初中数学浙教版七年级下册3.2 单项式的乘法同步训练题
展开(培优特训)专项3.3 平方差公式综合高分必刷
1.(•青白江区校级月考)如图,边长为(m+2)的正方形纸片剪出一个边长为m的正方形之后余下部分又剪开拼成一个长方形(不重叠无缝隙),若拼成的长方形一边长为2,其面积是( )
A.2m+4 B.4m+4 C.m+4 D.2m+2
【答案】B
【解答】解:依题意得剩余部分为
(m+2)2﹣m2=m2+4m+4﹣m2=4m+4,
而拼成的矩形一边长为2,
∴另一边长是(4m+4)÷2=2m+2.
∴面积为2(2m+2)=4m+4.
故选:B.
2.(2022•建始县校级模拟)计算(2m﹣3n)(﹣2m﹣3n)的结果是( )
A.﹣4m2+9n2 B.﹣4m2﹣9n2 C.4m2﹣9n2 D.4m2+9n2
【答案】A
【解答】解:(2m﹣3n)(﹣2m﹣3n)=(﹣3n)2﹣(2m)2=﹣4m2+9n2,
故选:A.
3.(2022秋•任城区校级月考)已知a+b=6,则a2﹣b2+12b的值为( )
A.6 B.12 C.24 D.36
【答案】D
【解答】解:∵a+b=6,
∴a2﹣b2+12b
=(a+b)(a﹣b)+12b
=6(a﹣b)+12b
=6a﹣6b+12b
=6a+6b
=6(a+b)
=6×6
=36,
故选:D.
4.(2022春•电白区月考)式子(2+1)(22+1)(24+1)(28+1)…(21024+1)+1化简的结果为( )
A.21024 B.21024+1 C.22048 D.22048+1
【答案】C
【解答】解:设S=(2+1)(22+1)(24+1)(28+1)…(21024+1)
∴(2﹣1)S=(2﹣1)(2+1)(22+1)(24+1)(28+1)…(21024+1)
=(22﹣1)(22+1)(24+1)(28+1)…(21024+1)
=(24﹣1)(24+1)(28+1)…(21024+1)
=(21024﹣1)(21024+1)
=22048﹣1,
∴(2+1)(22+1)(24+1)(28+1)…(21024+1)+1
=S+1
=22048﹣1+1
=22048.
故选:C.
5.(2022秋•如东县期中)已知实数m,n满足m2+n2=2+mn,则(2m﹣3n)2+(m+2n)(m﹣2n)的最小值为( )
A.24 B. C. D.﹣4
【答案】D
【解答】解:∵m2+n2=2+mn,
∴(2m﹣3n)2+(m+2n)(m﹣2n)
=4m2+9n2﹣12mn+m2﹣4n2
=5m2+5n2﹣12mn
=5(mn+2)﹣12mn
=10﹣7mn,
∵m2+n2=2+mn,
∴(m+n)2=2+3mn≥0(当m+n=0时,取等号),
∴mn≥﹣,
∴(m﹣n)2=2﹣mn≥0(当m﹣n=0时,取等号),
∴mn≤2,
∴﹣≤mn≤2,
∴﹣14≤﹣7mn≤,
∴﹣4≤10﹣7mn≤,
即(2m﹣3n)2+(m+2n)(m﹣2n)的最小值为﹣4,
故选:D.
6.(2022春•相城区期末)若a2﹣2a﹣1=0,那么代数式(a+2)(a﹣2)﹣2a的值为( )
A.﹣1 B.﹣3 C.1 D.3
【答案】B
【解答】解:(a+2)(a﹣2)﹣2a
=a2﹣4﹣2a
=a2﹣2a﹣4,
∵a2﹣2a﹣1=0,
∴a2﹣2a=1,
∴原式=1﹣4=﹣3.
故选:B.
7.(2022秋•南召县期中)若一个正整数能表示为两个连续奇数的平方差,则称这个正整数为“好数”.下列正整数中能称为“好数”的是( )
A.205 B.250 C.502 D.520
【答案】D
【解答】解:根据平方差公式得:
(2n+1)2﹣(2n﹣1)2=(2n+1+2n﹣1)(2n+1﹣2n+1)=4n×2=8n.
所以两个连续奇数构造的“好数”是8的倍数
205,250,502都不能被8整除,只有520能够被8整除.
故选:D.
8.(2021秋•梁平区期末)如果一个正整数可以表示为两个连续奇数的平方差,那么称该正整数为“和谐数”如(8=32﹣12,16=52﹣32,即8,16均为“和谐数”),在不超过2017的正整数中,所有的“和谐数”之和为( )
A.255024 B.255054 C.255064 D.250554
【答案】A
【解答】解:设相邻的两奇数分别为2n+1,2n﹣1(n≥1,且n为正整数),
(2n+1)2﹣(2n﹣1)2=8n,
根据题意得:8n≤2017,
∴n≤252,
∴n最大为252,此时2n+1=505,2n﹣1=503,
∴32﹣12+52﹣32+...+5032﹣5012+5052﹣5032
=5052﹣12
=255024.
故选:A.
9.(2021秋•东莞市期末)如图,边长为m+4的正方形纸片剪出一个边长为m的正方形之后,剩余部分可剪拼成一个矩形,若拼成的矩形一边长为4,则另一边长为 .
【答案】2m+4
【解答】解:设拼成的矩形的另一边长为x,
则4x=(m+4)2﹣m2=(m+4+m)(m+4﹣m),
解得x=2m+4.
故答案为:2m+4.
10.(2021秋•同心县校级期末)如图两幅图中,阴影部分的面积相等,则该图可验证的一个初中数学公式为 .
【答案】 a2﹣b2=(a+b)(a﹣b)
【解答】解:第一个图的阴影部分的面积是:a2﹣b2,
第二个图形阴影部分的面积是:(a+b)(a﹣b),
则a2﹣b2=(a+b)(a﹣b).
故答案是:a2﹣b2=(a+b)(a﹣b).
11.(2022春•市北区期中)数学兴趣小组发现:
(x﹣1)(x+1)=x2﹣1
(x﹣1)(x2+x+1)=x3﹣1
(x﹣1)(x3+x2+x+1)=x4﹣1
利用你发现的规律:求:72021+72020+72019+…+7+1= .
【答案】
【解答】解:72021+72020+72019+…+7+1
=×(7﹣1)(72021+72020+72019+…+7+1)
=×(72022﹣1)
=.
故答案为:.
12.(2022春•碑林区校级期末)计算:20222﹣2024×2020= .
【答案】4
【解答】解:原式=20222﹣(2022+2)(2022﹣2)
=20222﹣(20222﹣22)
=20222﹣20222+4
=4.
故答案为:4.
13.(2022春•李沧区期末)如果一个正整数能表示为两个正整数的平方差,那么称这个正整数为“智慧数”.例如3=22﹣12,7=42﹣32,16=52﹣32,3,7,16就是三个智慧数.在正整数中,从1开始,第2022个智慧数是 .
【答案】2699
【解答】解:设两个数分别为k+1,k,其中k≥1,且k为整数.则(k+1)2﹣k2=(k+1+k)(k+1﹣k)=2k+1.
设两个数分别为k+1,k﹣1,其中k≥1,且k为整数.则(k+1)2﹣(k﹣1)2=(k+1+k﹣1)(k+1﹣k+1)=4k,k=2时,4k=8,
∴除4外,所有能被4整除的偶数都是智慧数.
∴4k(k≥2且k为整数)均为智慧数;
除1外,所有的奇数都是智慧数;除4外,所有能被4整除的偶数都是智慧数;这样还剩被4除余2的数,特殊值2,6,10都不是智慧数,也就是被4除余2的正整数都不是智慧数,推广到一般式,证明如下:
∵假设4k+2是智慧数,那么必有两个正整数m和n,使得4k+2=m2﹣n2,
∴4k+2=2(2k+1)=(m+n)(m﹣n) ①,
∵m+n和m﹣n这两个数的奇偶性相同,
∴等式①的右边要么是4的倍数,要么是奇数,而左边一定是偶数,但一定不是4的倍数.可左、右两边不相等.所以4k+2不是智慧数,即被4除余2的正整数都不是智慧数.
∴把从1开始的正整数依次每4个分成一组,除第一组有1个智慧数外,其余各组都有3个智慧数,而且每组中第二个不是智慧数,
又∵(2022﹣1)÷3=673••••••2,
∴第2022个智慧数在1+673+1=675(组),并且是第三个数,即675×4﹣1=2699,是个奇数,
∴2k+1=2699,解得k=1349,k+1=1350,
即第2022个智慧数是2699,1349和1350是它的智慧分解.
故答案为:2699.
14.(2022秋•闵行区期中)如图,正方形ABCD与正方形CEFG的面积之差是6,求阴影部分的面积.
【解答】解:设正方形ABCD与正方形CEFG的边长分别为a和b,由题意得:
b2﹣a2=6.
由图形可得:
S阴=a(b﹣a)+(b2﹣ab)
=ab﹣a2+b2﹣ab
=(b2﹣a2)
=×6
=3.
故阴影部分的面积为3.
15.(2022春•西安期末)探究活动:
(1)将图1中阴影部分裁剪下来,重新拼成图②一个长方形,则长表示为 ,宽为 .
(2)则图2中阴影部分周长表示为 .
知识应用:运用你得到的公式解决以下问题
(3)计算:已知a=5m﹣3n,b=3m+5n,则图2中阴影部分周长是多少?
【解答】解:(1)由题意可得:
图2长方形的长为:a+b,宽为:a﹣b,
故答案为:a+b,a﹣b;
(2)图2中阴影部分周长表示为:2(a+b+a﹣b)=4a,
故答案为:4a;
(3)∵a=5m﹣3n,b=3m+5n.
∴阴影部分周长是4a=4(5m﹣3n)=20m﹣12n.
16.(2022春•天桥区期末)如图,边长为a的正方形中有一个边长为b(b<a)的小正方形,如图2是由图1中的阴影部分拼成的一个长方形.
(1)设图1阴影部分的面积为S1,图2中阴影部分的面积为S2,请直接用含a,b的式子表示S1= ,S2= ,写出上述过程中所揭示的乘法公式 ;
(2)直接应用,利用这个公式计算:
①(﹣x﹣y)(y﹣x);
②102×98.
(3)拓展应用,试利用这个公式求下面代数式的结果.
(3+1)×(32+1)×(34+1)×(38+1)×(316+1)×…×(31024+1)+1.
【解答】解:(1)S1=a2﹣b2,S2=(a+b)(a﹣b),
∵S1=S2,
∴a2﹣b2=(a+b)(a﹣b).
(2)①(﹣x﹣y)(y﹣x)=(﹣x)2﹣y2=x2﹣y2;
②102×98=(100+2)×(100﹣2)=9996.
(3)(3+1)×(32+1)×(34+1)×(38+1)×(316+1)......×(31024+1)+1,
=(3﹣1)×[(3+1)×(32+1)×(34+1)×(38+1)×(316+1)......×(31024+1)]÷(3﹣1)+1,
=(32﹣1)×(32+1)×(34+1)×(38+1)×(316+1)......×(31024+1)÷2+1,
=[(31024)2﹣12]÷2+1,
=(32048﹣1)÷2+1,
=
17.(2021秋•大连期末)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).
【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.
18.(2021春•奉化区校级期末)某同学利用若干张正方形纸片进行以下操作:
(1)从边长为a的正方形纸片中减去一个边长为b的小正方形,如图1,再沿线段AB把纸片剪开,最后把剪成的两张纸片拼成如图2的等腰梯形,这一过程所揭示的公式是 .
(2)先剪出一个边长为a的正方形纸片和一个边长为b的正方形纸片,再剪出两张边长分别为a和b的长方形纸片,如图3,最后把剪成的四张纸片拼成如图4的正方形.这一过程你能发现什么代数公式?
(3)先剪出两个边长为a的正方形纸片和一个边长为b的正方形纸片,再剪出三张边长分,别为a和b的长方形纸片,如图5,你能否把图5中所有纸片拼成一个长方形?如果可以,请画出草图,并写出相应的等式,如果不能,请说明理由.
【解答】解:(1)图1的面积为a2﹣b2,图2的面积为(2a+2b)(a﹣b)=(a+b)(a﹣b),因此有a2﹣b2=(a+b)(a﹣b),
故答案为:a2﹣b2=(a+b)(a﹣b);
(2)拼图前的面积为a2+2ab+b2,拼图后的面积为(a+b)2,因此可得a2+2ab+b2=(a+b)2,即完全平方公式;
(3)拼图前的面积为2a2+3ab+b2,因此可以拼成长(2a+b),宽为(a+b)的长方形,拼图如图所示:
19.(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).
【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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