Bài 7: Lập phương của một tổng. Lập phương của một hiệu

Trang 34

Hoạt động 1

34

Với hai số a,b bất kì, thực hiện phép tính
Từ đó rút ra liên hệ giữa \((a+b)^3\) và \(a^3+3 a^2 b+3 a b^2+b^3\)

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

Đáp ánarrow-down-icon

\(\begin{aligned}(a+b)(a+b)^2=(a+b) .\left(a^2+2 a b+b^2\right)\\ =a . a^2+a . 2 a b+a . b^2+b . a^2+b .2 a b+b . b^2 \\=a^3+2 a^2 b+a b^2+a^2 b+2 a b^2+b^3 \\=a^3+3 a^2 b+3 a b^2+b^3 \end{aligned}\)

Luyện tập 1

35

1. Khai triến:
a) \((x+3)^3\)
b) \((x+2 y)^3\)
2. Rút gọn biểu thức \((2 x+y)^3-8 x^3-y^3\)

Gợi ýarrow-down-icon

Sứ dụng hằng đẳng thức \((A+B)^3=A^3+3 A^2 B+3 A B^2+B^3\)

Đáp ánarrow-down-icon

1.
a)
\((x+3)^3=x^3+3 \cdot x^2 \cdot 3+3 \cdot x \cdot 3^2+3^3 \)

\(=x^3+9 x^2+27 x+27\)

b)\((x+2 y)^3\)

\(=x^3+3 . x^2 . 2 y+3 . x .(2 y)^2+(3 y)^3\)

\(=x^3+6 x^2 y+12 x y^2+27 y^3\)
2.
\( (2 x+y)^3-8 x^3-y^3=(2 x)^3+3 .(2 x)^2 . y+3.2 x . y^2+y^3-8 x^3-y^3\)

\(=8 x^2+12 x^2 y+6 x y^2+y^3-8 x^3-y^3 \)

\( =12 x^2 y+6 x y^2 \)

Luyện tập 2

35

Viết biếu thức \(x^3+9 x^2 y+27 x y^2+27 y^3\) dưới dạng lập phương của một tống.

Gợi ýarrow-down-icon

Sứ dụng hằng đẳng thức \((A+B)^3=A^3+3 A^2 B+3 A B^2+B^3\)

Đáp ánarrow-down-icon

\(\begin{aligned}x^3+9 x^2 y+27 x y^2+27 y^3 \\=x^3+3 . x^2 . 3 y+3 . x .(3 y)^2+(3 y)^3 \\=(x+3 y)^3 \end{aligned}\)

Hoạt động 2

35

Với hai số \(a, b\) bất kì, viết \(a-b=a+(-b)\) và áp dụng hằng đẳng thức lập phương của một tổng để tính \((a-b)^3\). Từ đó rút ra liên hệ giữa \((a-b)^3\) và \(a^3-3 a^2 b+3 a b^2-b^3\)

Gợi ýarrow-down-icon

Sử dụng hằng đẳng thức \((A+B)^3=A^3+3 A^2 B+3 A B^2+B^3\)

Đáp ánarrow-down-icon

\((a-b)^3=[a+(-b)]^3=a^3+3 . a^2 .(-b)+3 . a .(-b)^2+(-b)^3=a^3-3 a^2 b+3 a b^2-b^3\)Từ đó ta có \(((a-b)^3=a^3-3 a^2 b+3 a b^2-b^3\)

Luyện tập 3

35

Khai triển \((2 x-y)^3\)

Gợi ýarrow-down-icon

Sử dụng hằng đẳng thức \((A-B)^3=A^3-3 A^2 B+3 A B^2-B^3\)

Đáp ánarrow-down-icon

\((2 x-y)^3=(2 x)^3-3 .(2 x)^2 . y+3.2 x. y^2-y^3=8 x^3-12 x^2 y+6 x y^2-y^3\)

Luyện tập 4

36

Viết biểu thức sau dưới dạng lập phương của một hiệu

\(8 x^3-36 x^2 y+54 x y^2-27 y^3\)

Gợi ýarrow-down-icon

Sử dụng hằng đẳng thức \((A-B)^3=A^3-3 A^2 B+3 A B^2-B^3\)

Đáp ánarrow-down-icon

\( 8 x^3-36 x^2 y+54 x y^2-27 y^3 \)

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

\(=(2 x-3 y)^3 \)

Vận dụng

36

Rút gọn biểu thức

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

Gợi ýarrow-down-icon

Sử dụng 2 hằng đẳng thức:

\(\begin{aligned}+)(A+B)^3=A^3+3 A^2 B+3 A B^2+B^3 \\+)(A-B)^3=A^3-3 A^2 B+3 A B^2-B^3 \end{aligned}\)

Đáp ánarrow-down-icon

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

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

\(=\left(x^3+x^3\right)+\left(-3 x^2 y+3 x^2 y\right)+\left(3 x y^2+3 x y^2\right)+\left(-y^3+y^3\right)\)

\(=2 x^3+6 x y^2\)

Câu hỏi 2.7

36

Khai triển:
a) \(\left(x^2+2 y\right)^3\);
b) \(\left(\frac{1}{2} x-1\right)^3\).

Gợi ýarrow-down-icon

Sử dụng các hằng đẳng thức đáng nhớ đế khai triển
a) \((a+b)^3=a^3+3 \cdot a^2 \cdot b+3 \cdot a \cdot b^2+b^3\)
b) \((a-b)^3=a^3-3 \cdot a^2 \cdot b+3 \cdot a \cdot b^2-b^3\)

Đáp ánarrow-down-icon

a) \(\begin{aligned}\left(x^2+2 y\right)^3=\left(x^2\right)^3+3 .\left(x^2\right)^2 . 2 y+3 . x^2 .(2 y)^2+(2 y)^3=x^6+6 x^4 y+12 x^2 y^2+8 y^3 \end{aligned}\)

b) \(\left(\frac{1}{2} x-1\right)^3=\left(\frac{1}{2} x\right)^3-3 .\left(\frac{1}{2} x\right)^2 . 1+3 . \frac{1}{2} x . 1^2-1^3=\frac{1}{8} x^3-\frac{3}{4} x^2+\frac{3}{2} x-1\)

Câu hỏi 2.8

36

Viết các biểu thức sau dưới dạng lập phương của một tổng hoặc một hiệu.
a) \(27+54 x+36 x^2+8 x^3\)
b) \(64 x^3-144 x^2 y+108 x y^2-27 y^3\)

Gợi ýarrow-down-icon

Sử dụng các hằng đẳng thức đáng nhớ để tìm ra dạng lập phương của một tổng hoặc một hiệu của các biểu thức đó.
a) \(a^3+3 . a^2 . b+3 . a . b^2+b^3=(a+b)^3\)
b) \(a^3-3 . a^2 . b+3 . a . b^2-b^3=(a-b)^3\)

Đáp ánarrow-down-icon

a) \((27+54 x+36 x^2+8 x^3=3^3+3 . 3^2 . 2 x+3 . 3 .(2 x)^2+(2 x)^3=(3+2 x)^3)\)
b)\((64 x^3-144 x^2 y+108 x y^2-27 y^3=(4 x)^3-3 .(4 x)^2. 3 y+3 .4 x.(3 y)^2-(3 y)^3=(4 x-3 y)^3)\)

Câu hỏi 2.9

36

Tính nhanh giá trị của biểu thức:
a) \(x^3+9 x^2+27 x+27\) tại \(\mathrm{x}=7\)
b) \(27-54 x+36 x^2-8 x^3\) tại \(\mathrm{x}=6,5\)

Gợi ýarrow-down-icon

Sử dụng các hằng đẳng thức đáng nhớ
a) \((a+b)^3=a^3+3 . a^2 . b+3 . a. b^2+b^3\)
b) \((a-b)^3=a^3-3 . a^2 . b+3 . a . b^2-b^3\)
Sau đó, thay giá trị x vào để tìm giá trị của biểu thức.

Đáp ánarrow-down-icon

a) \(x^3+9 x^2+27 x+27\) 

\(=x^3+3 \cdot x^2 \cdot 3+3 \cdot x \cdot 3^2+3^3\)

\(=(x+3)^3\)
Thay \(x=7\) vào biểu thức ta được: \((7+3)^3=10^3=1000\).
b) \(27-54 x+36 x^2-8 x^3\)

\(=3^3-3.3^2 \cdot 2 x+3.3 \cdot(2 x)^2-(2 x)^3\)

\(=(3-2 x)^3\)
Thay \(x=6,5\) vào biểu thức ta được: \((3-2.6,5)^3=(-10)^3=-1000\).

Câu hỏi 2.10

36

Rút gọn các biểu thức sau:
a) \((x-2 y)^3+(x+2 y)^3\)
b) \((3 x+2 y)^3+(3 x-2 y)^3\)

Gợi ýarrow-down-icon

Sử dụng các hằng đẳng thức đáng nhớ để khai triển

\(\begin{aligned}(a+b)^3=a^3+3 .a^2 . b+3 .a . b^2+b^3 \\(a-b)^3=a^3-3 . a^2 .b+3 . a .b^2-b^3 \end{aligned}\)

Đáp ánarrow-down-icon

\(\begin{aligned} a)(x-2 y)^3+(x+2 y)^3=x^3-3 . x^2 . 2 y+3 . x .(2 y)^2-(2 y)^3+x^3+3 . x^2 . 2 y+3 . x .(2 y)^2+(2 y)^3=2 x^3+24 x y^2 \end{aligned}\)

\(\begin{aligned} b) (3 x+2 y)^3+(3 x-2 y)^3=(3 x)^3+3 .(3 x)^2 . 2 y+3 . 3 x(2 y)^2+(2 y)^3+(3 x)^3-3 .(3 x)^2 . 2 y+3 . 3 x(2 y)^2-(2 y)^3 =54 x^3+72 x y^2 \end{aligned}\)

Câu hỏi 2.11

36

Chứng minh \((a-b)^3=-(b-a)^3\)

Gợi ýarrow-down-icon

Sử dụng các hằng đẳng thức đáng nhớ để khai triển hai vế của đẳng thức trên.

Đáp ánarrow-down-icon

\(\begin{aligned} (a-b)^3=a^3-3 a^2 b+3 a b^2-b^3 \\-(b-a)^3=-\left(b^3-3 b^2 a+3 b a^2-a^3\right)=a^3-3 a^2 b+3 a b^2-b^3 \end{aligned}\)

Vậy \((a-b)^3=-(b-a)^3\) (đpcm)