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奇数
证明:设较小的连续偶数为$2n$($n$为整数),则较大的连续偶数为$2n+2。$
$\begin{aligned}&(2n)^2+(2n+2)^2\\=&4n^2+4n^2+8n+4\\=&8n^2+8n+4\\ =&4(2n^2+2n+1) \end{aligned}$
因为$n$为整数,所以$2n^2$是偶数,$2n+1$是奇数,因此$2n^2+2n+1$是奇数,即任意两个连续偶数的平方和是4的奇数倍。
解:(1) 由题意得$x^3+4x^2-5=(x-1)(x^2+mx+n)=x^3+(m-1)x^2+(n-m)x-n,$
对应系数相等可得:$m-1=4,$$n-m=0,$
解得$m=5,$$n=5。$
(2) 把$x=-1$代入$x^3+x^2-9x-9,$得多项式的值为0,
因此多项式$x^3+x^2-9x-9$有因式$x+1,$
设$x^3+x^2-9x-9=(x+1)(x^2+mx+n)=x^3+(m+1)x^2+(n+m)x+n,$
对应系数相等可得:$m+1=1,$$n+m=-9,$
解得$m=0,$$n=-9,$
因此$x^3+x^2-9x-9=(x+1)(x^2-9)=(x+1)(x+3)(x-3)。$
$(2m+n)(m+2n)$
解:② 由题意得长方形纸板的面积为$108\ \mathrm{cm}^2,$每块小长方形纸板的面积为$10\ \mathrm{cm}^2,$
$\therefore 2m^2+5mn+2n^2=108,$$mn=10。$
$\therefore m^2+n^2=29。$
$\because (m+n)^2=m^2+2mn+n^2=29+2×10=49,$且$m+n>0,$
$\therefore m+n=7。$
$\because 2(m+2n+2m+n)=6(m+n)=6×7=42,$
$\therefore$ 题图中所有裁剪线(虚线)的长度之和为$42\ \mathrm{cm}。$
(2) 如图所示。
因式分解结果为$2m^2+7mn+3n^2=(2m+n)(m+3n)。$

【分析】
先观察题目给出的连续偶数平方和的特例,发现结果均为4乘奇数,由此得出第一问结论;第二问采用代数论证法,设较小连续偶数为2n(n为整数),则较大连续偶数为2n+2,通过展开、化简平方和,判断化简后式子中除4外的部分为奇数,从而证明结论。
【解析】
(1) 观察给出的式子:$2^2+4^2=20=4×5$,$5$是奇数;$8^2+10^2=164=4×41$,$41$是奇数;$24^2+26^2=1252=4×313$,$313$是奇数……可发现任意两个连续偶数的平方和是4的奇数倍,故填奇数。
(2) 设较小的连续偶数为$2n$($n$为整数),则较大的连续偶数为$2n+2$。
计算平方和:
$(2n)^2+(2n+2)^2=4n^2 + 4n^2 +8n +4=8n^2+8n+4=4(2n^2+2n+1)$。
因为$n$为整数,所以$2n^2$是偶数,$2n$是偶数,$2n+1$是奇数,偶数加奇数为奇数,故$2n^2+2n+1$是奇数。因此,任意两个连续偶数的平方和是4的奇数倍。
【答案】
(1) 奇数;(2) 论证过程:设较小连续偶数为$2n$($n$为整数),则较大数为$2n+2$,$(2n)^2+(2n+2)^2=4(2n^2+2n+1)$,因$n$为整数,$2n^2+2n+1$是奇数,故结论成立。
【知识点】
整式运算、代数式化简、数的奇偶性判断
【点评】
本题通过特例归纳规律,再用代数方法严谨论证,体现从特殊到一般的数学思想,考查整式运算与数的奇偶性判断,是基础代数应用题目,难度适中。
【难度系数】
0.6
【分析】
本题分为两小问,均需运用试根法分解因式。第(1)问根据已知多项式有因式$x-1$,将右边展开后与原式对比对应系数,即可求出$m$、$n$的值;第(2)问先通过试根找到使多项式值为0的$x$,确定对应的因式,再设分解式展开,对比系数求出二次式的系数,最后对二次式进一步分解得到结果。
【解析】
(1) 将$(x-1)(x^2+mx+n)$展开:
$(x-1)(x^2+mx+n)=x^3+mx^2+nx -x^2 -mx -n=x^3+(m-1)x^2+(n-m)x -n$
与多项式$x^3+4x^2-5$对比,对应系数相等:
$x^2$项系数:$m-1=4$,且原式无$x$项,故$n-m=0$,常数项:$-n=-5$
解得:$m=5$,$n=5$。
(2) 试根:将$x=-1$代入多项式$x^3+x^2-9x-9$,得:
$(-1)^3+(-1)^2-9×(-1)-9=-1+1+9-9=0$,故多项式有因式$x+1$。
设$x^3+x^2-9x-9=(x+1)(x^2+mx+n)$,将右边展开:
$(x+1)(x^2+mx+n)=x^3+mx^2+nx +x^2+mx +n=x^3+(m+1)x^2+(n+m)x +n$
与原式对比系数:
$x^2$项系数:$m+1=1$,常数项:$n=-9$,解得$m=0$。
因此$x^3+x^2-9x-9=(x+1)(x^2-9)$,再利用平方差公式分解$x^2-9=(x+3)(x-3)$,最终得:
$x^3+x^2-9x-9=(x+1)(x+3)(x-3)$。
【答案】
(1) $m=5$,$n=5$;(2) $x^3+x^2-9x-9=(x+1)(x+3)(x-3)$
【知识点】
因式分解(试根法)、多项式乘法、平方差公式
【点评】
本题考查试根法分解因式的应用,核心是通过试根确定多项式的因式,结合多项式展开的系数对应关系求解未知系数,最后利用平方差公式完成二次式分解,步骤清晰,属于因式分解的基础拓展题型,需掌握试根法的操作逻辑。
【难度系数】
0.6
【分析】
(1)①:对于二次三项式$2m^2+5mn+2n^2$,采用十字相乘法因式分解,将二次项系数2拆分为$2×1$,常数项$2n^2$拆分为$2n×n$,验证交叉项乘积和是否等于$5mn$,即可得到因式分解结果;
(1)②:先根据图形得出大长方形面积等于$2m^2+5mn+2n^2$,结合已知面积和小长方形面积$mn$,求出$m^2+n^2$的值,再利用完全平方公式求出$m+n$的值;接着分析裁剪线长度:大长方形的长为$m+2n$,宽为$2m+n$,横向、纵向裁剪线各2条,总长度为$2(m+2n)+2(2m+n)=6(m+n)$,代入$m+n$的值即可计算;
(2):对多项式$2m^2+7mn+3n^2$用十字相乘法,将二次项系数2拆分为$2×1$,常数项$3n^2$拆分为$3n×n$,验证交叉项乘积和为$7mn$,完成因式分解,再根据因式结果拼凑长方形。
【解析】
(1)①:用十字相乘法分解$2m^2+5mn+2n^2$:
$2m^2+5mn+2n^2=(2m+n)(m+2n)$;
(1)②:由题意,大长方形面积为$2m^2+5mn+2n^2=108$,每块小长方形面积$mn=10$,
代入得:$2m^2+2n^2 +5×10=108$,
整理得:$2(m^2+n^2)=58 \implies m^2+n^2=29$,
根据完全平方公式:$(m+n)^2=m^2+2mn+n^2=29+2×10=49$,
因为$m>0,n>0$,所以$m+n=7$,
大长方形的长为$m+2n$,宽为$2m+n$,裁剪线总长度为:
$2(m+2n)+2(2m+n)=6(m+n)=6×7=42(\mathrm{cm})$;
(2):对$2m^2+7mn+3n^2$十字相乘法分解:
$2m^2+7mn+3n^2=(2m+n)(m+3n)$,
画图(画法不唯一):将边长为$2m+n$和$m+3n$的长方形,对应多项式的项拼接即可。
【答案】
(1)① $(2m+n)(m+2n)$;② $42 \, \mathrm{cm}$;(2) 画图略,$2m^2+7mn+3n^2=(2m+n)(m+3n)$
【知识点】
因式分解(十字相乘法)、完全平方公式、长方形面积计算
【点评】
本题结合几何图形考查因式分解的应用,需通过图形建立代数关系,利用公式求解,同时考查图形拼凑能力,是代数与几何结合的典型题型,综合性较强。
【难度系数】
0.6