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

Ôn tập chương 2 - Toán 8

🚀 Khởi động

🎯 Ôn tập chương 2 — Hằng đẳng thức đáng nhớ

Chương 2 trang bị cho chúng ta những công cụ mạnh mẽ để tính toán nhanh và phân tích đa thức thành nhân tử!

Hằng đẳng thức

7 hằng đẳng thức cơ bản

🔧
Phân tích nhân tử

Các phương pháp cơ bản

🚀
Ứng dụng

Tính nhanh, rút gọn

🔍 Khám phá

📖 I. LÝ THUYẾT

1. Bảy hằng đẳng thức đáng nhớ

1. Bình phương của một tổng: (a+b)2=a2+2ab+b2(a + b)^2 = a^2 + 2ab + b^2

2. Bình phương của một hiệu: (ab)2=a22ab+b2(a - b)^2 = a^2 - 2ab + b^2

3. Hiệu hai bình phương: a2b2=(ab)(a+b)a^2 - b^2 = (a - b)(a + b)

4. Lập phương của một tổng: (a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3(a + b)^3 = a^3 + 3a^2b + 3ab^2 + b^3

5. Lập phương của một hiệu: (ab)3=a33a2b+3ab2b3(a - b)^3 = a^3 - 3a^2b + 3ab^2 - b^3

6. Tổng hai lập phương: a3+b3=(a+b)(a2ab+b2)a^3 + b^3 = (a + b)(a^2 - ab + b^2)

7. Hiệu hai lập phương: a3b3=(ab)(a2+ab+b2)a^3 - b^3 = (a - b)(a^2 + ab + b^2)

2. Ứng dụng tính nhanh

Tính bình phương:

  • 1012=(100+1)2=1002+21001+12=10201101^2 = (100 + 1)^2 = 100^2 + 2 \cdot 100 \cdot 1 + 1^2 = 10201
  • 992=(1001)2=100221001+12=980199^2 = (100 - 1)^2 = 100^2 - 2 \cdot 100 \cdot 1 + 1^2 = 9801

Tính tích:

  • 98×102=(1002)(100+2)=100222=999698 \times 102 = (100 - 2)(100 + 2) = 100^2 - 2^2 = 9996
  • 103×97=(100+3)(1003)=100232=9991103 \times 97 = (100 + 3)(100 - 3) = 100^2 - 3^2 = 9991

3. Phân tích đa thức thành nhân tử

Phương pháp 1: Đặt nhân tử chung ax+ay=a(x+y)ax + ay = a(x + y)

Phương pháp 2: Dùng hằng đẳng thức

  • x2+6x+9=(x+3)2x^2 + 6x + 9 = (x + 3)^2
  • x216=(x4)(x+4)x^2 - 16 = (x - 4)(x + 4)
  • x3+8=(x+2)(x22x+4)x^3 + 8 = (x + 2)(x^2 - 2x + 4)

Phương pháp 3: Nhóm hạng tử ax+ay+bx+by=a(x+y)+b(x+y)=(a+b)(x+y)ax + ay + bx + by = a(x + y) + b(x + y) = (a + b)(x + y)

Phương pháp 4: Tách hạng tử x2+5x+6=x2+2x+3x+6=x(x+2)+3(x+2)=(x+3)(x+2)x^2 + 5x + 6 = x^2 + 2x + 3x + 6 = x(x + 2) + 3(x + 2) = (x + 3)(x + 2)

4. Các dạng đặc biệt

Tam thức bậc hai: ax2+bx+c=a(xx1)(xx2)ax^2 + bx + c = a(x - x_1)(x - x_2) với x1,x2x_1, x_2 là nghiệm của phương trình ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0

Đa thức bậc cao:

  • x416=(x2)242=(x24)(x2+4)=(x2)(x+2)(x2+4)x^4 - 16 = (x^2)^2 - 4^2 = (x^2 - 4)(x^2 + 4) = (x - 2)(x + 2)(x^2 + 4)
  • x61=(x3)212=(x31)(x3+1)x^6 - 1 = (x^3)^2 - 1^2 = (x^3 - 1)(x^3 + 1)
✏️ Luyện tập

📝 II. LUYỆN TẬP - TRẮC NGHIỆM

Câu 1 / 17
Dễ0 đã trả lời

Kết quả của (a+b)2(a + b)^2 là:

🌍 Vận dụng

🌍 III. BÀI TẬP TỰ LUẬN

Bài 1: Áp dụng hằng đẳng thức cơ bản

a) Tính (x+3)2(x + 3)^2

b) Tính (2x1)2(2x - 1)^2

c) Phân tích x249x^2 - 49 thành nhân tử

d) Tính (x+2)3(x + 2)^3

e) Phân tích x327x^3 - 27 thành nhân tử

📊 Xem lời giải

Lời giải:

a) (x+3)2=x2+2x3+32=x2+6x+9(x + 3)^2 = x^2 + 2 \cdot x \cdot 3 + 3^2 = x^2 + 6x + 9

b) (2x1)2=(2x)222x1+12=4x24x+1(2x - 1)^2 = (2x)^2 - 2 \cdot 2x \cdot 1 + 1^2 = 4x^2 - 4x + 1

c) x249=x272=(x7)(x+7)x^2 - 49 = x^2 - 7^2 = (x - 7)(x + 7)

d) (x+2)3=x3+3x22+3x22+23=x3+6x2+12x+8(x + 2)^3 = x^3 + 3x^2 \cdot 2 + 3x \cdot 2^2 + 2^3 = x^3 + 6x^2 + 12x + 8

e) x327=x333=(x3)(x2+3x+9)x^3 - 27 = x^3 - 3^3 = (x - 3)(x^2 + 3x + 9)


Bài 2: Tính nhanh bằng hằng đẳng thức

a) Tính 1012101^2

b) Tính 98298^2

c) Tính 103×97103 \times 97

d) Tính 49×5149 \times 51

e) Tính 100121001^2

📊 Xem lời giải

Lời giải:

a) 1012=(100+1)2=1002+21001+12=10000+200+1=10201101^2 = (100 + 1)^2 = 100^2 + 2 \cdot 100 \cdot 1 + 1^2 = 10000 + 200 + 1 = 10201

b) 982=(1002)2=100221002+22=10000400+4=960498^2 = (100 - 2)^2 = 100^2 - 2 \cdot 100 \cdot 2 + 2^2 = 10000 - 400 + 4 = 9604

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

d) 49×51=(501)(50+1)=50212=25001=249949 \times 51 = (50 - 1)(50 + 1) = 50^2 - 1^2 = 2500 - 1 = 2499

e) 10012=(1000+1)2=10002+210001+12=1000000+2000+1=10020011001^2 = (1000 + 1)^2 = 1000^2 + 2 \cdot 1000 \cdot 1 + 1^2 = 1000000 + 2000 + 1 = 1002001


Bài 3: Phân tích đa thức thành nhân tử - Đặt nhân tử chung

a) 3x2+6x3x^2 + 6x

b) 4x38x2+12x4x^3 - 8x^2 + 12x

c) x(x+1)3(x+1)x(x + 1) - 3(x + 1)

d) 2x2y+4xy26xy2x^2y + 4xy^2 - 6xy

e) (x+2)2(x+2)(x + 2)^2 - (x + 2)

📊 Xem lời giải

Lời giải:

a) 3x2+6x=3x(x+2)3x^2 + 6x = 3x(x + 2)

b) 4x38x2+12x=4x(x22x+3)4x^3 - 8x^2 + 12x = 4x(x^2 - 2x + 3)

c) x(x+1)3(x+1)=(x+1)(x3)x(x + 1) - 3(x + 1) = (x + 1)(x - 3)

d) 2x2y+4xy26xy=2xy(x+2y3)2x^2y + 4xy^2 - 6xy = 2xy(x + 2y - 3)

e) (x+2)2(x+2)=(x+2)[(x+2)1]=(x+2)(x+1)(x + 2)^2 - (x + 2) = (x + 2)[(x + 2) - 1] = (x + 2)(x + 1)


Bài 4: Phân tích đa thức - Dùng hằng đẳng thức

a) x2+4x+4x^2 + 4x + 4

b) 9x212x+49x^2 - 12x + 4

c) x225x^2 - 25

d) 8x3+18x^3 + 1

e) x664x^6 - 64

📊 Xem lời giải

Lời giải:

a) x2+4x+4=x2+2x2+22=(x+2)2x^2 + 4x + 4 = x^2 + 2 \cdot x \cdot 2 + 2^2 = (x + 2)^2

b) 9x212x+4=(3x)223x2+22=(3x2)29x^2 - 12x + 4 = (3x)^2 - 2 \cdot 3x \cdot 2 + 2^2 = (3x - 2)^2

c) x225=x252=(x5)(x+5)x^2 - 25 = x^2 - 5^2 = (x - 5)(x + 5)

d) 8x3+1=(2x)3+13=(2x+1)[(2x)22x1+12]=(2x+1)(4x22x+1)8x^3 + 1 = (2x)^3 + 1^3 = (2x + 1)[(2x)^2 - 2x \cdot 1 + 1^2] = (2x + 1)(4x^2 - 2x + 1)

e) x664=(x3)282=(x38)(x3+8)=(x2)(x2+2x+4)(x+2)(x22x+4)x^6 - 64 = (x^3)^2 - 8^2 = (x^3 - 8)(x^3 + 8) = (x - 2)(x^2 + 2x + 4)(x + 2)(x^2 - 2x + 4)


Bài 5: Phân tích đa thức - Nhóm hạng tử

a) x2+2x+y2+2yx^2 + 2x + y^2 + 2y

b) ax+ay+bx+byax + ay + bx + by

c) x3+x2+x+1x^3 + x^2 + x + 1

d) 2x24x+xy2y2x^2 - 4x + xy - 2y

e) x33x2+3x1x^3 - 3x^2 + 3x - 1

📊 Xem lời giải

Lời giải:

a) x2+2x+y2+2y=x(x+2)+y(y+2)=(x+y)(x+y+2)x^2 + 2x + y^2 + 2y = x(x + 2) + y(y + 2) = (x + y)(x + y + 2) Hoặc: (x2+y2)+2(x+y)=(x+y)22xy+2(x+y)(x^2 + y^2) + 2(x + y) = (x + y)^2 - 2xy + 2(x + y)

b) ax+ay+bx+by=a(x+y)+b(x+y)=(a+b)(x+y)ax + ay + bx + by = a(x + y) + b(x + y) = (a + b)(x + y)

c) x3+x2+x+1=x2(x+1)+(x+1)=(x+1)(x2+1)x^3 + x^2 + x + 1 = x^2(x + 1) + (x + 1) = (x + 1)(x^2 + 1)

d) 2x24x+xy2y=2x(x2)+y(x2)=(2x+y)(x2)2x^2 - 4x + xy - 2y = 2x(x - 2) + y(x - 2) = (2x + y)(x - 2)

e) x33x2+3x1=(x1)3x^3 - 3x^2 + 3x - 1 = (x - 1)^3 (nhận dạng hằng đẳng thức)


Bài 6: Phân tích đa thức - Tách hạng tử

a) x2+5x+6x^2 + 5x + 6

b) x27x+12x^2 - 7x + 12

c) 2x2+7x+32x^2 + 7x + 3

d) x2x6x^2 - x - 6

e) 3x210x+83x^2 - 10x + 8

📊 Xem lời giải

Lời giải:

a) x2+5x+6=x2+2x+3x+6=x(x+2)+3(x+2)=(x+3)(x+2)x^2 + 5x + 6 = x^2 + 2x + 3x + 6 = x(x + 2) + 3(x + 2) = (x + 3)(x + 2)

b) x27x+12=x23x4x+12=x(x3)4(x3)=(x4)(x3)x^2 - 7x + 12 = x^2 - 3x - 4x + 12 = x(x - 3) - 4(x - 3) = (x - 4)(x - 3)

c) 2x2+7x+3=2x2+6x+x+3=2x(x+3)+(x+3)=(2x+1)(x+3)2x^2 + 7x + 3 = 2x^2 + 6x + x + 3 = 2x(x + 3) + (x + 3) = (2x + 1)(x + 3)

d) x2x6=x2+2x3x6=x(x+2)3(x+2)=(x3)(x+2)x^2 - x - 6 = x^2 + 2x - 3x - 6 = x(x + 2) - 3(x + 2) = (x - 3)(x + 2)

e) 3x210x+8=3x26x4x+8=3x(x2)4(x2)=(3x4)(x2)3x^2 - 10x + 8 = 3x^2 - 6x - 4x + 8 = 3x(x - 2) - 4(x - 2) = (3x - 4)(x - 2)


Bài 7: Bài toán tổng hợp

a) Rút gọn biểu thức: (x+1)2(x1)2(x + 1)^2 - (x - 1)^2

b) Chứng minh: (a+b)3a3b3=3ab(a+b)(a + b)^3 - a^3 - b^3 = 3ab(a + b)

c) Tính giá trị biểu thức x2+4x+4x^2 + 4x + 4 tại x=96x = 96

d) Phân tích: x41x^4 - 1

e) Tìm xx biết: x26x+9=0x^2 - 6x + 9 = 0

📊 Xem lời giải

Lời giải:

a) (x+1)2(x1)2=[(x+1)(x1)][(x+1)+(x1)]=22x=4x(x + 1)^2 - (x - 1)^2 = [(x + 1) - (x - 1)][(x + 1) + (x - 1)] = 2 \cdot 2x = 4x

b) (a+b)3a3b3=a3+3a2b+3ab2+b3a3b3=3a2b+3ab2=3ab(a+b)(a + b)^3 - a^3 - b^3 = a^3 + 3a^2b + 3ab^2 + b^3 - a^3 - b^3 = 3a^2b + 3ab^2 = 3ab(a + b)

c) x2+4x+4=(x+2)2x^2 + 4x + 4 = (x + 2)^2. Tại x=96x = 96: (96+2)2=982=9604(96 + 2)^2 = 98^2 = 9604

d) x41=(x2)212=(x21)(x2+1)=(x1)(x+1)(x2+1)x^4 - 1 = (x^2)^2 - 1^2 = (x^2 - 1)(x^2 + 1) = (x - 1)(x + 1)(x^2 + 1)

e) x26x+9=(x3)2=0x^2 - 6x + 9 = (x - 3)^2 = 0, suy ra x=3x = 3


Bài 8: Bài toán thực tế - Hình học

a) Một hình vuông có cạnh (x+2)(x + 2) cm. Tính diện tích theo xx

b) Nếu tăng mỗi cạnh thêm 3 cm, diện tích tăng thêm bao nhiêu?

c) Một hình chữ nhật có chiều dài (x+5)(x + 5) cm, chiều rộng (x3)(x - 3) cm. Tính diện tích

d) So sánh diện tích hình vuông và hình chữ nhật khi x=10x = 10

e) Tìm xx để diện tích hình vuông gấp đôi diện tích hình chữ nhật

📊 Xem lời giải

Lời giải:

a) Diện tích hình vuông: S1=(x+2)2=x2+4x+4S_1 = (x + 2)^2 = x^2 + 4x + 4 (cm²)

b) Diện tích mới: (x+5)2=x2+10x+25(x + 5)^2 = x^2 + 10x + 25 Diện tích tăng: (x2+10x+25)(x2+4x+4)=6x+21(x^2 + 10x + 25) - (x^2 + 4x + 4) = 6x + 21 (cm²)

c) Diện tích hình chữ nhật: S2=(x+5)(x3)=x2+2x15S_2 = (x + 5)(x - 3) = x^2 + 2x - 15 (cm²)

d) Khi x=10x = 10: S1=102+4(10)+4=144S_1 = 10^2 + 4(10) + 4 = 144 cm² S2=102+2(10)15=105S_2 = 10^2 + 2(10) - 15 = 105 cm² Hình vuông có diện tích lớn hơn.

e) Để S1=2S2S_1 = 2S_2: x2+4x+4=2(x2+2x15)x^2 + 4x + 4 = 2(x^2 + 2x - 15) x2+4x+4=2x2+4x30x^2 + 4x + 4 = 2x^2 + 4x - 30 x2=34x^2 = 34, suy ra x=34x = \sqrt{34} (chỉ lấy nghiệm dương)


Bài 9: Bài toán nâng cao (Câu lớn)

Cho biểu thức A=(x+1)3(x1)36xA = (x + 1)^3 - (x - 1)^3 - 6x

a) Rút gọn biểu thức AA

b) Tính giá trị của AA khi x=5x = 5

c) Tìm xx để A=0A = 0

d) Chứng minh rằng AA chia hết cho 6 với mọi số nguyên xx

e) Tìm giá trị nhỏ nhất của A2A^2

📊 Xem lời giải

Lời giải:

a) A=(x+1)3(x1)36xA = (x + 1)^3 - (x - 1)^3 - 6x =(x3+3x2+3x+1)(x33x2+3x1)6x= (x^3 + 3x^2 + 3x + 1) - (x^3 - 3x^2 + 3x - 1) - 6x =x3+3x2+3x+1x3+3x23x+16x= x^3 + 3x^2 + 3x + 1 - x^3 + 3x^2 - 3x + 1 - 6x =6x26x+2=6x(x1)+2= 6x^2 - 6x + 2 = 6x(x - 1) + 2

b) Khi x=5x = 5: A=654+2=120+2=122A = 6 \cdot 5 \cdot 4 + 2 = 120 + 2 = 122

c) Để A=0A = 0: 6x(x1)+2=06x(x - 1) + 2 = 0 6x26x+2=06x^2 - 6x + 2 = 0 3x23x+1=03x^2 - 3x + 1 = 0 Δ=912=3<0\Delta = 9 - 12 = -3 < 0, nên phương trình vô nghiệm.

d) A=6x(x1)+2A = 6x(x - 1) + 2. Với xx nguyên, x(x1)x(x-1) là tích hai số nguyên liên tiếp nên chẵn. Do đó 6x(x1)6x(x-1) chia hết cho 12, nhưng AA không chia hết cho 6 (vì có +2).

e) A=6x26x+2=6(x2x)+2=6(x12)232+2=6(x12)2+12A = 6x^2 - 6x + 2 = 6(x^2 - x) + 2 = 6(x - \frac{1}{2})^2 - \frac{3}{2} + 2 = 6(x - \frac{1}{2})^2 + \frac{1}{2} A2A^2 nhỏ nhất khi AA nhỏ nhất, tức x=12x = \frac{1}{2}, Amin=12A_{min} = \frac{1}{2}, Amin2=14A^2_{min} = \frac{1}{4}


Bài 10: Bài toán nâng cao (Câu lớn)

Một công ty xây dựng có lợi nhuận theo công thức: P(x)=(x+10)2(x5)275P(x) = (x + 10)^2 - (x - 5)^2 - 75 (triệu đồng) với xx là số dự án thực hiện.

a) Rút gọn biểu thức P(x)P(x)

b) Tính lợi nhuận khi thực hiện 8 dự án

c) Tìm số dự án để công ty hòa vốn (lợi nhuận = 0)

d) Tìm số dự án để lợi nhuận đạt 200 triệu đồng

e) Biết chi phí cố định là 50 triệu đồng, doanh thu mỗi dự án là (2x+15)(2x + 15) triệu đồng. Viết công thức tổng quát cho lợi nhuận và so sánh với P(x)P(x)

📊 Xem lời giải

Lời giải:

a) P(x)=(x+10)2(x5)275P(x) = (x + 10)^2 - (x - 5)^2 - 75 =[(x+10)(x5)][(x+10)+(x5)]75= [(x + 10) - (x - 5)][(x + 10) + (x - 5)] - 75 =15(2x+5)75=30x+7575=30x= 15(2x + 5) - 75 = 30x + 75 - 75 = 30x

b) Khi x=8x = 8: P(8)=308=240P(8) = 30 \cdot 8 = 240 triệu đồng

c) Để hòa vốn: P(x)=0P(x) = 0, suy ra 30x=030x = 0, tức x=0x = 0 dự án

d) Để P(x)=200P(x) = 200: 30x=20030x = 200, suy ra x=2036.67x = \frac{20}{3} ≈ 6.67 dự án

e) Lợi nhuận tổng quát: L(x)=x(2x+15)50=2x2+15x50L(x) = x(2x + 15) - 50 = 2x^2 + 15x - 50 So với P(x)=30xP(x) = 30x, ta thấy hai công thức khác nhau. Có thể P(x)P(x) là lợi nhuận biên hoặc được tính theo cách khác.

⭐ Ghi nhớ

💡 Những điều cần ghi nhớ

  • Bình phương tổng/hiệu: (a±b)2=a2±2ab+b2(a ± b)^2 = a^2 ± 2ab + b^2
  • Hiệu hai bình phương: a2b2=(ab)(a+b)a^2 - b^2 = (a-b)(a+b)
  • Lập phương tổng/hiệu: (a±b)3=a3±3a2b+3ab2±b3(a ± b)^3 = a^3 ± 3a^2b + 3ab^2 ± b^3
  • Tổng/hiệu hai lập phương: a3±b3=(a±b)(a2ab+b2)a^3 ± b^3 = (a ± b)(a^2 ∓ ab + b^2)
  • Phân tích nhân tử: Đặt chung → Hằng đẳng thức → Nhóm → Tách
  • Ứng dụng: Tính nhanh, rút gọn biểu thức, giải phương trình
  • Lưu ý dấu: Chú ý dấu + và - trong các hằng đẳng thức