2=a2+2ab+b2得a2+b2=(a+b)2﹣2ab,
可设9﹣x=a,x﹣4=b,则(9﹣x)(x﹣4)=ab=4,a+b=(9﹣x)+(x﹣4)=5,
∴(9﹣x)2+(x﹣4)2=a2+b2=(a+b)2﹣2ab=52﹣2×4=17;
(1)请仿照上面的方法求解下面问题:
①若x满足(6﹣x)(x﹣2)=2,求(6﹣x)2+(x﹣2)2的值;
②若x满足(6+x)(2+x)=5,求(6+x)2+(2+x)2的值;
(2)应用上面的解题思路解决问题:如图,点C是线段AB上的一点,以AC,BC为边向两边作正方形,设AB=8,两正方形的面积和S1+S2=34,求图中阴影部分的面积.
12.(2022秋•苏州期中)如图①是一张边长为a的正方形纸片,在它的一角剪去一个边长为b的小正方形,然后将图①剩余部分(阴影部分)剪拼成如图②的一个大长方形(阴影部分).
(1)请分别用含a、b的代数式表示图①和图②中阴影部分的面积:图①阴影部分面积为: ;
图②阴影部分面积为: ;
(2)请探究并直接写出a2﹣b2、a+b、a﹣b这三个式子之间的等量关系;
(3)利用(2)中的结论,求542.72﹣457.32的值.
13.(2022春•南京期中)如图①是由边长为a的大正方形纸片减去一个边长为b的小正方形后余下的图形.我们把该纸片剪开后,拼成一个长方形(如图②),验证了公式(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2.
请你通过对纸片的剪拼,在图③、图④上画出两种不同拼法的示意图.
要求:①与以上方法不能相同;②拼成的图形是四边形;③在图上画剪切线(用虚线表示);④在拼出的图形上标出已知的边长.
拼法一:
拼法二:
14.(2022春•大丰区校级月考)从边长为a的正方形中剪掉一个边长为b的正方形(如图1),然后将剩余部分拼成一个长方形(如图2).
(1)上述操作能验证的等式是 ;(请选择正确的选项)
A.(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2
B.(a﹣b)2=a2﹣2ab+b2
C.a(a+b)=a2+ab
(2)用你选的等式进行简便计算:1012﹣2×992+972;
(3)用你选的等式进行简便计算:20222﹣20212+20202﹣20192+20182﹣20172+…+19522﹣19512+19502﹣19492.
15.(2023春•滨湖区期中)如图1,从边长为a的正方形纸片中剪去一个边长为b的小正方形,再沿着虚线剪开,把剪成的两张纸片拼成如图2所示的长方形.
(1)设图1中的阴影部分面积为S1,图2中的阴影部分面积为S2,请直接用含有a、b的代数式表示,则S1= ,S2= ;
(2)请写出上述剪拼过程所揭示的乘法公式: ;
(3)请你利用(2)中的公式计算:(2+1)(22+1)(24+1)(28+1)(216+1)+1.
16.(2022春•亭湖区校级月考)【探究】如图①,从边长为a的大正方形中剪掉一个边长为b的小正方形,将阴影部分沿虚线剪开,拼成图②的长方形.
(1)请你分别表示出这两个图形中阴影部分的面积 ; ;
(2)比较两图的阴影部分面积,可以得到乘法公式: (用字母表示);
【应用】请应用这个公式完成下列各题:
计算:(2a+b﹣c)(2a﹣b+c).
【拓展】
①(2+1)(22+1)(24+1)(28+1)…(232+1)+1结果的个位数字为 ;
②计算:2002﹣1992+1982﹣1972+…+42﹣32+22﹣12.
17.(2022春•亭湖区校级月考)如图1,从边长为a的大正方形中剪去一个边长为b的小正方形,把剩下的阴影部分拼成如图2所示的长方形.
(1)上述操作能验证的公式是 ;
(2)请应用这个公式完成下列各题:
①已知4a2﹣b2=24,2a+b=6,则2a﹣b= ;
②计算:(1﹣)(1﹣)(1﹣)…(1﹣).
18.(2022春•大丰区校级月考)乘法公式的探究及应用.
(1)如图1,是将图2阴影部分裁剪下来,重新拼成的一个长方形,面积是 ;如图2,阴影部分的面积是 ;比较图1,图2阴影部分的面积,可以得到乘法公式 ;
(2)运用你所得到的公式,计算下列各题:
①103×97;
②(2x+y﹣3)(2x﹣y+3).
19.(2022春•高新区月考)如图1,边长为a的大正方形有一个边长为b的小正方形,把图1中的阴影部分拼成一个长方形(如图2所示).
(1)上述操作能验证的等式是 ;(请选择正确的选项)
A.a2﹣b2=(a+b)(a﹣b)
B.a2﹣2ab+b2=(a﹣b)2
C.a2+ab=a(a+b)
(2)请利用你从(1)选出的等式,完成下列各题:
①已知4a2﹣b2=24,2a+b=6,则2a﹣b= .
②计算:(1﹣)(1﹣)(1﹣)…(1﹣)(1﹣).
20.(2023春•射阳县校级月考)【探究】如图1,边长为a的大正方形中有一个边长为b的小正方形,把图1中的阴影部分拼成一个长方形(如图2所示),通过观察比较图2与图1中的阴影部分面积,可以得到乘法公式 .(用含a,b的等式表示)
【应用】请应用这个公式完成下列各题:
(1)已知4m2=12+n2,2m+n=4,则2m﹣n的值为 .
(2)计算:20192﹣2020×2018.
【拓展】
计算:1002﹣992+982﹣972+…+42﹣32+22﹣12.
21.(2022秋•南昌县期中)如图1所示是一个长为2m,宽为2n的长方形,沿虚线用剪刀均分成四个小长方形,然后按图2的方式拼成一个正方形.
(1)图2中的阴影部分的正方形的边长等于 ;
(2)请用两种不同的方法列代数式表示图2中阴影部分的面积:方法① ;方法② ;
(3)观察图2,直接写出(m+n)2,(m﹣n)2,mn这三个代数式之间的等量关系;
(4)根据(3)题中的等量关系,解决如下问题:若a+b=8,ab=5,求(a﹣b)2的值.
22.(2022春•盐都区月考)阅读理解:若x满足(30﹣x)(x﹣10)=160,求(30﹣x)2+(x﹣10)2的值.
解:设30﹣x=a,x﹣10=b,则(30﹣x)(x﹣10)=ab=160,a+b=(30﹣x)+(x﹣10)=20,(30﹣x)2+(x﹣10)2=a2+b2=(a+b)2﹣2ab=202﹣2×160=80
解决问题:
(1)若x满足(2020﹣x)(x﹣2016)=2,则(2020﹣x)2+(x﹣2016)2= ;
(2)若x满足(x﹣2022)2+(x﹣2018)2=202,求(x﹣2022)(x﹣2018)的值;
(3)如图,在长方形ABCD中,AB=16,BC=12,点E.F是BC、CD上的点,且BE=DF=x,分别以FC、CE为边在长方形ABCD外侧作正方形CFGH和CEMN,若长方形CEPF的面积为100平方单位,则图中阴影部分的面积和为 平方单位.
23.(2022春•新泰市期中)图1是一个长为2a、宽为2b的长方形,沿图中虚线用剪刀均分成四块小长方形,然后按图2的形状拼成一个正方形.
(1)求图2中的阴影部分的正方形的周长;
(2)观察图2,请写出下列三个代数式(a+b)2,(a﹣b) 2,ab之间的等量关系;
(3)如图3,点C是线段AB上的一点,以AC、BC为边向两边作正方形,设AB=8,两正方形的面积和S1+S2=24,运用你由(2)所得到的等量关系,求图中阴影部分面积.
24.(2022秋•晋安区校级月考)阅读理解:若x满足(30﹣x)(x﹣10)=160,求(30﹣x)2+(x﹣10)2的值.
解:设30﹣x=a,x﹣10=b,
则(30﹣x)(x﹣10)=ab=160,a+b=(30﹣x)+(x﹣10)=20,
(30﹣x)2+(x﹣10)2=a2+b2=(a+b)2﹣2ab=202﹣2x160=80.
解决问题:
(1)若x满足(50﹣x)(x﹣40)=2,求(50﹣x)2+(x﹣40)2= ;
(2)若x满足(x﹣2021)2+(x﹣2018)2=2000,求(x﹣2021)(x﹣2018)的值.
(3)如图,在长方形ABCD中,AB=10,BC=6,点E、F是BC、CD上的点,且BE=DF=x,分别以FC,CE为边在长方形ABCD外侧作正方形CFGH和CEMN,若长方形CEPF的面积为80平方单位,则图中阴影部分的面积和为 平方单位.
25.(2022秋•芙蓉区校级月考)利用图1中边长分别为a,b的正方形,以及长为a,宽为b的长方形卡片若干张拼成图2(卡片间不重叠、无缝隙),可以用来解释完全平方公式:(a+b)2=a2+2ab+b2.
请你解答下面的问题:
(1)填空:(2a+3)2=4a2+ka+9,则k= ;
(5x+m)2=25x2+10x+n,则m= ,n= ;
(2)利用图1中的三种卡片若干张拼成图3,可以解释等式: ;
(3)利用上述拼图的方法计算:(2a+b)(a+3b)= .
26.(2023秋•南宁期末)【阅读理解】
若x满足(45﹣x)(x﹣15)=200,求(45﹣x)2+(x﹣15)2的值.
解:设45﹣x=a,x﹣15=b,则(45﹣x)(x﹣15)=ab=200,
a+b=(45﹣x)+(x﹣15)=30,
(45﹣x)2+(x﹣15)2=a2+b2=(a+b)2﹣2ab=302﹣2×200=500,
我们把这种方法叫做换元法.利用换元法达到简化方程的目的,体现了转化的数学思想.
【解决问题】
(1)若x满足(20﹣x)(x﹣5)=50,则(20﹣x)2+(x﹣5)2= ;
(2)若x满足(2022﹣x)2+(x﹣2000)2=244,求(2022﹣x)(x﹣2000)的值;
(3)如图,在长方形ABCD中,AB=12cm,点E,F是BC,CD上的点,EC=8cm,且BE=DF=x,分别以FC,CB为边在长方形ABCD外侧作正方形CFGH和CBMN,若长方形CBQF的面积为60cm2,求图中阴影部分的面积和.
27.(2022春•金水区校级期中)阅读理解:
若x满足(30﹣x)(x﹣10)=160,求(30﹣x)2+(x﹣10)2的值.
解:设30﹣x=a,x﹣10=b,则(30﹣x)(x﹣10)=ab=160,
且a+b=(30﹣x)+(x﹣10)=20,
所以(30﹣x)2+(x﹣10)2=a2+b2=(a+b)2﹣2ab=202﹣2x160=80.
解决问题:
(1)若x满足(50﹣x)(x﹣40)=2,求(50﹣x)2+(x﹣40)2= ;
(2)若x满足(x﹣2022)2+(x﹣2020)2=2000,求(x﹣2022)(x﹣2020)的值.
(3)如图,在长方形ABCD中,AB=10,BC=6,点E、F是BC、CD上的点,且BE=DF=x,分别以FC:CE为边在长方形ABCD外侧作正方形CFGH和CEMN,若长方形CEPF的面积为50平方单位,则图中阴影部分的面积和为 平方单位.
28.(2022春•天桥区校级期中)从边长为a的正方形剪掉一个边长为b的正方形(如图1),然后将剩余部分拼成一个长方形(如图2).
(1)上述操作能验证的等式是 ;
(2)若x2﹣9y2=12,x+3y=4,求x﹣3y的值;
(3)计算:(1﹣)(1﹣)(1﹣)…(1﹣)(1﹣).
29.(2022春•章丘区期中)如图1的两个长方形可以按不同的形式拼成图2和图3两个图形.
(1)在图2中的阴影部分的面积S1可表示为 ;(写成多项式乘法的形式);在图3中的阴影部分的面积S2可表示为 ;(写成两数平方差的形式);
(2)比较图2与图3的阴影部分面积,可以得到的等式是 ;
A.(a+b)2=a2+2ab+b2
B.(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2
C.(a﹣b)2=a2﹣2ab+b2
(3)请利用所得等式解决下面的问题:
①已知4m2﹣n2=12,2m+n=4,则2m﹣n= ;
②计算(2+1)(22+1)(24+1)(28+1)×…×(232+1)+1的值,并直接写出该值的个位数字是多少.
30.(2022春•宝安区期末)初中数学的一些代数公式可以通过几何图形的面积来推导和验证.如图①,从边长为a的正方形中挖去一个边长为b的小正方形后,将其沿虚线裁剪,然后拼成一个矩形(如图②).
(1)通过计算图①和图②中阴影部分的面积,可以验证的公式是: .
(2)小明在计算(2+1)(22+1)(24+1)时利用了(1)中的公式:
(2+1)(22﹣1)(24+1)
=(2﹣1)(2+1)(22+1)(24+1)
= .
(请你将以上过程补充完整.)
(3)利用以上的结论和方法、计算:+(3+1)(32+1)(34+1)(38+1)(316+1).
专题9.10以乘法公式为背景综合问题大题专练(重难点培优30题)
班级:___________________ 姓名:_________________ 得分:_______________
注意事项:
本试卷试题解答30道,共分成三个层组:基础过关题(第1-10题)、能力提升题(第11-20题)、培优压轴题(第21-30题),每个题组各10题,可以灵活选用.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级等信息填写在试卷规定的位置.
一.解答题(共30小题)
1.(2022春•盱眙县期中)对于一个图形,通过不同的方法计算图形的面积,就可以得到一个数学等式.
(1)模拟练习:如图,写出一个我们熟悉的数学公式;
(2)解决问题:如果a+b=5,ab=3,求a2+b2的值;
(3)类比探究:如果一个长方形的长和宽分别为(8﹣x)和(x﹣2),且(8﹣x)2+(x﹣2)2=20,求这个长方形的面积.
【分析】(1)由图形可知应该是完全平方公式;
(2)由完全平方公式即可求解;
(3)由完全平方公式求出(8﹣x)和(x﹣2)的乘积即可.
【解答】解:(1)(a+b)2=a2+2ab+b2;
(2)∵a+b=5,
∴(a+b)2=25,
∴a2+b2+2ab=25,
∵ab=3,
∴a2+b2=19;
(3)∵(8﹣x)+(x﹣2)=6,
∴[(8﹣x)+(x﹣2)]2=36,
∴(8﹣x)2+(x﹣2)2+2(8﹣x)(x﹣2)=36,
∵(8﹣x)2+(x﹣2)2=20,
∴(8﹣x)(x﹣2)=8,
∴长方形的面积是8.
2.(2022秋•镇江期中)现有3张卡片,它们可以拼成一个大的长方形(如图1).
(1)你还能用三张卡片拼成其他的四边形吗?请画出草图;
(2)小明写出图1中大的长方形的周长为2(a+b)+2b,小红写出大长方形的周长为2(a+2b)+2(b+a)﹣2a﹣2b,两位同学写的算式结果一样吗?为什么?
(3)如图2,有四张边长分别为a,b,c的直角三角形纸片,将它们拼成一个大的空心的正方形,利用这个大正方形解决问题:①请根据(2)中蕴含的思想方法写出一个关于a,b,c的等式;②已知小直角三角形纸片的面积为6,两条直角边之和为7,求中间小正方形的边长.
【分析】(1)根据3张卡片的不同拼图即可;
(2)将小明、小红的写法计算出结果即可;
(3)①根据(2)的方法进行计算即可;
②由图形可知ab=12,a+b=7,求c2的值,再求出c的值即可.
【解答】解:(1)能,图形如下:
(2)一样,理由:小明写出图1中大的长方形的周长为2(a+b)+2b=2a+4b;
小红写出大长方形的周长为2(a+2b)+2(b+a)﹣2a﹣2b=2a+4b;
所以小明、小红的写法是一样的;
(3)①大正方形的边长为a+b,因此面积为(a+b)2=a2+b2+2ab,
大正方形的面积由4个两条直角边为a、b的直角三角形和1个边长为c的正方形部分组成的,因此有ab×4+c2=2ab+c2,
所以有a2+b2+2ab=2ab+c2,
即a2+b2=c2;
②由题意可得,ab=6,a+b=7,即ab=12,a+b=7,
∴c2=a2+b2
=(a+b)2﹣2ab
=49﹣24
=25,
∴c==5,
即中间正方形的边长为5.
3.(2022春•玄武区校级期中)如图①,有边长为a与边长为b的两种正方形纸片.
(1)将两种正方形纸片各一张如图②放置,其未叠合部分(阴影)面积为S1,若再在图②中大正方形的右下角摆放一个边长为b的小正方形(如图③),两个小正方形叠合部分(阴影)面积为S2.
①用含a,b的代数式分别表示S1= a2﹣b2 ,S2= 2b2﹣ab .
②若a+b=10,ab=15,求S1+S2的值;
(2)将两种正方形纸片各一张按图④的方式放置在一个边长为m的正方形桌面上(a+b>m),若两个正方形叠合部分(阴影)的面积为S3,桌面上未被这两张正方形纸片覆盖部分(点状阴影)的面积为S4,求S3﹣S4(结果用含a,b,m的代数式表示).
【分析】(1)根据矩形的面积公式计算;
(2)先利用矩形的面积公式分别求出S1,S2,再代入计算.
【解答】解:(1)①S1=a2﹣b2,S2=2b2﹣ab,
故答案为:a2﹣b2,2b2﹣ab;
②S1+S2
=(a2﹣b2)+(2b2﹣ab)
=a2+b2﹣ab
=(a+b)2﹣3ab
=100﹣45
=55;
(2)S3=(a+b﹣m)2=a2+b2+m2+2ab﹣2am﹣2bm,
S4=(m﹣a)(m﹣b)=m2﹣am﹣bm+ab,
S3﹣S4=(a2+b2+m2+2ab﹣2am﹣2bm)﹣(m2﹣am﹣bm+ab)
=a2+b2+m2+2ab﹣2am﹣2bm﹣m2+am+bm﹣ab
=a2+b2+ab﹣am﹣bm.
4.(2022春•工业园区校级期中)如图①是一个长为4a、宽为b的长方形,沿图中虚线用剪刀平均分成四块小长方形,然后用四块小长方形拼成一个“回形”正方形(如图②).
(1)根据上述过程,写出(a+b)2、(a﹣b)2、ab之间的等量关系: (a﹣b)2=(a+b)2﹣4ab ;
(2)利用(1)中的结论,若x+y=4,,则(x﹣y)2的值是 7 ;
(3)实际上通过计算图形的面积可以探求相应的等式,如图③,请你写出这个等式: (3a+b)(a+b)=3a2+4ab+b2 ;
(4)两个正方形ABCD,AEFG如图④摆放,边长分别为x,y.若x2+y2=34,BE=2,求图中阴影部分面积和.
【分析】(1)一方面中间部分是边长为a﹣b的正方形,可用面积公式列代数式,另一方面中间部分可以看作从边长为a+b的正方形面积中减去4个长为a,宽为b的长方形面积,最后由两种方法所表示的面积相等可得答案;
(2)根据(1)中的等式,并将已知等式代入可解答;
(3)大长方形的面积等于它的长乘以它的宽.同时,它的面积还等于3个小正方形与1个大正方形和4个小长方形的面积之和.这样就可以得出所求的等式;
(4)根据已知可得:x+y=8,x﹣y=2,解方程组可得x和y的值,最后根据三角形的面积和可得结论.
【解答】解:(1)方法一:中间部分是边长为a﹣b的正方形,因此面积为(a﹣b)2,
方法二:中间部分的面积可以看作从边长为a+b的正方形面积减去4个长为a,宽为b的长方形面积,即(a+b)2﹣4ab;
∴(a﹣b)2=(a+b)2﹣4ab,
故答案为:(a﹣b)2=(a+b)2﹣4ab;
(2)∵x+y=4,xy=,(x﹣y)2=(x+y)2﹣4xy,
∴(x﹣y)2=(x+y)2﹣4xy
=16﹣4×
=7,
故答案为:7;
(3)分别以大矩形的面积和几个小矩形的面积为等量可得:
(3a+b)(a+b)=3a2+4ab+b2,
故答案为:(3a+b)(a+b)=3a2+4ab+b2;
(4)∵x2+y2=34,BE=2,
∴x﹣y=2①,
∴x2﹣2xy+y2=4,
∴34﹣2xy=4,
∴xy=15,
∵(x+y)2=x2+2xy+y2=34+30=64,且x+y>0,
∴x+y=8②,
①+②得:x=5,
∴y=3,
图中阴影部分面积和=S△DFC+S△BEF=•x(x﹣y)+•y(x﹣y)=x2﹣xy+xy﹣y2=(x2﹣y2)=×(25﹣9)=8.
5.(2022春•常州期中)如图,将边长为a+3的正方形纸片剪去一个边长为a的正方形后,剩余部分可剪拼成一个长方形(不重叠无缝隙),若拼成的长方形一边长为3,请解答下列问题:
(1)分别计算剪拼后所得的长方形的周长和面积(用含a的代数式表示);
(2)若将剪拼后的长方形的长减少4,宽增加4,所得的新长方形的面积恰好等于原长方形的面积,求a的值.
【分析】(1)根据题意可求长方形的宽为3,长为2a+3,再由长方形的周长和面积公式求解;
(2)先求出所得的长方形的长为2a﹣1,宽为7,再由题意列出方程14a﹣7=6a+9,求出a的值即可.
【解答】解:(1)∵大正方形的边长为a+3,小正方形的边长为a,
∴长方形的宽为3,长为a+3+a=2a+3,
∴长方形的周长为2(3+2a+3)=12+4a,
长方形的面积为3(2a+3)=6a+9;
(2)∵将剪拼后的长方形的长减少4,宽增加4,
∴所得的长方形的长为2a+3﹣4=2a﹣1,宽为3+4=7,
∴新长方形的面积=7(2a﹣1)=14a﹣7,
∵所得的新长方形的面积恰好等于原长方形的面积,
∴14a﹣7=6a+9,
解得a=2.
6.(2022春•钟楼区期中)数学中,常对同一个量(图形的面积、点的个数、三角形的内角和等)用两种不同的方法计算,从而建立相等关系,我们把这一思想称为“算两次”.“算两次”也称做富比尼原理,是一种重要的数学方法.
(1)在学习乘法公式时,我们通过对图1的面积“算两次”得到(a+b)2=a2+2ab+b2.请设计一个图形说明(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2ac+2bc成立;(画出示意图,并标上字母)
(2)如图2,两个直角边长分别为a、b、斜边长为c的直角三角形和一个两条直角边都是c的直角三角形拼成一个梯形.试用两种不同的方法计算梯形的面积,你能发现直角三角形的三边长a、b、c有什么数量关系吗?(注:写出解答过程)
(3)根据(2)中的结论回答,当a=4,b=3时,c的值为 5 .
【分析】(1)根据正方形的面积画图;
(2)根据梯形的面积的两种计算方法得出等式,再化简;
(3)代入(2)中的等式计算.
【解答】解:(1)图形如下:
(2)梯形的面积为:(a+b)2=(2+2ab+b2)=a2+ab+b2,
梯形的面积也可以表示为:ab+c2,
∴a2+ab+b2=ab+c2,
∴a2+b2=c2;
(3)由(2)得:c==5,
故答案为:5.
7.(2022春•相城区校级期中)若x满足(5﹣x)(x﹣2)=2,求(x﹣5)2+(2﹣x)2的值.
解:设5﹣x=a,x﹣2=b,则(5﹣x)(x﹣2)=ab=2,a+b=(5﹣x)+(x﹣2)=3,
所以(x﹣5)2+(2﹣x)2=(5﹣x)2+(x﹣2)2=a2+b2=(a+b)2﹣2ab=32﹣2×2=5.
请仿照上面的方法求解下面问题:
(1)若x满足(x+2)(x﹣7)=6,求(x+2)2+(x﹣7)2的值.
(2)已知正方形ABCD的边长为x,E,F分别是AD、DC上的点,且AE=1,CF=3,长方形EMFD的面积是35,分别以MF、DF为边作正方形,求阴影部分的面积.
【分析】(1)设x+2=a,x﹣7=b,从而可得ab=6,a﹣b=9,再利用完全平方公式进行变形运算即可得;
(2)先根据线段的和差、长方形的面积公式得(x﹣1)(x﹣3)=35,再利用正方形MFRN的面积减去正方形DFGH的面积等于阴影部分的面积,再仿照(1)的思路、结合平方差公式求解即可.
【解答】解:(1)设x+2=a,x﹣7=b,
则a﹣b=(x+2)﹣(x﹣7)=9,
∵(x+2)(x﹣7)=6,
∴ab=6,
∴(x+2)2+(x﹣7)2=a2+b2=(a﹣b)2+2ab=92+2×6=93.
(2)根据题意得:MF=DE=x﹣1,DF=x﹣3,
设x﹣1=m,x﹣3=n,
则MF=DE=m,DF=n,
m﹣n=(x﹣1)﹣(x﹣3)=2,
∴长方形EMFD的面积=DE⋅DF=(x﹣1)(x﹣3)=mn=35,
∵(m+n)2=(m﹣n)2+4mn=22+4×35=144,
∴m+n=12或m+n=﹣12<0(不符题意,舍去),
阴影部分的面积=正方形MFRN的面积﹣正方形DFGH的面积
=MF2﹣DF2
=(x﹣1)2﹣(x﹣3)2
=m2﹣n2
=(m+n)•(m﹣n)
=12×2
=24.
∴阴影部分的面积为24.
8.(2022春•惠山区期中)数形结合是解决数学问题的一种重要思想方法,借助图形的直观性,可以帮助理解数学问题.
(1)请写出图1,图2,图3阴影部分的面积分别能解释的数学公式.
图1: (a+b)2=a2+2ab+b2 ;图2: (a﹣b)2=a2﹣2ab+b2 ;图3: (a+b)(a﹣b)=a2﹣b2 .
其中,完全平方公式可以从“数”和“形”两个角度进行探究,并通过公式的变形或图形的转化可以解决很多数学问题.
例如:如图4,已知a+b=3,ab=1,求a2+b2的值.
方法一:从“数”的角度
解:∵a+b=3,∴(a+b)2=9,即:a2+2ab+b2=9,
又∵ab=1∴a2+b2=7.
方法二:从“形”的角度
解:∵a+b=3,∴S大正方形=9,
又∵ab=1,∴S2=S3=ab=1,
∴S1+S4=S大正方形﹣S2﹣S3=9﹣1﹣1=7.即a2+b2=7.
类比迁移:
(2)若(5﹣x)▪(x﹣1)=3,则(5﹣x)2+(x﹣1)2= 10 ;
(3)如图,点C是线段AB上的一点,以AC,BC为边向两边作正方形,设AB=10,两正方形的面积和S1+S2=72,求图中阴影部分面积.
【分析】(1)用两种方法分别表示图形中阴影部分的面积,可得答案;
(2)设5﹣x=m,x﹣1=n,则m+n=4,mn=(5﹣x)▪(x﹣1)=3,根据m2+n2=(m+n)2﹣2mn求出m2+n2即可;
(3)设AC=p,BC=q,则p+q=AC+BC=AB=10,p2+q2=S1+S2=72,根据(p+q)2﹣2pq=p2+q2,求出pq即可.
【解答】解:(1)图1是边长为(a+b)的正方形,因此面积为(a+b)2,图1也可以看作是四个部分的面积和,即a2+2ab+b2,因此(a+b)2=a2+2ab+b2;
图2中阴影部分是边长为(a﹣b)正方形,所以面积为(a﹣b)2,图2阴影部分的面积也可以看作从大正方形面积减去空白部分的面积,即a2﹣2ab+b2,因此(a﹣b)2=a2﹣2ab+b2;
图3左图阴影部分是长为(a+b),宽为(a﹣b)的长方形,所以面积为(a+b)(a﹣b),右图阴影部分的面积是两个正方形的面积差,即a2﹣b2,因此(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2;
故答案为:(a+b)2=a2+2ab+b2;(a﹣b)2=a2﹣2ab+b2;(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2;
(2)设5﹣x=m,x﹣1=n,则m+n=4,mn=(5﹣x)▪(x﹣1)=3,
所以(5﹣x)2+(x﹣1)2
=m2+n2
=(m+n)2﹣2mn
=16﹣6
=10,
故答案为:10;
(3)设AC=p,BC=q,则p+q=AC+BC=AB=10,p2+q2=S1+S2=72,
∵(p+q)2﹣2pq=p2+q2,即100﹣2pq=72,
∴2pq=100﹣72=28,
∴pq=7,
即阴影部分的面积为7.
9.(2022春•海州区校级期末)图形是一种重要的数学语言,它直观形象,能有效地表示一些代数中的数量关系,而运用代数思想也能巧妙地解决一些图形问题,比如:用图1所示的正方形与长方形纸片可以拼成一个图2所示的正方形.
【问题发现】
利用不同的代数式表示图2中阴影部分的面积S,写出你从中获得的等式为 (a+b)2=a2+2ab+b2 ;
【类比探究】
已知x满足(11﹣x)(x﹣8)=2,则(11﹣x)2+(x﹣8)2= 5 ;
【拓展延伸】
学校计划在如图3的两块正方形草地间种些花,两块草地分别是以AC、BC为边的正方形,且两正方形的面积和S1+S2=25,点C是线段AG上的点,若AG=7,求用来种花的阴影部分的面积.
【分析】【问题发现】根据正方形面积的不同算法求解;
【类比探究】先把完全个平方公式变形,再整体代入求解;
【拓展延伸】利用完全平方公式变形,再整体代入求解.
【解答】解:【问题发现】根据面积的不同算法得:(a+b)2=a2+2ab+b2;
【类比探究】令a=11﹣x,b=x﹣8,
∴a+b=3,ab=2,
∵(a+b)2=a2+2ab+b2,
∴a2+b2=(a+b)2﹣2ab=9﹣4=5,
故答案为:5;
【拓展延伸】由题意得:AC+CG=7,AC2+CG2=25,
则2AC•BC=2AC•CG=(AC+CG)2﹣(AC2+CG2)=49﹣25=24,
∴阴影部分的面积为:AC•BC=6.
10.(2022春•邗江区期末)完全平方公式:(a±b)2=a2±2ab+b2适当的变形,可以解决很多的数学问题.例如:若a+b=3,ab=1,求a2+b2的值;
解:因为a+b=3,所以(a+b)2=9,即:a2+2ab+b2=9,又因为ab=1,所以a2+b2=7.
根据上面的解题思路与方法,解决下列问题:
(1)若x+y=8,x2+y2=40,求xy的值;
(2)填空:①若(4﹣x)x=5,则(4﹣x)2+x2= 6 ;
②若(4﹣x)(5﹣x)=8,则(4﹣x)2+(5﹣x)2= 17 .
(3)如图,在长方形ABCD中,AB=25,BC=15,点E.F是BC、CD上的点,且BE=DF=x,分别以FC、CE为边在长方形ABCD外侧作正方形CFGH和CEMN,若长方形CEPF的面积为200平方单位,求图中阴影部分的面积和.
【分析】(1)利用完全平方公式的变形求解;
(2)利用完全平方公式的变形,结合引入新参数简化计算;
(3)理解题意,转化问题,再利用完全平方公式的变形求解.
【解答】解:(1)∵2xy=(x+y)2﹣(x2+y2)=64﹣40=24,
∴xy=12.
(2)①令a=4﹣x,b=x,
则a+b=4,ab=5,
∴a2+b2=(a+b)2﹣2ab=16﹣10=6.\,
∴(4﹣x)2+x2=6,
故答案为:6.
②令a=4﹣x,b=5﹣x,
则a﹣b=﹣1,ab=8,
∴a2+b2=(a﹣b)2+2ab=1+16=17,
∴(4﹣x)2+(5﹣x)2=17,
故答案为:17.
(3)由题意得:(25﹣x)(15﹣x)=200,
令a=25﹣x,b=15﹣x,
则:a﹣b=10,ab=200,
∴a2+b2=(a﹣b)2+2ab=100+400=500,
∴(25﹣x)2+(15﹣x)2=500,
所以阴影部分的面积和为500平方米.
11.(2022春•东海县期末)完全平方公式(a±b)2=a2±2ab+b2进行适当的变形后,可以解决很多的数学问题.
如:若x满足(9﹣x)(x﹣4)=4,求(9﹣x)2+(x﹣4)2的值.
解题思路:由(a+b)2=a2+2ab+b2得a2+b2=(a+b)2﹣2ab,
可设9﹣x=a,x﹣4=b,则(9﹣x)(x﹣4)=ab=4,a+b=(9﹣x)+(x﹣4)=5,
∴(9﹣x)2+(x﹣4)2=a2+b2=(a+b)2﹣2ab=52﹣2×4=17;
(1)请仿照上面的方法求解下面问题:
①若x满足(6﹣x)(x﹣2)=2,求(6﹣x)2+(x﹣2)2的值;
②若x满足(6+x)(2+x)=5,求(6+x)2+(2+x)2的值;
(2)应用上面的解题思路解决问题:如图,点C是线段AB上的一点,以AC,BC为边向两边作正方形,设AB=8,两正方形的面积和S1+S2=34,求图中阴影部分的面积.
【分析】(1)仿照题中方法,依据完全平方公式进行变式,再整体代入求解;
(2)理解题意,把题中问题转化为(1)中的模式求解.
【解答】解:(1)①设a=6﹣x,b=x﹣2,则(6﹣x)+(x﹣2)=a+b=4,
∴(6﹣x)2+(x﹣2)2=a2+b2=(a+b)2﹣2ab=16﹣4=12;
②设a=6+x,b=2+x,则(6+x)﹣(2+x)=a﹣b=4,
∴(6+x)2+(2+x)2=a2+b2=(a﹣b)2+2ab=16+10=26;
(2)设AC=m,CF=n,
∵AB=8,
∴m+n=8,
又∵S1+S2=34,
∴m2+n2=34,
由完全平方公式可得,(m+n)2=m2+2mn+n2,
∴82=34+2mn,
∴mn=15,
∴S阴影部分=0.5mn=0.5×25=7.5,
所以阴影部分的面积为7.5.
12.(2022秋•苏州期中)如图①是一张边长为a的正方形纸片,在它的一角剪去一个边长为b的小正方形,然后将图①剩余部分(阴影部分)剪拼成如图②的一个大长方形(阴影部分).
(1)请分别用含a、b的代数式表示图①和图②中阴影部分的面积:图①阴影部分面积为: a2﹣b2 ;
图②阴影部分面积为: (a+b)(a﹣b) ;
(2)请探究并直接写出a2﹣b2、a+b、a﹣b这三个式子之间的等量关系;
(3)利用(2)中的结论,求542.72﹣457.32的值.
【分析】(1)由正方形、长方形面积的计算方法以及拼图中面积之间的关系得出答案;
(2)由图①、图②阴影部分的面积相等可得答案;
(3)利用(2)中的结论进行计算即可.
【解答】解:(1)图①的阴影部分可以看作两个正方形的面积差,即a2﹣b2,图②的长为a+b,宽为a﹣b的长方形,因此面积为(a+b)(a﹣b),
故答案为:a2﹣b2,(a+b)(a﹣b);
(2)由图①、图②阴影部分的面积相等可得
a2﹣b2=(a+b)(a﹣b),
故答案为:a2﹣b2=(a+b)(a﹣b);
(3)由(2)得,
542.72﹣457.32=(542.7+457.3)×(542.7﹣457.3)
=1000×85.4
=85400.
13.(2022春•南京期中)如图①是由边长为a的大正方形纸片减去一个边长为b的小正方形后余下的图形.我们把该纸片剪开后,拼成一个长方形(如图②),验证了公式(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2.
请你通过对纸片的剪拼,在图③、图④上画出两种不同拼法的示意图.
要求:①与以上方法不能相同;②拼成的图形是四边形;③在图上画剪切线(用虚线表示);④在拼出的图形上标出已知的边长.
拼法一:
拼法二:
【分析】拼法一:得到等腰梯形;
拼法二:得到平行四边形.
【解答】解:拼法一:
如图所示,
拼法二:
如图所示,
14.(2022春•大丰区校级月考)从边长为a的正方形中剪掉一个边长为b的正方形(如图1),然后将剩余部分拼成一个长方形(如图2).
(1)上述操作能验证的等式是 A ;(请选择正确的选项)
A.(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2
B.(a﹣b)2=a2﹣2ab+b2
C.a(a+b)=a2+ab
(2)用你选的等式进行简便计算:1012﹣2×992+972;
(3)用你选的等式进行简便计算:20222﹣20212+20202﹣20192+20182﹣20172+…+19522﹣19512+19502﹣19492.
【分析】(1)利用拼图前后面积之间的关系,用代数式表示各个部分的面积即可;
(2)将原式化为(1012﹣992)+(972﹣992),再利用平方差公式进行计算即可;
(3)根据平方差公式进行计算即可.
【解答】解:(1)从边长为a的正方形中剪掉一个边长为b的正方形,剩余部分的面积为这两个正方形的面积差,即a2﹣b2,
从边长为a的正方形中剪掉一个边长为b的正方形,将剩余部分拼成长方形的长为a+b,宽为a﹣b,因此面积为(a+b)(a﹣b),
因此有(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2,
故答案为:A;
(2)原式=1012﹣992﹣992+972
=(1012﹣992)+(972﹣992)
=(101+99)(101﹣99)+(97+99)(97﹣99)
=400﹣392
=8;
(3)原式=(20222﹣20212)+(20202﹣20192)+(20182﹣20172)+…+(19522﹣19512)+(19502﹣19492)
=(2022+2021)(2022﹣2021)+(2020+2019)(2020﹣2019)+(2018+2017)(2018﹣2017)+…+(1950+1949)(1950﹣1949)
=2022+2021+2020+2019+2018+2017+…+1950+1949
=146927.
15.(2023春•滨湖区期中)如图1,从边长为a的正方形纸片中剪去一个边长为b的小正方形,再沿着虚线剪开,把剪成的两张纸片拼成如图2所示的长方形.
(1)设图1中的阴影部分面积为S1,图2中的阴影部分面积为S2,请直接用含有a、b的代数式表示,则S1= a2﹣b2 ,S2= (a+b)(a﹣b) ;
(2)请写出上述剪拼过程所揭示的乘法公式: a2﹣b2=(a+b)(a﹣b) ;
(3)请你利用(2)中的公式计算:(2+1)(22+1)(24+1)(28+1)(216+1)+1.
【分析】(1)图1阴影部分的面积是两个正方形的面积差,图2阴影部分是长为(a+b),宽为(a﹣b)的长方形,由面积公式得出答案;
(2)由(1)中两个图形中阴影部分面积相等可得答案;
(3)配上因式(2﹣1),连续利用平方差公式即可.
【解答】解:(1)图1阴影部分的面积是两个正方形的面积差,即a2﹣b2;
图2阴影部分是长为(a+b),宽为(a﹣b)的长方形,因此面积为(a+b)(a﹣b);
故答案为:a2﹣b2;(a+b)(a﹣b);
(2)由(1)中两个图形中阴影部分面积相等可得,a2﹣b2=(a+b)(a﹣b),
故答案为:a2﹣b2=(a+b)(a﹣b);
(3)原式=(2﹣1)(2+1)(22+1)(24+1)(28+1)(216+1)+1
=(22﹣1)(22+1)(24+1)(28+1)(216+1)+1
=(24﹣1)(24+1)(28+1)(216+1)+1
=(28+1)(28+1)(216+1)+1
=(216﹣1)(216+1)+1
=232﹣1+1
=232.
16.(2022春•亭湖区校级月考)【探究】如图①,从边长为a的大正方形中剪掉一个边长为b的小正方形,将阴影部分沿虚线剪开,拼成图②的长方形.
(1)请你分别表示出这两个图形中阴影部分的面积 a2﹣b2 ; (a+b)(a﹣b) ;
(2)比较两图的阴影部分面积,可以得到乘法公式: a2﹣b2=(a+b)(a﹣b) (用字母表示);
【应用】请应用这个公式完成下列各题:
计算:(2a+b﹣c)(2a﹣b+c).
【拓展】
①(2+1)(22+1)(24+1)(28+1)…(232+1)+1结果的个位数字为 6 ;
②计算:2002﹣1992+1982﹣1972+…+42﹣32+22﹣12.
【分析】(1)分别用代数式表示图1、图2阴影部分的面积即可;
(2)由图1、图2阴影部分的面积相等得出答案;
【应用】根据平方差公式计算即可;
【拓展】①配上因式(2﹣1),利用平方差公式求出结果,再根据2n的个位数字出现的规律进行判断即可;
②利用加法的交换律和平方差公式进行计算即可.
【解答】解:(1)图1阴影部分的面积是两个正方形的面积差,即:a2﹣b2,图2的长是a+b,宽为a﹣b的长方形,因此面积为(a+b)(a﹣b),
故答案为:a2﹣b2,(a+b)(a﹣b);
(2)由(1)得,a2﹣b2=(a+b)(a﹣b),
故答案为:a2﹣b2=(a+b)(a﹣b);
【应用】(2a+b﹣c)(2a﹣b+c)
=[2a+(b﹣c)][2a﹣(b﹣c)]
=4a2﹣(b﹣c)2
=4a2﹣b2+2bc﹣c2;
【拓展】①原式=(2﹣1)(2+1)(22+1)(24+1)(28+1)…(232+1)+1
=264﹣1+1
=264,
∵21=2,22=4,23=8,24=16,25=32,26=64,……而64÷4=16,
∴264的个位数字为6,
故答案为:6;
【拓展】原式=(2002﹣1992)+(1982﹣1972)+…+(42﹣32)(22﹣12)
=(200+199)+(198+197)+…+(4+3)(2+1)
=200+199+198+197+…+4+3+2+1
=
=20100.
17.(2022春•亭湖区校级月考)如图1,从边长为a的大正方形中剪去一个边长为b的小正方形,把剩下的阴影部分拼成如图2所示的长方形.
(1)上述操作能验证的公式是 a2﹣b2=(a+b)(a﹣b) ;
(2)请应用这个公式完成下列各题:
①已知4a2﹣b2=24,2a+b=6,则2a﹣b= 4 ;
②计算:(1﹣)(1﹣)(1﹣)…(1﹣).
【分析】(1)用代数式表示图1、图2中阴影部分的面积即可;
(2)①利用平方差公式,将4a2﹣b2=24,写成(2a+b)(2a﹣b)=24,再整体代入计算即可;
②根据平方差公式将原式化为,也就是××××××…××即可.
【解答】解:(1)图1中阴影部分的面积为边长为a,边长为b的面积差,即a2﹣b2,
图2长方形的长为a+b,宽为a﹣b,因此面积为(a+b)(a﹣b),
所以有a2﹣b2=(a+b)(a﹣b),
故答案为:a2﹣b2=(a+b)(a﹣b);
(2)①∵4a2﹣b2=24,
∴(2a+b)(2a﹣b)=24,
又∵2a+b=6,
∴2a﹣b=24÷6=4,
故答案为:4;
②原式=
=
=
=.
18.(2022春•大丰区校级月考)乘法公式的探究及应用.
(1)如图1,是将图2阴影部分裁剪下来,重新拼成的一个长方形,面积是 (a+b)(a﹣b) ;如图2,阴影部分的面积是 a2﹣b2 ;比较图1,图2阴影部分的面积,可以得到乘法公式 (a+b)(a﹣b)=a2﹣b2 ;
(2)运用你所得到的公式,计算下列各题:
①103×97;
②(2x+y﹣3)(2x﹣y+3).
【分析】(1)由拼图可知,图形1的长为(a+b),宽为(a﹣b),因此面积为(a+b)(a﹣b),图形2的阴影部分的面积为两个正方形的面积差,即a2﹣b2,进而得出答案;
(2)①将103写成(100+3),将97写成(100﹣3),利用平方差公式进行计算即可;
②将y﹣3看成一个整体,利用平方差公式得出答案.
【解答】解:(1)由拼图可知,图形1的长为(a+b),宽为(a﹣b),因此面积为(a+b)(a﹣b),图形2的阴影部分的面积为两个正方形的面积差,即a2﹣b2,
由图形1,图形2的面积相等可得,(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2,
故答案为:(a+b)(a﹣b),a2﹣b2,(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2;
(2)①103×97=(100+3)(100﹣3)
=1002﹣32
=10000﹣9
=9991;
②原式=(2x+y﹣3)[2x﹣(y﹣3)]
=(2x)2﹣(y﹣3)2
=4x2﹣(y2﹣6y+9)
=4x2﹣y2+6y﹣9.
19.(2022春•高新区月考)如图1,边长为a的大正方形有一个边长为b的小正方形,把图1中的阴影部分拼成一个长方形(如图2所示).
(1)上述操作能验证的等式是 A ;(请选择正确的选项)
A.a2﹣b2=(a+b)(a﹣b)
B.a2﹣2ab+b2=(a﹣b)2
C.a2+ab=a(a+b)
(2)请利用你从(1)选出的等式,完成下列各题:
①已知4a2﹣b2=24,2a+b=6,则2a﹣b= 4 .
②计算:(1﹣)(1﹣)(1﹣)…(1﹣)(1﹣).
【分析】(1)用两种方法表示阴影部分的面积即可.
(2)利用(1)中得到的平方差公式计算.
【解答】解:(1)图1中阴影部分的面积=a2﹣b2,图②中阴影部分的面积=(a+b)(a﹣b).
∴a2﹣b2=(a+b)(a﹣b).
故选A.
(2)①∵(2a+b)(2a﹣b)=4a2﹣b2.
∴6(2a﹣b)=24,
∴2a﹣b=24÷6=4.
故答案为:4.
②=
=
=
=.
20.(2023春•射阳县校级月考)【探究】如图1,边长为a的大正方形中有一个边长为b的小正方形,把图1中的阴影部分拼成一个长方形(如图2所示),通过观察比较图2与图1中的阴影部分面积,可以得到乘法公式 (a+b)(a﹣b)=a2﹣b2 .(用含a,b的等式表示)
【应用】请应用这个公式完成下列各题:
(1)已知4m2=12+n2,2m+n=4,则2m﹣n的值为 3 .
(2)计算:20192﹣2020×2018.
【拓展】
计算:1002﹣992+982﹣972+…+42﹣32+22﹣12.
【分析】【探究】将两个图中阴影部分面积分别表示出来,建立等式即可;
【应用】
(1)利用平方差公式得出(2m+n)•(2m+n)=4m2﹣n2,代入求值即可;
(2)可将2020×2018写成(2019+1)×(2019﹣1),再利用平方差公式求值;
【拓展】利用平方差公式将1002﹣992写成(100+99)×(100﹣99),以此类推,然后化简求值.
【解答】解:
【探究】图1中阴影部分面积a2﹣b2,图2中阴影部分面积(a+b)(a﹣b),
所以,得到乘法公式(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2
故答案为(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2.
【应用】
(1)由4m2=12+n2得,4m2﹣n2=12,
∵(2m+n)•(2m﹣n)=4m2﹣n2,
∴2m﹣n=3.
故答案为3.
(2)20192﹣2020×2018
=20192﹣(2019+1)×(2019﹣1)
=20192﹣(20192﹣1)
=20192﹣20192+1
=1;
【拓展】
1002﹣992+982﹣972+…+42﹣32+22﹣12
=(100+99)×(100﹣99)+(98+97)×(98﹣97)+…+(4+3)×(4﹣3)+(2+1)×(2﹣1)
=199+195+…+7+3
=5050.
21.(2022秋•南昌县期中)如图1所示是一个长为2m,宽为2n的长方形,沿虚线用剪刀均分成四个小长方形,然后按图2的方式拼成一个正方形.
(1)图2中的阴影部分的正方形的边长等于 m﹣n ;
(2)请用两种不同的方法列代数式表示图2中阴影部分的面积:方法① (m﹣n)2 ;方法② (m+n)2﹣4mn ;
(3)观察图2,直接写出(m+n)2,(m﹣n)2,mn这三个代数式之间的等量关系;
(4)根据(3)题中的等量关系,解决如下问题:若a+b=8,ab=5,求(a﹣b)2的值.
【分析】(1)根据拼图中各个部分之间的关系可得答案;
(2)阴影部分是边长为m﹣n的正方形,可根据正方形的面积公式得出答案,再根据阴影部分与拼图中各个部分之间的关系得出答案;
(3)由(2)可得关系式;
(4)根据(3)中的结论,进行计算即可.
【解答】解:(1)由拼图可知,图②中阴影部分的边长为m﹣n,
故答案为:m﹣n;
(2)阴影部分是边长为m﹣n的正方形,因此面积为(m﹣n)2,
阴影部分的面积可以看作从边长为m+n的正方形面积中减去4个长为m,宽n的长方形面积,即(m+n)2﹣4mn,
故答案为:(m﹣n)2,(m+n)2﹣4mn;
(3)由(2)中两种方法所表示的图形的面积相等,可得,
(m﹣n)2=(m+n)2﹣4mn;
(4)∵a+b=8,ab=5,
∴(a﹣b)2=(a+b)2﹣4ab
=64﹣20
=44.
22.(2022春•盐都区月考)阅读理解:若x满足(30﹣x)(x﹣10)=160,求(30﹣x)2+(x﹣10)2的值.
解:设30﹣x=a,x﹣10=b,则(30﹣x)(x﹣10)=ab=160,a+b=(30﹣x)+(x﹣10)=20,(30﹣x)2+(x﹣10)2=a2+b2=(a+b)2﹣2ab=202﹣2×160=80
解决问题:
(1)若x满足(2020﹣x)(x﹣2016)=2,则(2020﹣x)2+(x﹣2016)2= 12 ;
(2)若x满足(x﹣2022)2+(x﹣2018)2=202,求(x﹣2022)(x﹣2018)的值;
(3)如图,在长方形ABCD中,AB=16,BC=12,点E.F是BC、CD上的点,且BE=DF=x,分别以FC、CE为边在长方形ABCD外侧作正方形CFGH和CEMN,若长方形CEPF的面积为100平方单位,则图中阴影部分的面积和为 216 平方单位.
【分析】(1)设2020﹣x=a,x﹣2016=b,由已知可得(2020﹣x)(x﹣2016)=ab=2,则a+b=(2020﹣x)+(x﹣2016)=4,即2020﹣x)2+(x﹣2016)2=a2+b2=(a+b)2﹣2ab,代入计算即可得出答案;
(2)设x﹣2022=a,x﹣2018=b,由已知可得(x﹣2022)2+(x﹣2018)2=a2+b2=202,即a﹣b=(x﹣2022)﹣(x﹣2018)=﹣4,即(x﹣2022)(x﹣2018)=ab,由完全平方公式的变式可得﹣[(a﹣b)2﹣(a2+b2)],带入计算即可得出答案;
(3)根据题意可得CF=CD﹣DF=16﹣x,CE=BC﹣BE=12﹣x,由长方形CEPF的面积为100平方单位(16﹣x)(12﹣x)=100,可设16﹣x=a,12﹣x=b,则(16﹣x)(12﹣x)=ab=100,a﹣b=(16﹣x)﹣(12﹣x)=4,阴影部分面积等于两个正方形的面积和可得S阴=(16﹣x)2+(12﹣x)2=a2+b²,根据完全平方公式的变式可得(a﹣b)2+2ab,代入计算即可得出答案.
【解答】解:(1)设2020﹣x=a,x﹣2016=b,
则(2020﹣x)(x﹣2016)=ab=2,a+b=(2020﹣x)+(x﹣2016)=4,
(2020﹣x)2+(x﹣2016)2=a2+b2=(a+b)2﹣2ab=42﹣2×2=12;
故答案为:12;
(2)设x﹣2022=a,x﹣2018=b,
则(x﹣2022)2+(x﹣2018)2=a2+b2=202,a﹣b=(x﹣2022)﹣(x﹣2018)=﹣4,
(x﹣2022)(x﹣2018)
=ab
=﹣[(a﹣b)2﹣(a2+b2)]
=[(﹣4)2﹣202]
=93;
(3)根据题意可得,
CF=CD﹣DF=16﹣x,CE=BC﹣BE=12﹣x,
(16﹣x)(12﹣x)=100,
设16﹣x=a,12﹣x=b,则(16﹣x)(12﹣x)=ab=100,
a﹣b=(16﹣x)﹣(12﹣x)=4,
S阴=(16﹣x)2+(12﹣x)2
=a2+b2
=(a﹣b)2+2ab
=42+2×100
=216.
图中阴影部分的面积和为216平方单位.
故答案为:216.
23.(2022春•新泰市期中)图1是一个长为2a、宽为2b的长方形,沿图中虚线用剪刀均分成四块小长方形,然后按图2的形状拼成一个正方形.
(1)求图2中的阴影部分的正方形的周长;
(2)观察图2,请写出下列三个代数式(a+b)2,(a﹣b) 2,ab之间的等量关系;
(3)如图3,点C是线段AB上的一点,以AC、BC为边向两边作正方形,设AB=8,两正方形的面积和S1+S2=24,运用你由(2)所得到的等量关系,求图中阴影部分面积.
【分析】(1)根据题意可得,阴影部分的正方形的边长为a﹣b,计算即可得出答案;
(2)根据题意可得,边长为a+b的正方形面积等于4个长为a宽为b的长方形面积加上边长为a﹣b的正方形面积,计算即可得出答案;
(3)设AC=a,BC=b,则a+b=8,a²+b²=24,根据题意可得,阴影部分的面积S阴=ab即可得出[(a+b)²﹣(a²+b²,代入计算即可得出答案.
【解答】解:(1)根据题意可得,
阴影部分的正方形的周长为4(a﹣b);
(2)根据题意可得,
(a+b)²=(a﹣b)²+4ab;
(3)设AC=a,BC=b,
则a+b=8,a²+b²=24,
根据题意可得,
S阴=ab=[(a+b)²﹣(a²+b²)]=×(82﹣24)=10.
24.(2022秋•晋安区校级月考)阅读理解:若x满足(30﹣x)(x﹣10)=160,求(30﹣x)2+(x﹣10)2的值.
解:设30﹣x=a,x﹣10=b,
则(30﹣x)(x﹣10)=ab=160,a+b=(30﹣x)+(x﹣10)=20,
(30﹣x)2+(x﹣10)2=a2+b2=(a+b)2﹣2ab=202﹣2x160=80.
解决问题:
(1)若x满足(50﹣x)(x﹣40)=2,求(50﹣x)2+(x﹣40)2= 96 ;
(2)若x满足(x﹣2021)2+(x﹣2018)2=2000,求(x﹣2021)(x﹣2018)的值.
(3)如图,在长方形ABCD中,AB=10,BC=6,点E、F是BC、CD上的点,且BE=DF=x,分别以FC,CE为边在长方形ABCD外侧作正方形CFGH和CEMN,若长方形CEPF的面积为80平方单位,则图中阴影部分的面积和为 176 平方单位.
【分析】(1)根据题意可设30﹣x=a,x﹣40=b,则可得(50﹣x)(x﹣40)=ab=2,即可得出a+b=30﹣x+x﹣40=﹣10,由(50﹣x)2+(x﹣40)2=a²+b²=(a+b)²﹣2ab代入计算即可得出答案;
(2)根据题意可设x﹣2021=a,x﹣2018=b,则可得(x﹣2021)2+(x﹣2018)2=a²+b²=2000,即可得出a﹣b=(x﹣2021)﹣(x﹣2018)=﹣3;由(x﹣2021)(x﹣2018)=ab=﹣[(a﹣b)²﹣(a²+b²)]代入计算即可得出答案;
(3)根据题意,CE=BC﹣BE=6﹣x,CF=CD﹣DF=10﹣x,则长方形CEPF的面积为80平方单位(6﹣x)(10﹣x)=80,设10﹣x=a,6﹣x=b,即可得出(6﹣x)(10﹣x)=ab=80,a﹣b=10﹣x﹣(6﹣x)=4,根据阴影部分的面积为边长为10﹣x和边长为6﹣x的正方形面积和,即S阴=(10﹣x)2+(6﹣x)2=a2+b2=(a﹣b)2+2ab,代入计算即可得出答案.
【解答】解:(1)设30﹣x=a,x﹣40=b,
则(50﹣x)(x﹣40)=ab=2,a+b=30﹣x+x﹣40=﹣10,
∴(50﹣x)2+(x﹣40)2=a²+b²=(a+b)²﹣2ab=(﹣10)²﹣2×2=96;
故答案为:96;
(2)设x﹣2021=a,x﹣2018=b,
则(x﹣2021)2+(x﹣2018)2=a²+b²=2000,a﹣b=(x﹣2021)﹣(x﹣2018)=﹣3;
∴(x﹣2021)(x﹣2018)=ab=﹣[(a﹣b)²﹣(a²+b²)]=﹣[(﹣3)²﹣2000]=;
(3)根据题意可得,CE=BC﹣BE=6﹣x,CF=CD﹣DF=10﹣x,根据(6﹣x)(10﹣x)=80,
设10﹣x=a,6﹣x=b,
则(6﹣x)(10﹣x)=ab=80,a﹣b=10﹣x﹣(6﹣x)=4,
即S阴=(10﹣x)2+(6﹣x)2=a2+b2=(a﹣b)2+2ab=42+2×80=176.
故答案为:176.
25.(2022秋•芙蓉区校级月考)利用图1中边长分别为a,b的正方形,以及长为a,宽为b的长方形卡片若干张拼成图2(卡片间不重叠、无缝隙),可以用来解释完全平方公式:(a+b)2=a2+2ab+b2.
请你解答下面的问题:
(1)填空:(2a+3)2=4a2+ka+9,则k= 12 ;
(5x+m)2=25x2+10x+n,则m= 1 ,n= 1 ;
(2)利用图1中的三种卡片若干张拼成图3,可以解释等式: (a+b)(2a+b)=2a²+3ab+b² ;
(3)利用上述拼图的方法计算:(2a+b)(a+3b)= 2a²+7ab+3b² .
【分析】(1)根据两个代数式相等,则对应项的系数相等求解;
(2)根据矩形的面积的不同算法得出结论;
(3)根据矩形的一边长是(2a+b),另一边是(a+3b)画图求解.
【解答】解:∵(2a+3)²=4a²+12a+9=4a²+ka+9,
∴k=12,
∵(5x+m)²=25x²+10xm+m²=25x²+10x+n,
∴10m=10,n=m²,
解得:m=n=1;
故答案为:12;1,1;
(2)(a+b)(2a+b)=2a²+3ab+b²,
故答案为:(a+b)(2a+b)=2a²+3ab+b²;
(3)如图得:(2a+b)(a+3b)=2a²+7ab+3b²,
故答案为:2a²+7ab+3b².
26.(2023秋•南宁期末)【阅读理解】
若x满足(45﹣x)(x﹣15)=200,求(45﹣x)2+(x﹣15)2的值.
解:设45﹣x=a,x﹣15=b,则(45﹣x)(x﹣15)=ab=200,
a+b=(45﹣x)+(x﹣15)=30,
(45﹣x)2+(x﹣15)2=a2+b2=(a+b)2﹣2ab=302﹣2×200=500,
我们把这种方法叫做换元法.利用换元法达到简化方程的目的,体现了转化的数学思想.
【解决问题】
(1)若x满足(20﹣x)(x﹣5)=50,则(20﹣x)2+(x﹣5)2= 125 ;
(2)若x满足(2022﹣x)2+(x﹣2000)2=244,求(2022﹣x)(x﹣2000)的值;
(3)如图,在长方形ABCD中,AB=12cm,点E,F是BC,CD上的点,EC=8cm,且BE=DF=x,分别以FC,CB为边在长方形ABCD外侧作正方形CFGH和CBMN,若长方形CBQF的面积为60cm2,求图中阴影部分的面积和.
【分析】(1)根据阅读材料的方法,设20﹣x=a,x﹣5=b,则ab=50,而a+b=15,根据a2+b2=(a+b)2﹣2ab,即可求解;
(2)设2022﹣x=a,x﹣2000=b,则a2+b2=244,而a+b=22,最后根据完全平方公式,即可求解;
(3)设CF=a,BC=b,根据长方形CBQF的面积为60cm2,列方程同理可得结论.
【解答】解:(1)根据阅读材料的方法,设20﹣x=a,x﹣5=b,
则ab=50,
而a+b=15,
∴(20﹣x)2+(x﹣5)2=a2+b2=(a+b)2﹣2ab=152﹣2×50=125;
故答案为:125;
(2)设2022﹣x=a,x﹣2000=b,则a2+b2=244,
而a+b=22,
∵a2+b2=(a+b)2﹣2ab,
∴2ab=(a+b)2﹣(a2+b2)=222﹣244=484﹣244=240,
∴ab=120,
即(2022﹣x)(x﹣2000)=120;
(3)由题意得:CF=CD﹣DF=12﹣x,BC=CE+BE=x+8,
设CF=a,BC=b,
∴a+b=12﹣x+x+8=20,
∵长方形CBQF的面积为60cm2,
∴(12﹣x)(8+x)=ab=60,
∴图中阴影部分的面积和=(12﹣x)2+(x+8)2=a2+b2=(a+b)2﹣2ab=202﹣2×60=280(cm2).
27.(2022春•金水区校级期中)阅读理解:
若x满足(30﹣x)(x﹣10)=160,求(30﹣x)2+(x﹣10)2的值.
解:设30﹣x=a,x﹣10=b,则(30﹣x)(x﹣10)=ab=160,
且a+b=(30﹣x)+(x﹣10)=20,
所以(30﹣x)2+(x﹣10)2=a2+b2=(a+b)2﹣2ab=202﹣2x160=80.
解决问题:
(1)若x满足(50﹣x)(x﹣40)=2,求(50﹣x)2+(x﹣40)2= 96 ;
(2)若x满足(x﹣2022)2+(x﹣2020)2=2000,求(x﹣2022)(x﹣2020)的值.
(3)如图,在长方形ABCD中,AB=10,BC=6,点E、F是BC、CD上的点,且BE=DF=x,分别以FC:CE为边在长方形ABCD外侧作正方形CFGH和CEMN,若长方形CEPF的面积为50平方单位,则图中阴影部分的面积和为 116 平方单位.
【分析】(1)设50﹣x=m,x﹣40=n,则m+n=10,mn=(50﹣x)(x﹣40)=2,将(50﹣x)2+(x﹣40)2转化为m2+n2,即(m+n)2﹣2mn代入计算即可;
(2)设x﹣2022=p,x﹣2020=q,得到p﹣q=﹣2,p2+q2=(x﹣2022)2+(x﹣2020)2=2000,利用(p﹣q)2=p2+q2﹣2pq,求出pq的值即可;
(3)由题意可得FC=10﹣x,EC=6﹣x,可以得到(10﹣x)(6﹣x)=50,设10﹣x=m,6﹣x=n,则可以得到m﹣n=4,mn=(10﹣x)(6﹣x)=50,利用(m﹣n)2=m2+n2﹣2mn,求出m2+n2的值即可,
【解答】解:(1)设50﹣x=m,x﹣40=n,则m+n=10,mn=(50﹣x)(x﹣40)=2,
∴(50﹣x)2+(x﹣40)2
=m2+n2
=(m+n)2﹣2mn
=100﹣4
=96,
故答案为:96;
(2)设x﹣2022=p,x﹣2020=q,则p﹣q=﹣2,p2+q2=(x﹣2022)2+(x﹣2020)2=2000,
∵(p﹣q)2=p2+q2﹣2pq,
∴pq=
=
=998,
即(x﹣2022)(x﹣2020)=998;
(3)由题意可得,FC=10﹣x,EC=6﹣x,则(10﹣x)(6﹣x)=50,
设10﹣x=m,6﹣x=n,则m﹣n=4,mn=(10﹣x)(6﹣x)=50,
∵(m﹣n)2=m2+n2﹣2mn,即16=m2+n2﹣100,
∴m2+n2=116,
即阴影部分的面积为116平方单位,
故答案为:116.
28.(2022春•天桥区校级期中)从边长为a的正方形剪掉一个边长为b的正方形(如图1),然后将剩余部分拼成一个长方形(如图2).
(1)上述操作能验证的等式是 a2﹣b2=(a+b)(a﹣b) ;
(2)若x2﹣9y2=12,x+3y=4,求x﹣3y的值;
(3)计算:(1﹣)(1﹣)(1﹣)…(1﹣)(1﹣).
【分析】(1)分别用代数式表示图1、图2阴影部分的面积即可;
(2)根据平方差公式得出(x+3y)(x﹣3y)=12,再整体代入计算即可;
(3)利用平方差公式将原式化为(1﹣)(1+)(1﹣)(1+)(1﹣)(1+)…(1﹣)(1+)(1﹣)(1+),进而得到××××××…××××即可.
【解答】解:(1)图1阴影部分的面积可以看作是两个正方形的面积差,即a2﹣b2,图2是长为a+b,宽为a﹣b的长方形,因此面积为(a+b)(a﹣b),
由图1、图2阴影部分的面积相等可得,a2﹣b2=(a+b)(a﹣b),
故答案为:a2﹣b2=(a+b)(a﹣b);
(2)∵x2﹣9y2=12,即(x+3y)(x﹣3y)=12,而x+3y=4,
∴x﹣3y=12÷4=3,
答:x﹣3y的值为3;
(3)原式=(1﹣)(1+)(1﹣)(1+)(1﹣)(1+)…(1﹣)(1+)(1﹣)(1+)
=××××××…××××
=×
=.
29.(2022春•章丘区期中)如图1的两个长方形可以按不同的形式拼成图2和图3两个图形.
(1)在图2中的阴影部分的面积S1可表示为 (a+b)(a﹣b) ;(写成多项式乘法的形式);在图3中的阴影部分的面积S2可表示为 a2﹣b2 ;(写成两数平方差的形式);
(2)比较图2与图3的阴影部分面积,可以得到的等式是 B ;
A.(a+b)2=a2+2ab+b2
B.(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2
C.(a﹣b)2=a2﹣2ab+b2
(3)请利用所得等式解决下面的问题:
①已知4m2﹣n2=12,2m+n=4,则2m﹣n= 3 ;
②计算(2+1)(22+1)(24+1)(28+1)×…×(232+1)+1的值,并直接写出该值的个位数字是多少.
【分析】(1)根据图2的长为a+b,宽为a﹣b,可表示出面积,图3阴影部分的面积是两个正方形的面积差,用代数式表示即可;
(2)由图2、图3面积相等可得答案;
(3)①根据平方差公式进行计算即可;
②将原式配上因式(2﹣1),连续利用平方差公式得出结果为264,再根据底数为2的整数幂的个位数字所呈现的规律得出答案.
【解答】解:(1)图2的阴影部分是长为a+b,宽为a﹣b的长方形,因此面积为(a+b)(a﹣b),
图3中阴影部分的面积可以看作两个正方形的面积差,即a2﹣b2,
故答案为:(a+b)(a﹣b),a2﹣b2;
(2)由图2、图3面积相等得,(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2,
故选:B;
(3)①∵4m2﹣n2=12,即(2m+n)(2m﹣n)=12,而2m+n=4,
∴2m﹣n=12÷4=3,
故答案为:3;
②原式=(2﹣1)(2+1)(22+1)(24+1)(28+1)×…×(232+1)+1
=(22﹣1)(22+1)(24+1)(28+1)×…×(232+1)+1
=(24﹣1)(24+1)(28+1)×…×(232+1)+1
=(28﹣1)(28+1)×…×(232+1)+1
=264﹣1+1
=264,
而21=2,22=4,23=8,24=16,25=32,26=64,27=128……,64÷4=16,
所以264的个位数字为6.
30.(2022春•宝安区期末)初中数学的一些代数公式可以通过几何图形的面积来推导和验证.如图①,从边长为a的正方形中挖去一个边长为b的小正方形后,将其沿虚线裁剪,然后拼成一个矩形(如图②).
(1)通过计算图①和图②中阴影部分的面积,可以验证的公式是: (a+b)(a﹣b)=a2﹣b2 .
(2)小明在计算(2+1)(22+1)(24+1)时利用了(1)中的公式:
(2+1)(22﹣1)(24+1)
=(2﹣1)(2+1)(22+1)(24+1)
= 28﹣1 .
(请你将以上过程补充完整.)
(3)利用以上的结论和方法、计算:+(3+1)(32+1)(34+1)(38+1)(316+1).
【分析】(1)用代数式分别表示图①、图②中阴影部分的面积即可;
(2)利用(1)的结论,配上(2﹣1)这个因式后,连续利用平方差公式即可;
(3)根据(1)的结论,配上(3﹣1)这个因式后,连续利用平方差公式即可.
【解答】解:(1)图①中阴影部分的面积可以看作两个正方形的面积差,即a2﹣b2,图②是长为a+b,宽为a﹣b的长方形,因此面积为(a+b)(a﹣b),
由图①、图②面积相等可得:(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2,
故答案为:(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2;
(2)原式=(2﹣1)•(2+1)(22+1)(24+1)
=(22﹣1)(22+1)(24+1)
=(24﹣1)(24+1)
=28﹣1,
故答案为:28﹣1;
(3)原式=+(3﹣1)(3+1)(32+1)(34+1)(38+1)(316+1)
=+(32﹣1)(32+1)(34+1)(38+1)(316+1)
=+(34﹣1)(34+1)(38+1)(316+1)
=+(38﹣1)(38+1)(316+1)
=+(316﹣1)(316+1)
=+(332﹣1)
=+﹣
=.
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