Lớp 8 · Chương 2: Hằng đẳng thức đáng nhớ và ứng dụng

Bài 6: Hiệu hai bình phương. Bình phương của một tổng hay một hiệu

🚀 Khởi động

🎯 Hằng đẳng thức — Công cụ mạnh mẽ

Hằng đẳng thức giúp ta tính toán nhanh và phân tích đa thức một cách hiệu quả!

Tính nhanh

1012=(100+1)2=10201101^2 = (100 + 1)^2 = 10201

🔧
Phân tích

x29=(x3)(x+3)x^2 - 9 = (x - 3)(x + 3)

📐
Rút gọn

(a+b)2(ab)2=4ab(a + b)^2 - (a - b)^2 = 4ab

🔍 Khám phá

📖 1. Bình phương của một tổng

Hằng đẳng thức 1:

(a+b)2=a2+2ab+b2(a + b)^2 = a^2 + 2ab + b^2

Phát biểu: Bình phương của một tổng bằng bình phương số hạng thứ nhất cộng hai lần tích hai số hạng cộng bình phương số hạng thứ hai.

Chứng minh:

(a+b)2=(a+b)(a+b)=a2+ab+ba+b2=a2+2ab+b2(a + b)^2 = (a + b)(a + b) = a^2 + ab + ba + b^2 = a^2 + 2ab + b^2

Ví dụ 1:

(x+3)2=x2+2cdotxcdot3+32=x2+6x+9(x + 3)^2 = x^2 + 2 \\cdot x \\cdot 3 + 3^2 = x^2 + 6x + 9

(2x+5)2=(2x)2+2cdot2xcdot5+52=4x2+20x+25(2x + 5)^2 = (2x)^2 + 2 \\cdot 2x \\cdot 5 + 5^2 = 4x^2 + 20x + 25

Ứng dụng tính nhanh:

1012=(100+1)2=1002+2cdot100cdot1+12=10000+200+1=10201101^2 = (100 + 1)^2 = 100^2 + 2 \\cdot 100 \\cdot 1 + 1^2 = 10000 + 200 + 1 = 10201

📖 2. Bình phương của một hiệu

Hằng đẳng thức 2:

(ab)2=a22ab+b2(a - b)^2 = a^2 - 2ab + b^2

Phát biểu: Bình phương của một hiệu bằng bình phương số hạng thứ nhất trừ hai lần tích hai số hạng cộng bình phương số hạng thứ hai.

Ví dụ 2:

(x4)2=x22cdotxcdot4+42=x28x+16(x - 4)^2 = x^2 - 2 \\cdot x \\cdot 4 + 4^2 = x^2 - 8x + 16

(3x2)2=(3x)22cdot3xcdot2+22=9x212x+4(3x - 2)^2 = (3x)^2 - 2 \\cdot 3x \\cdot 2 + 2^2 = 9x^2 - 12x + 4

Ứng dụng tính nhanh:

992=(1001)2=10022cdot100cdot1+12=10000200+1=980199^2 = (100 - 1)^2 = 100^2 - 2 \\cdot 100 \\cdot 1 + 1^2 = 10000 - 200 + 1 = 9801

📖 3. Hiệu hai bình phương

Hằng đẳng thức 3:

a2b2=(ab)(a+b)a^2 - b^2 = (a - b)(a + b)

Phát biểu: Hiệu hai bình phương bằng tích của hiệu và tổng hai số hạng.

Chứng minh:

(ab)(a+b)=a2+abbab2=a2b2(a - b)(a + b) = a^2 + ab - ba - b^2 = a^2 - b^2

Ví dụ 3:

x29=x232=(x3)(x+3)x^2 - 9 = x^2 - 3^2 = (x - 3)(x + 3)

4x225=(2x)252=(2x5)(2x+5)4x^2 - 25 = (2x)^2 - 5^2 = (2x - 5)(2x + 5)

Ứng dụng tính nhanh:

103times97=(100+3)(1003)=100232=100009=9991103 \\times 97 = (100 + 3)(100 - 3) = 100^2 - 3^2 = 10000 - 9 = 9991

🔧 4. Ứng dụng

a) Rút gọn biểu thức:

Ví dụ 4: Rút gọn (x+5)2(x5)2(x + 5)^2 - (x - 5)^2

=(x2+10x+25)(x210x+25)= (x^2 + 10x + 25) - (x^2 - 10x + 25)

=x2+10x+25x2+10x25= x^2 + 10x + 25 - x^2 + 10x - 25

=20x= 20x

Cách khác: Dùng a2b2=(ab)(a+b)a^2 - b^2 = (a - b)(a + b)

=[(x+5)(x5)][(x+5)+(x5)]= [(x + 5) - (x - 5)][(x + 5) + (x - 5)]

=[10][2x]=20x= [10][2x] = 20x

b) Chứng minh đẳng thức:

Ví dụ 5: Chứng minh (a+b)2=(ab)2+4ab(a + b)^2 = (a - b)^2 + 4ab

VT =a2+2ab+b2= a^2 + 2ab + b^2

VP =(a22ab+b2)+4ab=a2+2ab+b2= (a^2 - 2ab + b^2) + 4ab = a^2 + 2ab + b^2

Vậy VT = VP (đpcm)

✏️ Luyện tập
Câu 1 / 9
Dễ0 đã trả lời

Khai triển (x+3)2(x + 3)^2 được:

🌍 Vận dụng

🌍 Vận dụng thực tế

📝 Bài toán 1: Một mảnh vườn hình vuông có cạnh (x+5)(x + 5) m. Tính diện tích.

S=(x+5)2=x2+10x+25S = (x + 5)^2 = x^2 + 10x + 25 (m²)

📝 Bài toán 2: Tính nhanh diện tích hình vuông cạnh 101 cm.

S=1012=(100+1)2=10201S = 101^2 = (100 + 1)^2 = 10201 cm²

📝 Bài toán 3: Tính nhanh 51times4951 \\times 49.

51times49=(50+1)(501)=50212=25001=249951 \\times 49 = (50 + 1)(50 - 1) = 50^2 - 1^2 = 2500 - 1 = 2499

⭐ Ghi nhớ
  • (a+b)2=a2+2ab+b2(a + b)^2 = a^2 + 2ab + b^2
  • (ab)2=a22ab+b2(a - b)^2 = a^2 - 2ab + b^2
  • a2b2=(ab)(a+b)a^2 - b^2 = (a - b)(a + b)
  • Ứng dụng: tính nhanh, rút gọn, phân tích

📝 Bài tập tự luận

Bài 1: Khai triển các biểu thức sau:

a) (x+7)2(x + 7)^2

b) (3x4)2(3x - 4)^2

c) (2x+5y)2(2x + 5y)^2

d) (5a3b)2(5a - 3b)^2

Bài 2: Phân tích thành nhân tử:

a) x249x^2 - 49

b) 9x2169x^2 - 16

c) 25a24b225a^2 - 4b^2

d) x2y21x^2y^2 - 1

Bài 3: Tính nhanh:

a) 1022102^2

b) 98298^2

c) 2012201^2

d) 49times5149 \\times 51

Bài 4: Rút gọn các biểu thức:

a) (x+3)2+(x3)2(x + 3)^2 + (x - 3)^2

b) (2x+1)2(2x1)2(2x + 1)^2 - (2x - 1)^2

c) (a+b)2(ab)2(a + b)^2 - (a - b)^2

d) (x+2)2(x1)26x(x + 2)^2 - (x - 1)^2 - 6x

Bài 5: Chứng minh các đẳng thức:

a) (a+b)2+(ab)2=2(a2+b2)(a + b)^2 + (a - b)^2 = 2(a^2 + b^2)

b) (a+b)2(ab)2=4ab(a + b)^2 - (a - b)^2 = 4ab

c) (a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca(a + b + c)^2 = a^2 + b^2 + c^2 + 2ab + 2bc + 2ca

d) a2+b2=dfrac12[(a+b)2+(ab)2]a^2 + b^2 = \\dfrac{1}{2}[(a + b)^2 + (a - b)^2]

Bài 6 (Thực tế): Một mảnh đất hình vuông có cạnh 5050 m. Người ta mở rộng mỗi cạnh thêm xx m.

a) Viết biểu thức tính diện tích mảnh đất sau khi mở rộng.

b) Tính diện tích tăng thêm theo xx.

c) Nếu x=5x = 5 m, diện tích tăng thêm bao nhiêu?

d) Tìm xx để diện tích tăng thêm 600600 m².

📊 Đáp số

Bài 1: a) x2+14x+49x^2 + 14x + 49; b) 9x224x+169x^2 - 24x + 16; c) 4x2+20xy+25y24x^2 + 20xy + 25y^2; d) 25a230ab+9b225a^2 - 30ab + 9b^2

Bài 2: a) (x7)(x+7)(x - 7)(x + 7); b) (3x4)(3x+4)(3x - 4)(3x + 4); c) (5a2b)(5a+2b)(5a - 2b)(5a + 2b); d) (xy1)(xy+1)(xy - 1)(xy + 1)

Bài 3: a) 1040410404; b) 96049604; c) 4040140401; d) 24992499

Bài 4: a) 2x2+182x^2 + 18; b) 8x8x; c) 4ab4ab; d) 33

Bài 5: Chứng minh bằng khai triển và rút gọn

Bài 6: a) (50+x)2=2500+100x+x2(50 + x)^2 = 2500 + 100x + x^2 (m²); b) 100x+x2100x + x^2 (m²); c) 525525 m²; d) x=10x = 10 m (loại x=110x = -110)