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

Trang 29

Luyện tập 1

30

Trong các đẳng thức sau, đẳng thức nào là hằng đẳng thức?

a) \(a(a+2 b)=a^2+2 a b\)

b) \(a+1=3 a-1\)

Gợi ýarrow-down-icon

Hằng đẳng thức là đẳng thức mà hai vế luôn cùng nhận một giá trị khi thay các chữ trong đẳng thức bằng các số tùy ý.

Đáp ánarrow-down-icon

a) \(a(a+2 b)=a^2+2 a b\) là hằng đẳng thức.

b) \(a+1=3 a-1\) không là hằng đẳng thức vì khi ta thay \(a=2\) thì hai vế của đẳng thức không bằng nhau.

Hoạt động 1

30

Quan sát Hình 2.1

image.png

a) Tính diện tích của phần hình màu xanh ở Hình 2.1a.

b) Tính diện tích hình chữ nhật màu xanh ở Hình 2.1b.

c) Có nhận xét gì về diện tích của hai hình ở câu a và câu b?

Gợi ýarrow-down-icon

Diện tích hình chữ nhật = chiều dài . chiều rộng

Đáp ánarrow-down-icon

a) Diện tích của phần hình màu xanh ở Hình 2.1a là: \(a^2-b^2\)

b) Diện tích hình chữ nhật màu xanh ở Hình 2.1b là: \((a+b)(a-b)\)

c) Diện tích hai hình ở câu a và b bằng nhau

Hoạt động 2

31

Với hai số a,b bất kì, thực hiện phép tính \((a+b)(a-b)\)

Từ đó rút ra liên hệ giữa \(a^2-b^2\) và \((a+b)(a-b)\)

Gợi ýarrow-down-icon

Muốn nhân hai đa thức ta nhân mỗi hạng tử của đa thức này với từng hạng tử của đa thức kia rồi cộng các kết quả với nhau.

Đáp ánarrow-down-icon

\((a+b)(a-b)=a . a-a b+b . a-b . b=a^2-b^2+(-a b+b a)=a^2-b^2\)

Từ đó ta được \(a^2-b^2=(a+b)(a-b)\)

Luyện tập 2

31

a) Tính nhanh \(99^2-1\)

b) Viết \(x^2-9\) dưới dạng tích.

Gợi ýarrow-down-icon

Sử dụng hằng đẳng thức \(a^2-b^2=(a+b)(a-b)\)

Đáp ánarrow-down-icon

a) \(99^2-1=99^2-1^2=(99+1) .(99-1)=100 . 98=9800\)

b) \(x^2-9=x^2-3^2=(x+3) .(x-3)\)

Vận dụng

31

Ở bài toán mở đầu, em hãy giải thích xem bạn đó tính nhanh như thế nào.

Gợi ýarrow-down-icon

Sử dụng hằng đẳng thức \(a^2-b^2=(a+b)(a-b)\)

Đáp ánarrow-down-icon

\(198.202=(200-2) .(200+2)=200^2-2^2=400-4=396\)

Hoạt động 3

31

Với hai số a,b bất kì, thực hiện phép tính \((a+b) .(a+b)\)

Từ đó rút ra liên hệ giữa \((a+b)^2\) và \(a^2+2 a b+b^2\)

Gợi ýarrow-down-icon

Muốn nhân hai đa thức ta nhân mỗi hạng tử của đa thức này với từng hạng tử của đa thức kia rồi cộng các kết quả với nhau.

Đáp ánarrow-down-icon

\((a+b) .(a+b)=a . a+a . b+b . a+b . b=a^2+(a b+a b)+b^2=a^2+2 a b+b^2\)

Từ đó ta được \((a+b)^2=a^2+2 a b+b^2\)

Luyện tập 3

32

1. Khai triển \((2 b+1)^2\)

2. Viết biểu thức \(9 y^2+6 y x+x^2\) dưới dạng bình phương của một tổng

Gợi ýarrow-down-icon

Sử dụng hằng đẳng thức \((a+b)^2=a^2+2 a b+b^2\)

Đáp ánarrow-down-icon

1. \((2 b+1)^2=(2 b)^2+2.2 b .1+1^2=4 b^2+4 b+1\)

2. \(9 y^2+6 y x+x^2=(3 y)^2+2.3 y . x+x^2=(3 y+x)^2\)

Hoạt động 4

32

Với hai số a, b bất kì, viết \(a-b=a+(-b)\) và áp dụng hằng đẳng thức bình phương của một tổng để tính \((a-b)^2\)

Gợi ýarrow-down-icon

Sử dụng hằng đẳng thức \((a+b)^2=a^2+2 a b+b^2\)

Đáp ánarrow-down-icon

\((a-b)^2=[a+(-b)]^2=a^2+2 . a .(-b)+(-b)^2=a^2-2 . a b+b^2\)

Luyện tập 4

32

Khai triển \((3 x-2 y)^2\)

Gợi ýarrow-down-icon

Sử dụng hằng đẳng thức \((A-B)^2=A^2-2 A B+B^2\)

Đáp ánarrow-down-icon

\((3 x-2 y)^2=(3 x)^2-2.3 x .2 y+(2 y)^2=9 x^2-12 x y+4 y^2\)

Vận dụng

32

Trong trò chơi “Ai thông minh hơn học sinh lớp 8”, người dẫn chương trình yêu cầu các bạn học sinh cho biết kết quả của phép tính \(1002^2\). Chỉ vài giây sau, Nam đã tính ra kết quả chính xác và giành được điểm. Em hãy giải thích xem Nam đã tính nhanh như thế nào.

Gợi ýarrow-down-icon

Sử dụng hằng đẳng thức \((a+b)^2=a^2+2 a b+b^2\)

Đáp ánarrow-down-icon

\(1002^2=(1000+2)^2=1000^2+2.1000 .2+2^2=1000000+4000+4=1004004\)

Câu hỏi 2.1

33

Những đẳng thức nào sau đây là hằng đẳng thức?
a) \(x+2=3 x+1\)
b) \(2 x(x+1)=2 x^2+2 x\)
c) \((a+b) a=a^2+b a\)
d) \(a-2=2 a+1\)

Gợi ýarrow-down-icon

Hằng đẳng thức là đẳng thức mà hai vế luôn cùng nhận một giá trị khi thay các chữ trong đẳng thức bằng các số tùy ý.

Đáp ánarrow-down-icon

a) \(x+2=3 x+1\) không là hằng đẳng thức vì khi ta thay \(x=0\) thì hai vế của đẳng thức không bằng nhau.
b) \(2 x(x+1)=2 x^2+2 x\) là hằng đẳng thức.
c) \((a+b) a=a^2+b a\) là hằng đẳng thức.
d) \(a-2=2 a+1\) không là hằng đẳng thức vì khi ta thay \(a=0\) thì hai vế của đẳng thức không bằng nhau.

Câu hỏi 2.2

33

Thay ? bằng biểu thức thích hợp.

a) \((x-3 y)(x+3 y)=x^2-?\);
b) \((2 x-y)(2 x+y)=4 ?-y^2\);
c) \(x^2+8 x y+?=(?+4 y)^2\);
d) \(?-12 x y+9 y^2=(2 x-?)^2\).

Gợi ýarrow-down-icon

Sử dụng ba hằng đẳng thức:

\(\begin{aligned}\text {+) } A^2-B^2=(A+B)(A-B) \\+)(A+B)^2=A^2+2 A B+B^2 \\+)(A-B)^2=A^2-2 A B+B^2 \end{aligned}\)

Đáp ánarrow-down-icon

a) \((x-3 y)(x+3 y)=x^2-9 y^2\);
b) \((2 x-y)(2 x+y)=4 x^2-y^2\);
c) \(x^2+8 x y+16 y^2=(x+4 y)^2\);
d) \(4 x^2-12 x y+9 y^2=(2 x-3 y)^2\).

Câu hỏi 2.3

33

Tính nhanh:

a) \(54.66 ;\)

b) \(203^2\).

Gợi ýarrow-down-icon

Sử dụng 2 hằng đẳng thức:

\(\begin{aligned}+) A^2-B^2=(A+B)(A-B) \\+)(A+B)^2=A^2+2 A B+B^2 \end{aligned}\)

Đáp ánarrow-down-icon

a) \(54.66=(60-6) \cdot(60+6)=60^2-6^2=3600-36=3564\)
b) \(203^2=(200+3)^2=200^2+2.200 .3+3^2=40000+1200+9=41209\)

Câu hỏi 2.4

33

Viết các biểu thức sau dưới dạng bình phương của một tổng hoặc một hiệu:

a) \(x^2+4 x+4\)
b) \(16 a^2-16 a b+4 b^2\)

Gợi ýarrow-down-icon

Sử dụng 2 hằng đẳng thức:

\(\begin{aligned}+)(A+B)^2=A^2+2 A B+B^2 \\+)(A-B)^2=A^2-2 A B+B^2 \end{aligned}\)

Đáp ánarrow-down-icon

a) \(x^2+4 x+4=x^2+2 \cdot x \cdot 2+2^2=(x+2)^2\)
b) \(16 a^2-16 a b+4 b^2=(4 a)^2-2.4 a .2 b+(2 b)^2=(4 a-2 b)^2\)

Câu hỏi 2.5

33

Rút gọn các biểu thức sau:

a) \((x-3 y)^2-(x+3 y)^2\)
b) \((3 x+4 y)^2+(4 x-3 y)^2\)

Gợi ýarrow-down-icon

Sử dụng ba hằng đẳng thức:

\(\begin{aligned} +) A^2-B^2=(A+B)(A-B) \\+)(A+B)^2=A^2+2 A B+B^2 \\+)(A-B)^2=A^2-2 A B+B^2 \end{aligned}\)

Đáp ánarrow-down-icon

\(a) (x-3 y)^2-(x+3 y)^2\)

\(=(x-3 y+x+3 y) \cdot(x-3 y-x-3 y)\)

\(=(2 x) \cdot(-6 y)=-12 x y\)

\( b)  (3 x+4 y)^2+(4 x-3 y)^2\)

\(=(3 x)^2+2.3 x .4 y+(4 y)^2+(4 x)^2-2.4 x .3 y+(3 y)^2\)

\(=9 x^2+24 x y+16 y^2+16 x^2-24 x y+9 y^2\)

\(=\left(9 x^2+16 x^2\right)+(24 x y-24 x y)+\left(16 y^2+9 y^2\right)\)

\(=25 x^2+25 y^2\)

Câu hỏi 2.6

33

Chứng minh rằng với mọi số tự nhiên n, ta có:

\((n+2)^2-n^2\) chia hết cho 4

Gợi ýarrow-down-icon

Sử dụng hằng đẳng thức \(a^2-b^2=(a+b)(a-b)\)

Nếu 2 số nguyên a, b thỏa mãn a chia hết cho 4 thì a.b chia hết cho 4.

Đáp ánarrow-down-icon

Ta có:

\((n+2)^2-n^2\)

\(=(n+2-n) \cdot(n+2+n)=2 \cdot(2 n+2)\)

\(=2 \cdot 2 \cdot(n+1)=4 \cdot(n+1)\)

Vì \(4 \vdots 4\) nên \(4(n+1) \vdots 4\)  với mọi số tự nhiên n.