八年级数学竞赛例题专题讲解5:和差化积--因式分解的应用
专题05 和差化积
——因式分解的应用
阅读与思考:
因式分解是代数变形的有力工具,在以后的学习中,因式分解是学习分式、一元二次方程等知识的基础,其应用主要体现在以下几个方面:
1.复杂的数值计算;
2.代数式的化简与求值;
3.简单的不定方程(组);
4.代数等式的证明等.
有些多项式分解因式后的结果在解题中经常用到,我们应熟悉这些结果:
1. 4224(22)(22)x x x x x +=++-+;
2. 42241(221)(221)x x x x x +=++-+;
3. 1(1)(1)ab a b a b ±±+=±±;
4.1(1)(1)ab a b a b ±-=± ;
5. 3332223()()a b c abc a b c a b c ab bc ac ++-=++++---.
例题与求解
【例1】已知0≠ab ,2220a ab b +-=,那么22a b a b
-+的值为___________ . (全国初中数学联赛试题) 解题思路:对已知等式通过因式分解变形,寻求a ,b 之间的关系,代入关系求值.
【例2】a ,b ,c 是正整数,a >b ,且27a ab ac bc --+=,则a c -等于(
).
A . -1
B .-1或-7
C .1 D.1或7
(江苏省竞赛试题) 解题思路:运用因式分解,从变形条件等式入手,
在字母允许的范围内,把一个代数式变换成另一个与它恒等的代数式称代数式的恒等变形,它是研究代数式、方程和函数的重要工具,换元、待定系数、配方、因式分解又是恒等变形的有力工具. 求代数式的值的基本方法有;
(1)代入字母的值求值;
(2)代入字母间的关系求值;
(3)整体代入求值.
【例3】计算:(1) 32321997219971995199719971998
--+- (“希望杯”邀请赛试题) (2)444444444411111(2)(4)(6)(8)(10)4444411111(1)(3)(5)(7)(9)44444
++++++++++ (江苏省竞赛试题) 解题思路:直接计算,则必然繁难,对于(1),不妨用字母表示数,通过对分子、分母分解因式来探求解题思路;对于(2),可以先研究41()4x +的规律.
【例4】求下列方程的整数解.
(1)64970xy x y +--=; (上海市竞赛试题)
(2)222522007x xy y ++=. (四川省竞赛试题) 解题思路:不定方程、方程组没有固定的解法,需具体问题具体分析,观察方程、方程组的特点,利用整数解这个特殊条件,从分解因式入手.
解不定方程的常用方法有:
(1)穷举法; (2)配方法; (3)分解法; (4)分离参数法.
用这些方程解题时,都要灵活地运用质数合数、奇数偶数、整除等与整数相关的知识.
【例5】已知3a b +=,2ab =,求下列各式的值:
(1) 22a b ab +; (2) 22a b +; (3)
2211a b
+. 解题思路:先分解因式再代入求值.
【例6】一个自然数a 恰等于另一个自然数b 的立方,则称自然数a 为完全立方数,如27=33,27就是一个完全立方数.若a =19951993×199519953-19951994×199519923,求证:a 是一个完全立方数. (北京市竞赛试题)
解题思路:用字母表示数,将a 分解为完全立方式的形式即可.
能力训练
A 级
1. 如图,有三种卡片,其中边长为a 的正方形卡片1张,边长分别为a ,b 的长方形卡片6张,边长为b 的正方形卡片9张,用这16张卡片拼成一个正方形,则这个正方形的边长为 ________.
(烟台市初中考试题)
b a b
b a a
2.已知223,4x y x y xy +=+-=,则4433x y x y xy +++的值为__________.(江苏省竞赛试题)
3.方程25510x xy x y --+-=的整数解是__________. (“希望杯”邀请赛试题)
4. 如果2(1)1x m x -++是完全平方式,那么m 的值为__________. (海南省竞赛试题)
5. 已知22230x xy y -+=(0≠xy ),则x y y x
+的值是( ). A .2,122 B .2 C .122 D .12,22
-- 6.当1x y -=,43322433x xy x y x y xy y ---++的值为( ).
A . -1
B .0
C .2
D .1
7.已知a b c >>,222222
M a b b c c a N ab bc ca =++=++,,则M 与N 的大小关
系是( ).
A . M <N
B .M >N
C .M =N
D .不能确定
(“希望杯”邀请赛试题)
8.n 为某一自然数,代入代数式3
n n -中计算其值时,四个同学算出如下四个结果,其中正确的结果只能是( ).
A . 388944
B .388945
C .388954
D .388948
(五城市联赛试题)
9.计算: (1) 333
1999100099919991000999
--?? (北京市竞赛试题) (2) 33
33
22223111122222311111++ (安徽省竞赛试题)
10. 一个自然数a 恰好等于另一个自然数b 的平方,则称自然数a 为完全平方数,如64=82,64就是一个完全平方数,若a =19982+19982×19992+19992,求证:a 是一个完全平方数.
(北京市竞赛试题)
11.已知四个实数a ,b ,c ,d ,且a b ≠,c d ≠,若四个关系式224,b 4a ac bc +=+=,82=+ac c ,28d ad +=,同时成立.
(1)求a c +的值;
(2)分别求a ,b ,c ,d 的值.
(湖州市竞赛试题)
B 级
1.已知n 是正整数,且4216100n n -+是质数,那么n ____________ .
(“希望杯”邀请赛试题)
2.已知三个质数,,m n p 的乘积等于这三个质数的和的5倍,则222m n p ++=________ .
(“希望杯”邀请赛试题)
3.已知正数a ,b ,c 满足3ab a b bc b c ac c a ++=++=++=,则
(1)(1)(1)a b c +++=_________ . (北京市竞赛试题)
4.在日常生活中如取款、上网等都需要密码,有一种用“因式分解”法产生的密码,方便记忆.原理是:如对于多项式44x y -,因式分解的结果是22()()()x y x y x y -++,若取x =9,y =9时,则各个因式的值是:22()0,()18,()162x y x y x y -=+=+=,于是就可以把“0181 62”作为一个六位数的密码,对于多项式32
4x xy -,取x =10,y =10时,用上述方法产生的密码是:__________.(写出一个即可).
(浙江省中考试题)
5.已知a ,b ,c 是一个三角形的三边,则444222222222a b c a b b c c a ++---的值( ).
A .恒正
B .恒负
C .可正可负
D .非负
(太原市竞赛试题)
6.若x 是自然数,设4322221y x x x x =++++,则( ).
A . y 一定是完全平方数
B .存在有限个x ,使y 是完全平方数
C . y 一定不是完全平方数
D .存在无限多个x ,使y 是完全平方数
7.方程2223298x xy x --=的正整数解有( )组.
A .3
B .2
C .1
D .0
(“五羊杯”竞赛试题)
8.方程24xy x y -+=的整数解有( )组.
A .2
B .4
C .6
D .8
(”希望杯”邀请赛试题)
9.设N =695+5×694+10×693+10×692+5×69+1.试问有多少个正整数是N 的因数?
(美国中学生数学竞赛试题)
10.当我们看到下面这个数学算式333337133713503724372461
++==++时,大概会觉得算题的人用错了运算法则吧,因为我们知道3333a b a b c d c d
++≠++.但是,如果你动手计算一下,就会发现上式并没有错,不仅如此,我们还可以写出任意多个这种算式:
333331313232++=++,333352525353++=++,333373737474++=++,3333107107103103
++=++,… 你能发现以上等式的规律吗?
11.按下面规则扩充新数:
已有a ,b 两数,可按规则c ab a b =++扩充一个新数,而以a ,b ,c 三个数中任取两数,按规则又可扩充一个新数,…每扩充一个新数叫做一次操作. 现有数1和4,求:
(1) 按上述规则操作三次得到扩充的最大新数;
(2) 能否通过上述规则扩充得到新数1999,并说明理由.
(重庆市竞赛试题)
12.设k ,a ,b 为正整数.k 被22
,a b 整除所得的商分别为m ,16+m .
(1)若a ,b 互质,证明22a b -与22,a b 互质; (2)当a ,b 互质时.求k 的值;
( 3)若a ,b 的最大公约数为5,求k 的值.
(江苏省竞赛试题)