中学理科新课程教学网 www.likejiaoxue.com 初中数学竞赛辅导 第十讲 整式的乘法与除法
中学代数中的整式是从数的概念基础上发展起来的,因而保留着许多数的特征,研究的内容与方法也很类似.例如,整式的四则运算就可以在许多方面与数的四则运算相类比;也像数的运算在算术中占有重要的地位一样,整式的运算也是代数中最基础的部分,它在化简、求值、恒等变形、解方程等问题中有着广泛的应用.通过整式的运算,同学们还可以在准确地理解整式的有关概念和法则的基础上,进一步提高自己的运算能力.为此,本讲着重介绍整式运算中的乘法和除法. 整式是多项式和单项式的总称.整式的乘除主要是多项式的乘除.下面先复习一下整式计算的常用公式,然后进行例题分析. 正整数指数幂的运算法则: (1)a· a=a; (2)(ab)=ab;
(3)(a)=a; (4)a÷a=a(a≠0,m>n);
Mn
Mn
M
n
M-n
M
n
M+n
n
nn
常用的乘法公式: (1)(a+b)(a+b)=a-b; (2)(a±b)=a2±2ab+b;
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(4)(d±b)=a±3ab+3ab±b; (5)(a+b+c)=a+b+c+2ab+2bc+2ca.
例1 求[x-(x-1)](x-1)展开后,x项的系数 .
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解 [x-(x-1)](x-1)=x(x-1)-(x-1).因为x项只在-(x-1)中出现,所以只要看
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-(x-1)=(1-x)中x项的系数即可.根据乘法公式有
(1-x)=1-3x+3x-x,
所以x项的系数为3.
说明 应用乘法公式的关键,是要理解公式中字母的广泛含义,对公式中的项数、次数、符号、系数,不要混淆,要达到正确、熟练、灵活运用的程度,这样会给解题带来极大便利.
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(x-2)(x-2x+4)-x(x+3)(x-3)+(2x-1).
2
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解 原式=(x-2x+4x-2x+4x-8)-x(x-9)+(4x-4x+1) =(x-4x+8x-8)-(x-9x)+(4x-4x+1) =13x-7=9-7=2.
说明 注意本例中(x-2)(x-2x+4)≠x-8.
例3 化简(1+x)[1-x+x-x+…+(-x)],其中n为大于1的整数. 解 原式=1-x+x-x+…+(-x) +x-x+x+…-(-x)+(-x) =1+(-x).
说明 本例可推广为一个一般的形式:
(a-b)(a+ab+…+ab+b)=a-b.
例4 计算
(1)(a-b+c-d)(c-a-d-b);
(2)(x+2y)(x-2y)(x-8xy+16y).
分析与解 (1)这两个多项式对应项或者相同或者互为相反数,所以可考虑应用平方差公式,分别把相同项结合,相反项结合. 原式=[(c-b-d)+a][(c-b-d)-a]=(c-b-d)2-a2 =c+b+d+2bd-2bc-2cd-a.
(2)(x+2y)(x-2y)的结果是x-4y,这个结果与多项式x-8xy+16y相乘时,不能直接应用公式,但
x-8xy+16y=(x-4y)
与前两个因式相乘的结果x-4y相乘时就可以利用立方差公式了. 原式=(x-4y)(x-4y)=(x-4y)
=(x)-3(x)(4y)+3x·(4y)-(4y)
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4
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4n-1
n-2
n-2
n-1
n
n
n2
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n
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n-1
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n-1
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中学理科新课程教学网 www.likejiaoxue.com 初中数学竞赛辅导 =x-12xy+48xy-64y. 例5 设x,y,z为实数,且
(y-z)+(x-y)+(z-x)
=(y+z-2x)+(x+z-2y)+(x+y-2z),
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解 先将已知条件化简:
左边=2x+2y+2z-2xy-2yz-2xz, 右边=6x+6y+6z-6xy-6yz-6xz.
所以已知条件变形为
2x+2y+2z-2xy-2yz-2xz=0,
即 (x-y)+(x-z)+(y-z)=0. 因为x,y,z均为实数,所以x=y=z.所以
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说明 本例中多次使用完全平方公式,但使用技巧上有所区别,请仔细琢磨,灵活运用公式,会给解题带来益处. 我们把形如
anx+an-1x+…+a1x+a0
(n为非负整数)的代数式称为关于x的一元多项式,常用f(x),g(x),…表示一元多项式.
多项式的除法比较复杂,为简单起见,我们只研究一元多项式的除法.像整数除法一样,一元多项式的除法,也有整除、商式、余式的概念.一般地,一个一元多项式f(x)除以另一个一元多项式g(x)时,总存在一个商式q(x)与一个余式r(x),使得f(x)=g(x)q(x)+r(x)成立,其中r(x)的次数小于g(x)的次数.特别地,当r(x)=0时,称f(x)能被g(x)整除.
n
n-1
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中学理科新课程教学网 www.likejiaoxue.com 初中数学竞赛辅导 例6 设g(x)=3x-2x+1,f(x)=x-3x-x-1,求用g(x)去除f(x)所得的商q(x)及余式r(x).
解法1 用普通的竖式除法
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解法2 用待定系数法.
由于f(x)为3次多项式,首项系数为1,而g(x)为2次,首
r(x)= bx+ c.
根据f(x)=q(x)g(x)+r(x),得
x-3x-x-1
3
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比较两端系数,得
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例7 试确定a和b,使x+ax-bx+2能被x+3x+2整除. 解 由于x+3x+2=(x+1)(x+2),因此,若设
f(x)=x+ax-bx+2,
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假如f(x)能被x+3x+2整除,则x+1和x+2必是f(x)的因式,因此,当x=-1时,f(-1)=0,即 1+a+b+2=0, ① 当x=-2时,f(-2)=0,即 16+4a+2b+2=0, ② 由①,②联立,则有
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练习十
1.计算:
(1)(a- 2b+c)(a+2b-c)-(a+2b+c); (2)(x+y)(x-y);
(3)(a+b+c)(a+b+c-ab-ac-bc). 2.化简:
(1)(2x-y+z-2c+m)(m+y-2x-2c-z);
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