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解:原式$=(2p)^2 - (3q)^2 = 4p^2 - 9q^2$
解:原式$=(-y)^2 - (\frac{1}{3}x)^2 = y^2 - \frac{1}{9}x^2$
解:原式$=(-2y^2)^2 - (3x)^2 = 4y^4 - 9x^2$
解:原式$=-[(3m^2)^2 - n^2] = -(9m^4 - n^2) = n^2 - 9m^4$
解:原式$=(\frac{1}{2}a^m)^2 - (b^n)^2 = \frac{1}{4}a^{2m} - b^{2n}$
解:原式$=(x^2 - 9)-[(x \cdot x)+(x \cdot (-3))+(2 \cdot x)+(2 \cdot (-3))]$
$=x^2 - 9 - (x^2 - 3x + 2x - 6)$
$=x^2 - 9 - x^2 + x + 6$
$=x - 3$
解:原来草坪面积为$a^2\ \text{m}^2。$改造后草坪的长为$(a + 4)\ \text{m},$宽为$(a - 4)\ \text{m},$面积为$(a + 4)(a - 4) = a^2 - 16\ \text{m}^2。$因为$a^2 - 16 < a^2,$所以改造后的草坪面积与原来不相等,面积减少了$16\ \text{m}^2。$
【分析】
首先回忆平方差公式:$(a+b)(a-b)=a^2-b^2$,其核心是两个二项式相乘,其中一项完全相同,另一项互为相反数。解题时,先观察每个式子是否符合该形式,若不符合则调整项的顺序使其符合,再确定式子中的“a”(相同的项)和“b”(互为相反数的项),最后代入公式计算,注意整体平方时的运算规则,比如带系数或字母的项平方要把系数和字母都平方,负数的平方是正数。
对于(1),直接符合平方差公式形式,相同项是5,互为相反数的项是a和-a;
对于(2),直接符合形式,相同项是2mn,互为相反数的项是3和-3;
对于(3),需交换后项顺序,将式子转化为符合公式的形式,此时相同项是2p,互为相反数的项是-3q和3q;
对于(4),交换前项顺序,将式子转化为符合公式的形式,相同项是-y,互为相反数的项是$\frac{1}{3}x$和$-\frac{1}{3}x$,再代入公式计算。
【解析】
(1)根据平方差公式:$(a+b)(a-b)=a^2-b^2$,
原式$=(5 + a)(5 - a)=5^2 - a^2 = 25 - a^2$。
(2)根据平方差公式:$(a+b)(a-b)=a^2-b^2$,
原式$=(2mn + 3)(2mn - 3) = (2mn)^2 - 3^2 = 4m^2n^2 - 9$。
(3)先调整项的顺序,将原式变形为:$(2p - 3q)(2p + 3q)$,
根据平方差公式:$(a+b)(a-b)=a^2-b^2$,
原式$=(2p)^2 - (3q)^2 = 4p^2 - 9q^2$。
(4)先调整项的顺序,将原式变形为:$(-y + \frac{1}{3}x)(-y - \frac{1}{3}x)$,
根据平方差公式:$(a+b)(a-b)=a^2-b^2$,
原式$= (-y)^2 - (\frac{1}{3}x)^2 =y^2 - \frac{1}{9}x^2$。
【答案】
(1)$\boldsymbol{25 - a^2}$;(2)$\boldsymbol{4m^2n^2 - 9}$;(3)$\boldsymbol{4p^2 - 9q^2}$;(4)$\boldsymbol{y^2 - \frac{1}{9}x^2}$
【知识点】
平方差公式,整式乘法运算
【点评】
本题主要考查平方差公式的应用,属于基础题型。解题时需准确识别式子中相同的项和互为相反数的项,对于不符合公式形式的式子要合理调整项的顺序,同时注意整体平方的运算,避免出现$(2mn)^2=2m^2n^2$这类错误,以及负数平方的符号问题,通过练习可加深对平方差公式的理解与运用。
【难度系数】
0.8
【分析】
这四道小题可通过平方差公式或结合多项式乘法法则求解,核心是准确识别式子结构:
1. 对于(1)(2)(3),关键是将式子转化为平方差公式$(a+b)(a-b)=a^2-b^2$的形式,找准公式中的$a$和$b$;
2. 对于(4),先分别用平方差公式计算前一项、多项式乘多项式法则计算后一项,再去括号合并同类项。
具体来说:
(1)把$-2y^2$看作$a$,$3x$看作$b$,原式可变形为$(-2y^2 - 3x)(-2y^2 + 3x)$,符合平方差公式结构;
(2)先对$(3m^2 - n)(3m^2 + n)$用平方差公式计算,再处理前面的负号;
(3)把$\frac{1}{2}a^m$看作$a$,$b^n$看作$b$,原式可变形为$(\frac{1}{2}a^m - b^n)(\frac{1}{2}a^m + b^n)$,直接套用平方差公式;
(4)先计算两个乘积项,再去括号合并同类项即可得到结果。
【解析】
(1)
$\begin{aligned}&(- 2y^{2} - 3x)(3x - 2y^{2}) \\&= (- 2y^{2})^{2} - (3x)^{2} \\&= 4y^{4} - 9x^{2}\end{aligned}$
(2)
$\begin{aligned}&- (3m^{2} - n)(3m^{2} + n) \\&= - [(3m^{2})^{2} - n^{2}] \\&= - (9m^{4} - n^{2}) \\&= n^{2} - 9m^{4}\end{aligned}$
(3)
$\begin{aligned}&(\frac{1}{2}a^{m} - b^{n} )( b^{n} + \frac{1}{2}a^{m} ) \\&= (\frac{1}{2}a^{m})^{2} - (b^{n})^{2} \\&= \frac{1}{4}a^{2m} - b^{2n}\end{aligned}$
(4)
$\begin{aligned}&(x + 3)(x - 3) - (x + 2)(x - 3) \\&= x^{2} - 9 - (x^{2} - x - 6) \\&= x^{2} - 9 - x^{2} + x + 6 \\&= x - 3\end{aligned}$
【答案】
(1)$\boldsymbol{4y^{4} - 9x^{2}}$;
(2)$\boldsymbol{n^{2} - 9m^{4}}$;
(3)$\boldsymbol{\frac{1}{4}a^{2m} - b^{2n}}$;
(4)$\boldsymbol{x - 3}$
【知识点】
平方差公式、多项式乘多项式、合并同类项
【点评】
本题重点考查平方差公式的灵活运用,同时涉及多项式乘法与合并同类项运算。解题时需准确识别平方差公式的结构特征,特别注意符号的处理,避免因符号失误导致计算错误。
【难度系数】
0.6
【分析】
要判断改造前后草坪面积是否相等,需先分别计算原正方形草坪和改造后长方形草坪的面积,再对比两者的大小关系,进而确定面积变化。首先根据正方形面积公式计算原面积,再结合改造后的边长变化确定长方形的长和宽,利用长方形面积公式和整式乘法计算改造后面积,最后作差比较。
【解析】
1. 计算原正方形草坪的面积
已知原正方形草坪边长为$a\ \mathrm{m}$,根据正方形面积公式$S_{\mathrm{正}}=\mathrm{边长}×\mathrm{边长}$,可得原面积:
$S_{\mathrm{原}}=a× a=a^2\ \mathrm{m^2}$
2. 确定改造后长方形的长和宽
东西方向加长$4\ \mathrm{m}$,则改造后长方形的长为$(a+4)\ \mathrm{m}$;南北方向缩短$4\ \mathrm{m}$,则改造后长方形的宽为$(a-4)\ \mathrm{m}$。
3. 计算改造后长方形草坪的面积
根据长方形面积公式$S_{\mathrm{长}}=\mathrm{长}×\mathrm{宽}$,可得改造后面积:
$S_{\mathrm{改}}=(a+4)(a-4)$
利用平方差公式展开得:
$S_{\mathrm{改}}=a^2-4^2=a^2-16\ \mathrm{m^2}$
4. 对比面积并分析变化
因为$a^2-16 < a^2$,且$a^2-(a^2-16)=16\ \mathrm{m^2}$,所以改造后的面积比原来的面积减少了$16\ \mathrm{m^2}$。
【答案】
改造后的草坪面积与原来不相等,面积减少了$16\ \mathrm{m^2}$。
【知识点】
正方形面积公式,长方形面积公式,平方差公式
【点评】
本题考查整式乘法的实际应用,需结合图形边长的变化,准确运用面积公式计算,通过平方差公式简化运算,对比改造前后的面积得出结论,重点在于将实际问题转化为整式运算问题。
【难度系数】
0.6