2023年初升高数学衔接数学讲义.pdf
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1、课堂瞎记课堂瞎记课堂笔记第 1 页第一章乘法公式与因式分解1.1 乘法公式我们知道(a+b)2=a2+2ab+b2,将公式左边的指数变为 3 时,又有什么结论呢?由于(a+b)3=(a+b)2(a+b)=a2+2ab+b2(a+b)=a3+a2b+2a2b+2ab2+ab2+b3=a3+3a2b+3ab2+b3,因此得到和 的 立 方 公 式(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3将公式中的 b 全部改为-b,又得到差 的 立 方 公 式(a-b)3=a3-3a2b+3ab2-b3上述两个公式称为完 全 立 方 公 式,它们可以合写为(a b)3=a3 3a2b+3ab2 b3【例 1】化
2、简:(x+1)3-x x2+3x+3【解】(x+1)3-x x2+3x+3=x3+3x2+3x+1-x3-3x2-3x=1 由完全立方公式可得(a+b)3-3a2b-3ab2=a3+b3,即(a+b)(a+b)2-3ab=a3+b3,由此可得立 方 和 公 式(a+b)a2-ab+b2=a3+b3将立方和公式中的 b 全部改为-b,得到立 方 差 公 式(a-b)a2+ab+b2=a3-b3【例 2】对任意实数 a,试比较(1+a)(1-a)1+a+a2 1-a+a2 与 1 的大小【分析】观察(1+a)(1-a)1+a+a2 1-a+a2 的结构特点,可运用立方和(差)公式将其化简【解】(1
3、+a)(1-a)1+a+a2 1-a+a2=(1+a)1-a+a2(1-a)1+a+a2=1+a3 1-a3=1-a6因为 1-a6-1=-a6,对任意实数 a,-a6 0,所以(1+a)(1-a)1+a+a2 1-a+a2 1 2023年初升高衔接数学讲义第 2 页课堂笔记通 过 将 完 全 平 方 公 式(a+b)2=a2+2 ab+b2中 的 指 数 2 推 广 到 3,我 们 得 到 了完 全 立 方 公 式 有 兴 趣 的 同 学 可 以 将 指 数 推 广 到 4,5,另 外,我 们 也 可 以 从 项数的角度推广(a+b+c)2=(a+b)+c 2=(a+b)2+2(a+b)c+
4、c2=a2+2 ab+b2+2 ac+2 bc+c2=a2+b2+c2+2 ab+2 bc+2 ca 灵活应用等式(a+b+c)2=a2+b2+c2+2 ab+2 bc+2 ca,可以为代数式运算带来方便【例 3】已知 a+b+c=0,ab+bc+ca=-12,求下列各式的值:(1)a2+b2+c2(2)a4+b4+c4【分析】将(1)与已知联系,联想已知中的等式,发现可将 a2+b2+c2用 a+b+c和 ab+bc+ca表示由于 a4+b4+c4=a2 2+b2 2+c2 2,由(1)得到启发,如果知道 a2b2+b2c2+c2a2的值,就能得解【解】(1)(a+b+c)2=a2+b2+c
5、2+2 ab+2 bc+2 ca 由上式和已知得 0=a2+b2+c2-1,即 a2+b2+c2=1(2)由 ab+bc+ca=-12,得 a2b2+b2c2+c2a2+2 abc(a+b+c)=14因为 a+b+c=0,所以 a2b2+b2c2+c2a2=14再由(1)的结论,得 a4+b4+c4+2 a2b2+2 b2c2+2 c2a2=1 因此 a4+b4+c4=12【例 4】已知 x2+x-1=0,求证:(x+1)3-(x-1)3=8-6 x【证法 1】(x+1)3-(x-1)3=x3+3 x2+3 x+1-x3-3 x2+3 x-1=x3+3 x2+3 x+1-x3+3 x2-3 x
6、+1=6 x2+2 由已知得 x2=1-x,故 6 x2+2=6(1-x)+2=8-6 x 因此,(x+1)3-(x-1)3=8-6 x【证法 2】(x+1)3-(x-1)3=(x+1-x+1)(x+1)2+(x+1)(x-1)+(x-1)2=2 x2+2 x+1+x2-1+x2-2 x+1=6 x2+2 以下同证法 1课堂瞎记课堂瞎记课堂笔记第 3 页习题 1.11.若 a+b=8,ab=2,则 a3+b3=()A.128 B.464 C.496 D.5122.若 x+y+z=0,则 x3+y3+z3=()A.0 B.x2y+y2z+z2xC.x2+y2+z2D.3 x yz3.设 A=n+
7、1n 3,B=n3+1n3+6,对 于 任 意 n 0,则 A,B 大 小 关 系 为()A.A B B.A B C.A B D.不一定4.(5-x)25+5 x+x2=5.观察下列各式的规律:(a-b)(a+b)=a2-b2,(a-b)a2+ab+b2=a3-b3,(a-b)a3+a2b+ab2+b3=a4-b4可得到(a-b)an+an-1b+abn-1+bn=(其中 n 为正整数)6.求函数 y=(x-2)3-x3的最大值7.当 x=33 时,求代数式 2 x+1x 4 x2-2+1x2-1x3的值8.已 知 a,b,c 为 非 零 实 数,a2+b2+c2 x2+y2+z2=(ax+b
8、y+cz)2,求 证:xa=yb=zc第 4 页课堂笔记 1.2 因式分解因 式 分 解 就 是 将 一 个 多 项 式 化 成 几 个 整 式 的 积 的 形 式,它 与 多 项 式 乘 法 运 算是 互 逆 变 形 我 们 已 学 过 两 种 分 解 因 式 的 方 法:提 取 公 因 式 法 与 公 式 法 下 面 我们继续学习一些分解因式的方法1.十字相乘法我们知道,形如 x2+(p+q)x+pq 的二次三项式,它的特点是二次项系数是 1,常数 pq 与一次项系数 p+q 可以通过如图1 2-1 的“十字相乘,乘积相加”方式建立联系,得到 x2+(p+q)x+pq=(x+p)(x+q)
9、这种方法能否推广呢?如果要对 2 x2-7 x+3 分解因式,我们把二次项系数 2 分解为 1 2,把常数项 3 分解成 1 3 或(-1)(-3),按图1 2-2 至图1 2-5 的运算方式,也用“十字相乘,乘积相加”验算12 311 3+2 1=512 131 1+2 3=712-3-11-3+2-1=-512-1-31-1+2-3=-7图1.2-2 图1.2-3 图1.2-4 图1.2-5可以发现图1 2-5 对应的结果 1(-1)+2(-3)=-7,恰好等于一次项系数-7 由于(x-3)(2 x-1)=2 x2-7 x+3,从而2 x2-7 x+3=(x-3)(2 x-1)像 这 样,
10、通 过 十 字 交 叉 线 帮 助,把 二 次 三 项 式 分 解 因 式 的 方 法,叫 做 十 字 相 乘法【例 1】将下列各式分解因式:(1)2 x2+x-3;(2)-6 a2+7 a+5【分析】(1)因为 2=1 2,-3=(-1)3=1(-3),且一次项系数是 1,所以可按图1 2-6用十字相乘法分解因式(2)当二次项系数为负时,二次项系数分解成的两个因数异号,则十字辅助图的各种可能性就会更多因此先把负号提到括号外面,即-6 a2+7 a+5=-6 a2-7 a-5,然后再把 6 a2-7 a-5按图1 2-7用十字相乘法分解因式【解】(1)因为 1 3+2(-1)=1,恰好等于一次
11、项系数 1,所以2 x2+x-3=(x-1)(2 x+3)(2)因为-6 a2+7 a+5=-6 a2-7 a-5,而根据十字相乘法,6 a2-7 a-5=(2 a+1)(3 a-5),所以-6 a2+7 a+5=-(2 a+1)(3 a-5)【例 2】分解因式:x2-x 2-x2-x-2 11pq1 p+1 q=p+q图1.2-1123-1123-1图1.2-6图1.2-7课堂瞎记课堂瞎记课堂笔记第 5 页【分析】先将 x2-x视为一个整体,通过两次十字相乘法得到解决【解】x2-x 2-x2-x-2=x2-x-2 x2-x+1=(x-2)(x+1)x2-x+1 2.分组分解法观察多项式 x
12、m+x n+ym+yn,它的各项并没有公因式,因此不能用提取公因式来分解因式;这是一个四项式,因此也不能直接用公式法或十字相乘法来分解因式观察多项式的各项,前两项有公因式 x,后两项有公因式 y,分别提取后得到 x(m+n)+y(m+n)这时又有了公因式(m+n),因此能把多项式 x m+x n+ym+yn 分解因式分解过程是x m+x n+ym+yn=x(m+n)+y(m+n)=(m+n)(x+y)一 般 地,如 果 把 一 个 多 项 式 的 项 适 当 分 组,并 提 出 公 因 式 后,各 组 之 间 又 出 现新的公因式,那么这个多项式就可以用分组方法来分解因式【例 3】将下列各式分
13、解因式:(1)x3-x2+x-1;(2)x2+4(x y-1)+4 y2【解】(1)【解法 1】x3-x2+x-1=x3-x2+(x-1)=x2(x-1)+(x-1)=(x-1)x2+1【解法 2】x3-x2+x-1=x3+x-x2+1=x x2+1-x2+1=x2+1(x-1)(2)x2+4(x y-1)+4 y2=x2+4 x y-4+4 y2=x2+4 x y+4 y2-4=(x+2 y)2-4=(x+2 y+2)(x+2 y-2)【注】本题第(2)小题的解法是先将多项式分组,再用公式法分解因式先 将 多 项 式 分 组 后 分 解 因 式 的 方 法 称 为 分 组 分 解 法 用 这
14、 种 方 法 分 解 因 式,分组时应预见到下一步分解的可能性【例 4】分解因式:x3+3 x-4【分析】本题用前面学过的方法似乎均不奏效,若将其中一项拆成两项,就可考虑分组分解【解】x3+3 x-4=x3+3 x-1-3=x3-1+(3 x-3)=(x-1)x2+x+1+3(x-1)=(x-1)x2+x+4【例 5】已知 x3-2 x2y-x y2+2 y3=0,x y 0,化简:x z-2 yz+1 第 6 页课堂笔记【解】因为 x3-2 x2y-x y2+2 y3=x2(x-2 y)-y2(x-2 y)=(x-2 y)x2-y2=(x-2 y)(x+y)(x-y),所以(x-2 y)(x
15、+y)(x-y)=0 又因为 x y 0,所以 x+y 0,x-y 0,即只有 x-2 y=0 从而x z-2 yz+1=z(x-2 y)+1=1 习题 1.21.对多项式 4 x2+2 x-y-y2用分组分解法分解因式,下面分组正确的是()A.4 x2+2 x-y+y2 B.4 x2+2 x-y2-y C.4 x2-y+2 x-y D.4 x2-y+(2 x-y2)2.要 使 二 次 三 项 式 x2-6 x+m 在 整 数 范 围 内 可 分 解,m 为 正 整 数,那 么 m 的 取值可以有()A.2 个 B.3 个 C.5 个 D.6 个3.把多项式 2 ab+1-a2-b2分解因式,
16、结果是()A.(a+b-1)(b-a+1)B.(a-b+1)(b-a+1)C.(a+b-1)(a-b+1)D.(a-b+1)(a-b-1)4.m4+m2+1=m4+-m2+1=m2+m2+5.将下列各式分解因式:(1)4 x2-x-3;(2)3 x2+2 ax-a26.将下列各式分解因式:(1)x3-y3-x2y+x y2;(2)2 a2-b2+ab-2 a+b 7.已知 m=x-y,n=x y,试用 m,n 表示 x3+y3 28.当 x=-1 时,x3+2 x2-5 x-6=0 请 根 据 这 一 事 实,将 x3+2 x2-5 x-6 分 解因式课堂瞎记课堂瞎记课堂笔记第 7 页第一章测
17、试题(满分为 100 分,考试时间 45 分钟)一、选择题(本题有 6 小题,每小题 5 分,共 30 分)1.多项式-3 y2-2 yx+x2分解因式的结果是()A.-(y+x)(3 y+x)B.(x+y)(x-3 y)C.-(y-x)(3 y-x)D.(x+y)(3 x-y)2.若 a3-b3=3 a2b-3 ab2+1,其中 a,b 为实数,则 a-b=()A.0 B.-1 C.1 D.13.若 多 项 式 2 x2+7 x+m 分 解 因 式 的 结 果 中 有 因 式 x+3,则 此 多 项 式 分 解 因 式的结果中另一因式为()A.2 x-1 B.2 x+1 C.x+1 D.x-
18、14.若 a+1a=3,则 a2+a3+a4+1a2+1a3+1a4=()A.7 B.25 C.47 D.725.多项式 4-x2-2 x y-y2分解因式的结果是()A.(2+x+y)(2-x-y)B.(2+x+y)(2-x+y)C.(1+x-y)(4-x-y)D.(1-x+y)(4+x+y)6.若 x-y-z=3,yz-x y-x z=3,则 x2+y2+z2=()A.0 B.3 C.9 D.-1二、填空题(本题有 3 小题,每小题 8 分,共 24 分)7.若 8 x3+12 x2y2+6 x y4+y6可分解为 2 x+ym 3,则 m=8.若关于 x 的二次三项式 ax2+3 x-9
19、 的两个因式的和为 3 x,则 a=9.x2+x+1x2+1x-4=1x+x+1x+x-三、解答题(本题有 3 小题,第 10,1 1 题各 15 分,第 12 题 16 分,共 46 分)10.分解因式:(1)x3-5 x2+6 x;(2)4 m3+m-1 11.已知 x2-x-1=0,求 x5-x4-3 x3+3 x2+x 的值12.已知a2-9 x2+6 x y-y2(a+3 x)2-(ay+3 x y)=1,求证:y=6 x 第 8 页课堂笔记第二章分式与根式 2.1 分式及其运算1.分式的运算分 式 运 算 与 因 式 分 解 关 系 密 切,掌 握 了 各 种 乘 法 公 式 和
20、因 式 分 解 方 法,可 以 使我们的分式运算能力得到提高【例 1】计算:a2+7 a+10a2-a+1a3+1a2+4 a+4a+1a+2【分析】分式乘除运算与约分相关,应考虑先将各分式的分子分母分解因式【解】原式=a+2 a+5 a2-a+1a+1 a2-a+1 a+2 2a+2a+1=a+5【例 2】先 化 简,再 求 值:m2+n2m2+2 mn+n2-2mnm+nmn 2 m3+3 m2n+3 mn2+n3m3+m2n-mn2-n3,其中 m=57,n=3【分析】分式混合运算时需合理安排运算顺序,小心完成每一步本题代数式最后乘上的分式其分子是完全立方,分母可以进行分组分解【解】原式
21、=m2+n2(m+n)2-2mnm2n2(m+n)2(m+n)3(m+n)2(m-n)=m2+n2(m+n)2-2 mn(m+n)2(m+n)(m-n)=m2-2 mn+n2(m+n)2(m+n)(m-n)=m-nm+n当 m=57,n=3 时,原式=m-nm+n=57-357+3=910【例 3】已知xx2-3 x+1=1,求x2x4-9 x2+1的值【分析】观察题目特点,对条件与结论采用取倒数处理,建立条件与结论间的联系,从而达到解题的目的【解】因为xx2-3 x+1=1,所以x2-3 x+1x=1,得 x+1x=4 于是x4-9 x2+1x2=x2+1x2-9=x+1x 2-1 1=16
22、-1 1=5 因此x2x4-9 x2+1=15【注】本题解答中灵活应用了 x2+1x2=x+1x 2-2 2.分式的证明【例 4】已知 b+1c=1,c+1a=1,求证:a+1b=1,课堂瞎记课堂瞎记课堂笔记第 9 页【分析】由已知两式消去 c,即可得到含 a,b的关系式【解】由 b+1c=1,得1c=1-b;由 c+1a=1,得 c=1-1a所以(1-b)1-1a=1,得 1-1a-b+ba=1,即-1a-b+ba=0 两边都乘以 a,得-1-ab+b=0,两边再都除以 b,得-1b-a+1=0,移项得a+1b=1【例 5】已知 abc=1,求证:aab+a+1+bbc+b+1+cac+c+
23、1=1【分析】此题直接通分太繁,不可取观察求证式子的左边,发现作轮换 a b c a,可将其中一项变为另两项,结合已知条件,可以有以下两种策略【解】【解法 1】因为 abc=1,所以 a,b,c 均不为零原式=aab+a+1+aba(bc+b+1)+abcab(ac+c+1)=aab+a+1+ababc+ab+a+abcabac+abc+ab=aab+a+1+ab1+ab+a+1a+1+ab=a+ab+1ab+a+1=1【解法 2】因为 abc=1,所以 a,b,c 均不为零原式=aab+a+abc+bbc+b+1+bcb(ac+c+1)=1b+1+bc+bbc+b+1+bcbac+bc+b=
24、1b+1+bc+bbc+b+1+bc1+bc+b=1+b+bcbc+b+1=1 3.繁分式我们知道,像2m,ab1+b,这样分母中含有字母的代数式叫做分式而像1x+1x,a1+bb1+a,这样分子或分母中含有分式的分式就叫繁分式繁 分 式 可 以 通 过 适 当 的 代 数 变 换 转 化 成 普 通 的 分 式 例 如,1x+1x=xx x+1x=xx2+1【例 6】化 简:1+1-xx1-1-x yx y【分析】对于繁分式化简,可以利用分式基本性质,在分式的分子、分母上都乘以它们各分母的最简公分母,从而达到使分子、分母转化为整式的目的;也可以利用分式的概念,将繁分式转化为分式的除法第10
25、页课堂笔记【解】【解法 1】原式=1+1-xx x y1-1-x yx y x y=x y+y-x yx y-1+x y=y2 x y-1【解法 2】原式=1+1-xx 1-1-x yx y=x+1-xxx y-1+x yx y=y2 x y-1【例 7】化简:x+1x 2-x+1x-11-x-1x 2x2+1x2-x-1x+3x2+1x2-2 x-2x+3【分析】观察发现,上式中出现最多的是 x+1x,而 x2+1x2=x+1x 2-2,因此设 x+1x=a,原式的形就变简单了,从而有利于化简换元法在繁分式化简中是一种常用的方法【解】设 x+1x=a,则 x2+1x2=x+1x 2-2=a2
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