初高中衔接数学学习必备的知识与技能【共七讲含配套练习与答案】.doc
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初高中衔接必备的数学知识与技能七讲
(含配套练习及答案)
目录
第一讲数与式的运算 1
第一讲习题答案 6
第二讲因式分解 7
第二讲因式分解答案 12
第三讲一元二次方程根与系数的关系 13
第三讲一元二次方程根与系数的关系习题答案 19
第四讲不等式 19
第四讲不等式答案 25
第五讲二次函数的最值问题 26
第五讲二次函数的最值问题答案 28
第六讲简单的二元二次方程组 29
第六讲简单的二元二次方程组答案 33
第七讲分式方程和无理方程的解法 34
第七讲分式方程和无理方程的解法答案 39
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第一讲数与式的运算
在初中,我们已学习了实数,知道字母可以表示数用代数式也可以表示数,我们把实数和代数式简称为数与式.代数式中有整式(多项式、单项式)、分式、根式.它们具有实数的属性,可以进行运算.在多项式的乘法运算中,我们学习了乘法公式(平方差公式与完全平方公式),并且知道乘法公式可以使多项式的运算简便.由于在高中学习中还会遇到更复杂的多项式乘法运算,因此本节中将拓展乘法公式的内容,补充三个数和的完全平方公式、立方和、立方差公式.在根式的运算中,我们已学过被开方数是实数的根式运算,而在高中数学学习中,经常会接触到被开方数是字母的情形,但在初中却没有涉及,因此本节中要补充.基于同样的原因,还要补充“繁分式”等有关内容.
一、乘法公式
【公式1】
证明:
等式成立
【例1】计算:
解:
原式=
说明:
多项式乘法的结果一般是按某个字母的降幂或升幂排列.
【公式2】(立方和公式)
证明:
说明:
请同学用文字语言表述公式2.
【例2】计算:
解:
原式=
我们得到:
【公式3】(立方差公式)
请同学观察立方和、立方差公式的区别与联系,公式1、2、3均称为乘法公式.
【例3】计算:
(1)
(2)
(3) (4)
解:
(1)原式=
(2)原式=
(3)原式=
(4)原式=
说明:
(1)在进行代数式的乘法、除法运算时,要观察代数式的结构是否满足乘法公式的结构.
(2)为了更好地使用乘法公式,记住1、2、3、4、…、20的平方数和1、2、3、4、…、10的立方数,是非常有好处的.
【例4】已知,求的值.
解:
原式=
说明:
本题若先从方程中解出的值后,再代入代数式求值,则计算较烦琐.本题是根据条件式与求值式的联系,用整体代换的方法计算,简化了计算.请注意整体代换法.本题的解法,体现了“正难则反”的解题策略,根据题求利用题知,是明智之举.
【例5】已知,求的值.
解:
原式=
①
②,把②代入①得原式=
说明:
注意字母的整体代换技巧的应用.
引申:
同学可以探求并证明:
二、根式
式子叫做二次根式,其性质如下:
(1)
(2)
(3) (4)
【例6】化简下列各式:
(1)
(2)
解:
(1)原式=
(2)原式=
说明:
请注意性质的使用:
当化去绝对值符号但字母的范围未知时,要对字母的取值分类讨论.
【例7】计算(没有特殊说明,本节中出现的字母均为正数):
(1)
(2) (3)
解:
(1)原式=
(2)原式=
(3)原式=
说明:
(1)二次根式的化简结果应满足:
①被开方数的因数是整数,因式是整式;②被开方数不含能开得尽方的因数或因式.
(2)二次根式的化简常见类型有下列两种:
①被开方数是整数或整式.化简时,先将它分解因数或因式,然后把开得尽方的因数或因式开出来;②分母中有根式(如)或被开方数有分母(如).这时可将其化为形式(如可化为),转化为“分母中有根式”的情况.化简时,要把分母中的根式化为有理式,采取分子、分母同乘以一个根式进行化简.(如化为,其中与叫做互为有理化因式).
【例8】计算:
(1)
(2)
解:
(1)原式=
(2)原式=
说明:
有理数的的运算法则都适用于加法、乘法的运算律以及多项式的乘法公式、分式二次根式的运算.
【例9】设,求的值.
解:
原式=
说明:
有关代数式的求值问题:
(1)先化简后求值;
(2)当直接代入运算较复杂时,可根据结论的结构特点,倒推几步,再代入条件,有时整体代入可简化计算量.
三、分式
当分式的分子、分母中至少有一个是分式时,就叫做繁分式,繁分式的化简常用以下两种方法:
(1)利用除法法则;
(2)利用分式的基本性质.
【例10】化简
解法一:
原式=
解法一:
原式=
说明:
解法一的运算方法是从最内部的分式入手,采取通分的方式逐步脱掉繁分式,解法二则是利用分式的基本性质进行化简.一般根据题目特点综合使用两种方法.
【例11】化简
解:
原式=
说明:
(1)分式的乘除运算一般化为乘法进行,当分子、分母为多项式时,应先因式分解再进行约分化简;
(2)分式的计算结果应是最简分式或整式.
练习
A组
1.二次根式成立的条件是( )
A. B. C. D.是任意实数
2.若,则的值是( )
A.-3 B.3 C.-9 D.9
3.计算:
(1)
(2)
(3) (4)
4.化简(下列的取值范围均使根式有意义):
(1)
(2)
(3) (4)
5.化简:
(1)
(2)
B组
1.若,则的值为( ):
A. B. C. D.
2.计算:
(1)
(2)
3.设,求代数式的值.
4.当,求的值.
5.设、为实数,且,求的值.
6.已知,求代数式的值.
7.设,求的值.
8.展开
9.计算
10.计算
11.化简或计算:
(1)
(2)
(3)
(4)
第一讲习题答案
A组
1.C2.A
3.
(1)
(2)
(3) (4)
4.
5.
B组
1.D2.3.
4. 5. 6.3 7.
8.
9.
10.
11.
第二讲因式分解
因式分解是代数式的一种重要的恒等变形,它与整式乘法是相反方向的变形.在分式运算、解方程及各种恒等变形中起着重要的作用.是一种重要的基本技能.
因式分解的方法较多,除了初中课本涉及到的提取公因式法和公式法(平方差公式和完全平方公式)外,还有公式法(立方和、立方差公式)、十字相乘法和分组分解法等等.
一、公式法(立方和、立方差公式)
在第一讲里,我们已经学习了乘法公式中的立方和、立方差公式:
(立方和公式)
(立方差公式)
由于因式分解与整式乘法正好是互为逆变形,所以把整式乘法公式反过来写,就得到:
这就是说,两个数的立方和(差),等于这两个数的和(差)乘以它们的平方和与它们积的差(和).
运用这两个公式,可以把形式是立方和或立方差的多项式进行因式分解.
【例1】用立方和或立方差公式分解下列各多项式:
(1)
(2)
分析:
(1)中,,
(2)中.
解:
(1)
(2)
说明:
(1)在运用立方和(差)公式分解因式时,经常要逆用幂的运算法则,如,这里逆用了法则;
(2)在运用立方和(差)公式分解因式时,一定要看准因式中各项的符号.
【例2】分解因式:
(1)
(2)
分析:
(1)中应先提取公因式再进一步分解;
(2)中提取公因式后,括号内出现,可看着是或.
解:
(1).
(2)
二、分组分解法
从前面可以看出,能够直接运用公式法分解的多项式,主要是二项式和三项式.而对于四项以上的多项式,如既没有公式可用,也没有公因式可以提取.因此,可以先将多项式分组处理.这种利用分组来因式分解的方法叫做分组分解法.分组分解法的关键在于如何分组.
1.分组后能提取公因式
【例3】把分解因式.
分析:
把多项式的四项按前两项与后两项分成两组,并使两组的项按的降幂排列,然后从两组分别提出公因式与,这时另一个因式正好都是,这样可以继续提取公因式.
解:
说明:
用分组分解法,一定要想想分组后能否继续完成因式分解,由此合理选择分组的方法.本题也可以将一、四项为一组,二、三项为一组,同学不妨一试.
【例4】把分解因式.
分析:
按照原先分组方式,无公因式可提,需要把括号打开后重新分组,然后再分解因式.
解:
说明:
由例3、例4可以看出,分组时运用了加法结合律,而为了合理分组,先运用了加法交换律,分组后,为了提公因式,又运用了分配律.由此可以看出运算律在因式分解中所起的作用.
2.分组后能直接运用公式
【例5】把分解因式.
分析:
把第一、二项为一组,这两项虽然没有公因式,但可以运用平方差公式分解因式,其中一个因式是;把第三、四项作为另一组,在提出公因式后,另一个因式也是.
解:
【例6】把分解因式.
分析:
先将系数2提出后,得到,其中前三项作为一组,它是一个完全平方式,再和第四项形成平方差形式,可继续分解因式.
解:
说明:
从例5、例6可以看出:
如果一个多项式的项分组后,各组都能直接运用公式或提取公因式进行分解,并且各组在分解后,它们之间又能运用公式或有公因式,那么这个多项式就可以分组分解法来分解因式.
三、十字相乘法
1.型的因式分解
这类式子在许多问题中经常出现,其特点是:
(1)二次项系数是1;
(2)常数项是两个数之积;(3)一次项系数是常数项的两个因数之和.
因此,
运用这个公式,可以把某些二次项系数为1的二次三项式分解因式.
【例7】把下列各式因式分解:
(1)
(2)
解:
(1)
.
(2)
说明:
此例可以看出,常数项为正数时,应分解为两个同号因数,它们的符号与一次项系数的符号相同.
【例8】把下列各式因式分解:
(1)
(2)
解:
(1)
(2)
说明:
此例可以看出,常数项为负数时,应分解为两个异号的因数,其中绝对值较大的因数与一次项系数的符号相同.
【例9】把下列各式因式分解:
(1)
(2)
分析:
(1)把看成的二次三项式,这时常数项是,一次项系数是,把分解成与的积,而,正好是一次项系数.
(2)由换元思想,只要把整体看作一个字母,可不必写出,只当作分解二次三项式.
解:
(1)
(2)
2.一般二次三项式型的因式分解
大家知道,.
反过来,就得到:
我们发现,二次项系数分解成,常数项分解成,把写成,这里按斜线交叉相乘,再相加,就得到,如果它正好等于的一次项系数,那么就可以分解成,其中位于上一行,位于下一行.
这种借助画十字交叉线分解系数,从而将二次三项式分解因式的方法,叫做十字相乘法.
必须注意,分解因数及十字相乘都有多种可能情况,所以往往要经过多次尝试,才能确定一个二次三项式能否用十字相乘法