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第九課時
教學(xué)目標(biāo)
(一)教學(xué)知識點(diǎn)
1.經(jīng)歷探索平方差公式的過程.
2.會推導(dǎo)平方差公式,并能運(yùn)用公式進(jìn)行簡單的運(yùn)算.
(二)能力訓(xùn)練要求
1.在探索平方差公式的過程中,培養(yǎng)符號感和推理能力.
2.培養(yǎng)學(xué)生觀察、歸納、概括的能力.
(三)情感與價值觀要求在計算過程中發(fā)現(xiàn)規(guī)律,并能用符號表示,從而體會數(shù)學(xué)的簡捷美.
教學(xué)重點(diǎn)
平方差公式的推導(dǎo)和應(yīng)用.
教學(xué)難點(diǎn)
理解平方差公式的結(jié)構(gòu)特征,靈活應(yīng)用平方差公式.
教學(xué)方法
探究與講練相結(jié)合.
通過計算發(fā)現(xiàn)規(guī)律,進(jìn)一步探索公式的結(jié)構(gòu)特征,在老師的講解和學(xué)生的練習(xí)中讓學(xué)生體會公式實質(zhì),學(xué)會靈活運(yùn)用.
教具準(zhǔn)備
投影片.
教學(xué)過程
Ⅰ.提出問題,創(chuàng)設(shè)情境
[師]你能用簡便方法計算下列各題嗎?
(1)2001×1999(2)998×1002
[生甲]直接乘比較復(fù)雜,我考慮把它化成整百,整千的運(yùn)算,從而使運(yùn)算簡單,2001可以寫成2000+1,1999可以寫成2000-1,那么2001×1999可以看成是多項式的積,根據(jù)多項式乘法法則可以很快算出.
[生乙]那么998×1002=(1000-2)(1000+2)了.
[師]很好,請同學(xué)們自己動手運(yùn)算一下.
[生](1)2001×1999=(2000+1)(2000-1)
=20002-1×2000+1×2000+1×(-1)
=20002-1
=4000000-1
=3999999.
(2)998×1002=(1000-2)(1000+2)
=10002+1000×2+(-2)×1000+(-2)×2
=10002-22
=1000000-4
=1999996.
[師]2001×1999=20002-12
998×1002=10002-22
它們積的結(jié)果都是兩個數(shù)的平方差,那么其他滿足這個特點(diǎn)的運(yùn)算是否也有這個規(guī)律呢?我們繼續(xù)進(jìn)行探索.
Ⅱ.導(dǎo)入新課
[師]出示投影片
計算下列多項式的積.
(1)(x+1)(x-1)
(2)(m+2)(m-2)
(3)(2x+1)(2x-1)
(4)(x+5y)(x-5y)
觀察上述算式,你發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?運(yùn)算出結(jié)果后,你又發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?再舉兩例驗證你的發(fā)現(xiàn).
(學(xué)生討論,教師引導(dǎo))
[生甲]上面四個算式中每個因式都是兩項.
[生乙]我認(rèn)為更重要的是它們都是兩個數(shù)的和與差的積.例如算式(1)是x與1這兩個數(shù)的和與差的積;算式(2)是m與2這兩個數(shù)的和與差的積;算式(3)是2x與1這兩個數(shù)的和與差的積;算式(4)是x與5y這兩個數(shù)的和與差的積.
[師]這個發(fā)現(xiàn)很重要,請同學(xué)們動筆算一下,相信你還會有更大的發(fā)現(xiàn).
[生]解:(1)(x+1)(x-1)
=x2+x-x-1=x2-12
(2)(m+2)(m-2)
=m2+2m-2m-2×2=m2-22
(3)(2x+1)(2x-1)
=(2x)2+2x-2x-1=(2x)2-12
(4)(x+5y)(x-5y)
=x2+5y•x-x•5y-(5y)2
=x2-(5y)2
[生]從剛才的運(yùn)算我發(fā)現(xiàn):
也就是說,兩個數(shù)的和與差的積等于這兩個數(shù)的平方差,這和我們前面的簡便運(yùn)算得出的是同一結(jié)果.
[師]能不能再舉例驗證你的發(fā)現(xiàn)?
[生]能.例如:
51×49=(50+1)(50-1)=502+50-50-1=502-12.
即(50+1)(50-1)=502-12.
(-a+b)(-a-b)=(-a)•(-a)+(-a)•(-b)+b•(-a)+b•(-b)
=(-a)2-b2=a2-b2
這同樣可以驗證:兩個數(shù)的和與這兩個數(shù)的差的積,等于這兩個數(shù)的平方差.
[師]為什么會是這樣的呢?
[生]因為利用多項式與多項式的乘法法則展開后,中間兩項是同類項,且系數(shù)互為相反數(shù),所以和為零,只剩下這兩個數(shù)的平方差了.
[師]很好.請用一般形式表示上述規(guī)律,并對此規(guī)律進(jìn)行證明.
[生]這個規(guī)律用符號表示為:
(a+b)(a-b)=a2-b2.其中a、b表示任意數(shù),也可以表示任意的單項式、多項式.
利用多項式與多項式的乘法法則可以做如下證明:
(a+b)(a-b)=a2-ab+ab-b2=a2-b2.
[師]同學(xué)們真不簡單.老師為你們感到驕傲.能不能給我們發(fā)現(xiàn)的規(guī)律(a+b)(a-b)=a2-b2起一個名字呢?
[生]最終結(jié)果是兩個數(shù)的平方差,叫它“平方差公式”怎樣樣?
[師]有道理.這就是我們探究得到的“平方差公式”,請同學(xué)們分別用文字語言和符號語言敘述這個公式.
(出示投影)
兩個數(shù)的和與這兩個數(shù)的差的積,等于這兩個數(shù)的平方差.
即:(a+b)(a-b)=a2-b2
平方差公式是多項式乘法運(yùn)算中一個重要的公式,用它直接運(yùn)算會很簡便,但必須注意符合公式的結(jié)構(gòu)特征才能應(yīng)用.
在應(yīng)用中體會公式特征,感受平方差公式給運(yùn)算帶來的方便,從而靈活運(yùn)用平方差公式進(jìn)行計算
(出示投影片)
例1:運(yùn)用平方差公式計算:
(1)(3x+2)(3x-2)
(2)(b+2a)(2a-b)
(3)(-x+2y)(-x-2y)
例2:計算:
(1)102×98
(2)(y+2)(y-2)-(y-1)(y+5)
[師生共析]運(yùn)用平方差公式時要注意公式的結(jié)構(gòu)特征,學(xué)會對號入座.
在例1的(1)中可以把3x看作a,2看作b.
即:(3x+2)(3x-2)=(3x)2-22
(a+b)(a-b)=a2-b2
同樣的方法可以完成(2)、(3).如果形式上不符合公式特征,可以做一些簡單的轉(zhuǎn)化工作,使它符合平方差公式的特征.比如(2)應(yīng)先作如下轉(zhuǎn)化:
(b+2a)(2a-b)=(2a+b)(2a-b).
如果轉(zhuǎn)化后還不能符合公式特征,則應(yīng)考慮多項式的乘法法則.
(作如上分析后,學(xué)生可以自己完成兩個例題.也可以通過學(xué)生的板演進(jìn)行評析達(dá)到鞏固和深化的目的)
[例1]解:(1)(3x+2)(3x-2)=(3x)2-22=9x2-4.
(2)(b+2a)(2a-b)=(2a+b)(2a-b)=(2a)2-b2=4a2-b2.
(3)(-x+2y)(-x-2y)=(-x)2-(2y)2=x2-4y2.
[例2]解:(1)102×98=(100+2)(100-2)
=1002-22=10000-4=9996.
(2)(y+2)(y-2)-(y-1)(y+5)
=y2-22-(y2+5y-y-5)
=y2-4-y2-4y+5
=-4y+1.
[師]我們能不能總結(jié)一下利用平方差公式應(yīng)注意什么?
[生]我覺得應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(1)公式中的字母a、b可以表示數(shù),也可以是表示數(shù)的單項式、多項式即整式.
(2)要符合公式的結(jié)構(gòu)特征才能運(yùn)用平方差公式.
(3)有些多項式與多項式的乘法表面上不能應(yīng)用公式,但通過加法或乘法的交換律、結(jié)合律適當(dāng)變形實質(zhì)上能應(yīng)用公式.
[生]運(yùn)算的最后結(jié)果應(yīng)該是最簡才行.
[師]同學(xué)們總結(jié)得很好.下面請同學(xué)們完成一組闖關(guān)練習(xí).優(yōu)勝組選派一名代表做總結(jié)發(fā)言.
Ⅲ.隨堂練習(xí)
出示投影片:
計算:
(1)(a+b)(-b+a)
(2)(-a-b)(a-b)
(3)(3a+2b)(3a-2b)
(4)(a5-b2)(a5+b2)
(5)(a+2b+2c)(a+2b-2c)
(6)(a-b)(a+b)(a2+b2)
解:(1)(a+b)(-b+a)=(a+b)(a-b)=a2-b2.
(2)(-a-b)(a-b)=(-b-a)(-b+a)=(-b)2-a2=b2-a2.
(3)(3a+2b)(3a-2b)=(3a)2-(2b)2=9a2-4b2.
(4)(a5-b2)(a5+b2)=(a5)2-(b2)2=a10-b4.
(5)(a+2b+2c)(a+2b-2c)=(a+2b)2-(2c)2
=(a+2b)(a+2b)-4c2
=a2+a•2b+2b•a+(2b)2-4c2
=a2+4ab+4b2-4c2
(6)(a-b)(a+b)(a2+b2)
=(a2-b2)(a2+b2)
=(a2)2-(b2)2=a4-b4.
優(yōu)勝組總結(jié)發(fā)言:
這些運(yùn)算都可以通過變形后利用平方差公式.其中變形的形式有:位置變形;符號變形;系數(shù)變形;指數(shù)變形;項數(shù)變形;連用公式.關(guān)鍵還是在于理解公式特征,學(xué)會對號入座,有整體思想.
Ⅳ.課時小結(jié)
通過本節(jié)學(xué)習(xí)我們掌握了如下知識.
(1)平方差公式
兩個數(shù)的和與這兩個數(shù)的差的積等于這兩個數(shù)的平方差.這個公式叫做乘法的平方差公式.即(a+b)(a-b)=a2-b2.
(2)公式的結(jié)構(gòu)特征
①公式的字母a、b可以表示數(shù),也可以表示單項式、多項式;
②要符合公式的結(jié)構(gòu)特征才能運(yùn)用平方差公式;
③有些式子表面上不能應(yīng)用公式,但通過適當(dāng)變形實質(zhì)上能應(yīng)用公式.如:(x+y-z)(x-y-z)=[(x-z)+y][(x-z)-y]=(x-z)2-y2.
Ⅴ.課后作業(yè)
1.課本P179練習(xí)1、2.
2.課本P182~P183習(xí)題15.3─1題.
Ⅵ.活動與探究
1.計算:1234567892-123456788×123456790
2.解方程:5x+6(3x+2)(-2+3x)-54(x-)(x+)=2.
過程:
1.看似數(shù)字很大,但觀察到:123456788=123456789-1,123456790=123456789+1,所以可以用平方差公式去化簡計算.
2.方程中含有多項式的乘法,而且符合平方差公式特征,可以用平方差公式去化簡.
結(jié)果:
1.1234567892-123456788×123456790
=1234567892-(123456789-1)(123456789+1)
=1234567892-(1234567892-1)
=1234567892-1234567892+1
=1.
2.原方程可化為:
5x+6(3x+2)(3x-2)-54[x2-()2]=2
∴5x+6(9x2-4)-54x2+6=2
即5x+54x2-24-54x2+6=2
移項合并同類項得5x=20
∴x=4.
板書設(shè)計
備課資料
[例1]利用平方差公式計算:
(1)(a+3)(a-3)(a2+9);
(2)(2x-1)(4x2+1)(2x+1).
分析:(1)(a+3)(a-3)適合平方差公式的形式,應(yīng)先計算(a+3)(a-3);(2)中(2x-1)(2x+1)適合平方差公式的形式,應(yīng)先計算(2x-1)×(2x+1)
解答:(1)原式=(a2-9)(a2+9)
=(a2)2-92=a4-81;
(2)原式=[(2x-1)(2x+1)](4x2+1)
=[(2x)2-12](4x2+1)
=(4x2-1)(4x2+1)
=(4x2)2-1=16x4-1.
方法總結(jié):觀察、發(fā)現(xiàn)哪兩個多項式符合平方差公式的結(jié)構(gòu)特征,符合公式結(jié)構(gòu)特征的先算.這是這類試題的計算原則.
[例2]計算:
(1)1002-992+982-972+962-952+…+22-12;
(2)(1-)(1-)(1-)…(1-)(1-).
分析:直接計算顯然太復(fù)雜,不難發(fā)現(xiàn)每兩個項正好是平方相減的形式.于是便考慮能否逆用平方差公式a2-b2=(a+b)(a-b)去計算.事實上,這是可行的.
解答:(1)(1002-992)+(982-972)+(962-952)+…+(22-12)
=(100+99)(100-99)+(98+97)(98-97)+…+(2+1)(2-1)
=100+99+98+97+…+2+1
=(100+1)+(99+2)+…+(51+50)
=50×101=5050;
(2)(1-)(1-)(1-)…(1-)(1-).
=(1+)(1-)(1+)(1-)(1+)(1-)…(1+)(1-)(1+)(1-)
=××××××…××××
=×=.
方法總結(jié):逆用平方差公式產(chǎn)生了很好的效果。相信你也會運(yùn)用.