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解:原式​$=(1000+1)²$​
​$=1000²+2×1000×1+1²$​
​$=1002001$​
解:原式​$=2024²-(2024-1)×(2024+1)$​
​$=2024²-(2024²-1²)$​
​$=2024²-2024²+1²$​
​$=1$​
解:​$(a-b)³=[a+(-b)]³$​
​$=a³+3a²(-b)+3a(-b)²+(-b)³$​
​$=a³-3a²b+3ab²-b³$​
3021
1216
7224
5609
3016
4221
9025
解:​$(2)$​设这两个两位数为​$10a+b$​与​$10a+10-b,$​
则​$(10a+b)(10a+10-b)= 100a(a+1)+b(10-b)$​
​$(3)(10a+b)(10a+10-b)= 100a²+100a-10ab+10ab+10b-b²$​
​$=100a²+100a+10b-b²= 100a(a+1)+b(10-b)$​
【分析】
对于(1),观察到1001可拆分为1000+1,恰好匹配完全平方公式$(a+b)^2=a^2+2ab+b^2$的形式,将1001转化为1000+1后,代入公式展开计算,能大幅简化大数平方的运算。
对于(2),发现2023=2024-1,2025=2024+1,因此2023×2025可写成$(2024-1)(2024+1)$,符合平方差公式$(a-b)(a+b)=a^2-b^2$的形式,先利用平方差公式计算乘法部分,再进行整式加减运算,可避免复杂的大数乘法。
【解析】
(1)
$\begin{aligned}原式=(1000 + 1)^{2} \\= 1000^{2} + 2 × 1000 × 1 + 1^{2} \\= 1000000 + 2000 + 1 \\= 1002001\end{aligned}$
(2)
$\begin{aligned}原式=2024^{2} - (2024 - 1)(2024 + 1) \\= 2024^{2} - (2024^{2} - 1) \\= 2024^{2} - 2024^{2} + 1 \\= 1\end{aligned}$
【答案】
(1)$\boldsymbol{1002001}$;(2)$\boldsymbol{1}$
【知识点】
完全平方公式,平方差公式
【点评】
本题核心考查乘法公式的灵活应用,通过对数字进行合理变形,使其契合公式结构,能有效简化大数运算,降低计算难度,提升运算的准确性与效率,需熟练掌握完全平方公式和平方差公式的结构特征。
【难度系数】
0.8
【分析】
要推导$(a-b)^3$的计算结果,我们可以类比推导$(a-b)^2$的方法:先将$(a-b)$转化为$[a+(-b)]$,把$-b$看作一个整体,代入已知的$(a+b)^3=a^3+3a^2b+3ab^2+b^3$公式中,再根据幂的运算性质化简每一项,最终得到$(a-b)^3$的展开式。具体思路为:第一步完成形式转化,第二步代入公式展开,第三步化简各项的符号与乘方运算。
【解析】
$\begin{aligned}(a-b)^{3}&=[a+(-b)]^{3}\\&=a^{3}+3a^{2}(-b)+3a(-b)^{2}+(-b)^{3}\\&=a^{3}-3a^{2}b + 3ab^{2}-b^{3}\end{aligned}$
【答案】
$\boldsymbol{(a-b)^{3}=a^{3}-3a^{2}b + 3ab^{2}-b^{3}}$
【知识点】
完全立方公式推导、整体代换思想、幂的符号运算
【点评】
本题类比完全平方公式的推导思路,考查完全立方公式的推导能力,核心体现了整体代换的数学思想,要求学生能将未知的$(a-b)^3$转化为已知的$(a+b)^3$形式计算,着重培养知识迁移与类比推理的能力。
【难度系数】
0.7
【分析】
1. 第(1)问:直接运用两位数乘两位数的计算法则,分别计算出每道算式的结果即可。
2. 第(2)问:观察第(1)问的算式,发现两个因数的十位数字相同,个位数字之和为10;设十位数字为$a$,个位数字分别为$b$和$c$($b+c=10$),用字母表示出因数和积的关系即可。
3. 第(3)问:利用多项式乘多项式的运算法则展开$(10a+b)(10a+c)$,再代入$b+c=10$进行化简,即可验证总结的规律。
4. 第(4)问:运用第(2)问总结的规律,直接口算得出结果,即先计算十位数字$a$与$a+1$的乘积作为前几位,再计算个位数字的乘积作为后两位,组合起来就是最终结果。
【解析】
(1) 计算:
① $53×57=(50+3)(50+7)=50^2 + 50×7 + 3×50 + 3×7=2500+350+150+21=3021$;
② $38×32=(30+8)(30+2)=30^2 + 30×2 + 8×30 + 8×2=900+60+240+16=1216$;
③ $84×86=(80+4)(80+6)=80^2 + 80×6 + 4×80 + 4×6=6400+480+320+24=7224$;
④ $71×79=(70+1)(70+9)=70^2 + 70×9 + 1×70 + 1×9=4900+630+70+9=5609$。
(2) 观察特征:两个因数的十位数字相同,个位数字之和为10。
设两个因数的十位数字为$a$,个位数字分别为$b$和$c$,且$b + c=10$,则规律可表示为:$(10a + b)(10a + c)=100a(a + 1)+bc$。
(3) 推导验证:
根据多项式乘多项式法则,展开左边得:
$(10a + b)(10a + c)=100a^2 + 10ac + 10ab + bc=100a^2 + 10a(b + c) + bc$,
因为$b + c=10$,将其代入上式:
$100a^2 + 10a×10 + bc=100a^2 + 100a + bc=100a(a + 1)+bc$,
所以$(10a + b)(10a + c)=100a(a + 1)+bc$成立。
(4) 利用规律口算:
① $58×52$:十位数字$a=5$,$5×(5+1)=30$,个位数字$8×2=16$,故结果为$3016$;
② $63×67$:十位数字$a=6$,$6×(6+1)=42$,个位数字$3×7=21$,故结果为$4221$;
③ $95^2=95×95$:十位数字$a=9$,$9×(9+1)=90$,个位数字$5×5=25$,故结果为$9025$。
【答案】
(1)① $3021$;② $1216$;③ $7224$;④ $5609$
(2) 设两个因数的十位数字为$a$,个位数字分别为$b$和$c$,且$b + c=10$,则$(10a + b)(10a + c)=100a(a + 1)+bc$
(3) 推导过程如解析所示
(4)① $3016$;② $4221$;③ $9025$
【知识点】
多项式乘多项式,数字规律探究,有理数乘法
【点评】
本题通过“计算—观察归纳—推导验证—应用”的完整流程,考查了数字规律的探究能力和多项式乘法的运算能力,既巩固了整式乘法的基础知识,又培养了从具体实例中抽象出一般规律的思维,同时利用规律可简化同类型的乘法计算,提升运算效率。
【难度系数】
0.6