Bài 1 · Bài 2.28★★Trang 47— Trắc nghiệm — phân tích tam thức bậc hai thành nhân tử
Bài 2.28 (trang 47). Đa thức x2−9x+8 được phân tích thành tích của hai đa thức A. x−1 và x+8. B. x−1 và x−8. C. x−2 và x−4. D. x−2 và x+4.
Kiến thức cần nhớ
Tách hạng tử giữa: x2+Sx+P=(x+m)(x+n) khi m+n=S và mn=P.
Nhóm hạng tử rồi đặt nhân tử chung: AB+AC=A(B+C).
Hiệu hai bình phương: A2−B2=(A−B)(A+B).
🧠 Phân tích tư duy
Đa thức bậc hai có hệ số cao nhất bằng 1, hạng tử tự do 8 và hệ số giữa −9 — dấu hiệu của dạng tách hạng tử giữa theo cặp số có tích 8 và tổng 9. Vì đây là câu trắc nghiệm nên còn hai đường tắt: khai triển ngược bốn phương án, hoặc thay một giá trị x dễ tính rồi so kết quả. Bẫy của đề nằm ở dấu — tích 8 dương còn tổng lại âm nên hai số phải cùng âm; chọn nhầm x−1 và x+8 là mất điểm.
1Cách 1. Tách hạng tử giữa rồi nhóm
Định hướng. Tìm hai số có tích bằng 8 và tổng bằng 9 để tách −9x thành hai phần, khi đó hai nhóm cùng chứa một nhân tử.
x2−9x+8 =x2−x−8x+8 =x(x−1)−8(x−1) =(x−1)(x−8)
Vậy chọn đáp án B: x2−9x+8=(x−1)(x−8).
2Cách 2. Thêm bớt để đưa về hiệu hai bình phương
Định hướng. Hoàn chỉnh x2−9x thành bình phương của một hiệu, phần dư biến bài toán thành hiệu hai bình phương.
Nhận xét. Thay số chỉ giúp LOẠI phương án chứ chưa khẳng định được, vì hai đa thức khác nhau vẫn có thể trùng giá trị tại một điểm; muốn chắc chắn phải nhân ra như Cách 3 hoặc phân tích như Cách 1.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: chỉ hai dòng tách rồi nhóm là ra kết quả và dùng lại được nguyên xi khi đề hỏi dạng tự luận; Cách 4 tuy nhanh nhưng chỉ loại được phương án chứ không chứng minh được điều gì.
Đáp số.Chọn B: x2−9x+8=(x−1)(x−8).
Sai lầm thường gặp.Nhớ nhầm quy tắc dấu, thấy tích 8 dương liền lấy hai số −1 và 8 rồi chọn A. Phản ví dụ ngay ở dòng khai triển: (x−1)(x+8)=x2+7x−8 — hạng tử tự do là −8 chứ không phải 8, hệ số của x là +7 chứ không phải −9.
🚀 Mở rộng.Cùng cách tách hạng tử, x2−(m+n)x+mn=(x−m)(x−n) với mọi m, n; thử tiếp với x2−9xy+8y2=(x−y)(x−8y) để thấy quy tắc giữ nguyên khi đa thức có thêm biến thứ hai.
Bài 2 · Bài 2.29★Trang 47— Trắc nghiệm — nhận dạng hằng đẳng thức hiệu hai bình phương
Bài 2.29 (trang 47). Khẳng định nào sau đây là đúng? A. (A−B)(A+B)=A2+2AB+B2. B. (A+B)(A−B)=A2−2AB+B2. C. (A+B)(A−B)=A2+B2. D. (A+B)(A−B)=A2−B2.
Kiến thức cần nhớ
Hiệu hai bình phương: (A+B)(A−B)=A2−B2.
Bình phương của một tổng: (A+B)2=A2+2AB+B2.
Bình phương của một hiệu: (A−B)2=A2−2AB+B2.
🧠 Phân tích tư duy
Bốn phương án đều có vế trái là tích của một tổng với một hiệu — đúng khuôn của hằng đẳng thức hiệu hai bình phương, nên việc còn lại chỉ là nhớ chính xác vế phải. Hướng nhân phá ngoặc an toàn nhất vì nó vừa cho đáp án vừa chỉ rõ ba phương án kia sai ở đâu. Bẫy của đề là ba phương án nhiễu đều mượn vế phải của những hằng đẳng thức khác nên rất quen mắt, dễ chọn theo cảm giác.
1Cách 1. Nhân phá ngoặc vế trái
Định hướng. Nhân trực tiếp hai đa thức rồi thu gọn, kết quả thu được chính là vế phải đúng.
(A+B)(A−B) =A⋅A−A⋅B+B⋅A−B⋅B =A2−AB+AB−B2 =A2−B2
Vậy chọn đáp án D.
2Cách 2. Đối chiếu dạng của vế phải
Định hướng. Vế trái của cả bốn phương án đều là tích tổng với hiệu nên kết quả bắt buộc mang dạng hiệu hai bình phương; chỉ cần viết lại ba vế phải kia dưới dạng quen thuộc là thấy chúng thuộc hằng đẳng thức khác.
Nhận xét. Ba cách trên bổ trợ nhau: Cách 1 chứng minh, Cách 2 giúp nhớ vì sao ba phương án nhiễu được đặt ra, Cách 3 là công cụ kiểm tra nhanh khi đang phân vân giữa hai đáp án.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: nhân phá ngoặc mất đúng một dòng và hoàn toàn không phụ thuộc trí nhớ nên không sợ nhớ nhầm dấu; Cách 3 chỉ nên dùng để kiểm tra lại lần cuối.
Đáp số.Chọn D: (A+B)(A−B)=A2−B2.
Sai lầm thường gặp.Lẫn hiệu hai bình phương với bình phương của một hiệu nên chọn B. Phản ví dụ với A=3, B=1: vế trái (3+1)(3−1)=8, còn A2−2AB+B2=9−6+1=4 — hai vế khác nhau nên B sai.
🚀 Mở rộng.Cùng khuôn tổng nhân hiệu nhưng lên bậc ba: (A+B)(A2−AB+B2)=A3+B3 và (A−B)(A2+AB+B2)=A3−B3; hãy tự nhân phá ngoặc để thấy vì sao hạng tử giữa đổi dấu so với hằng đẳng thức bậc hai.
Bài 3 · Bài 2.30★★Trang 47— Trắc nghiệm — đưa tam thức về bình phương của một tổng
Bài 2.30 (trang 47). Biểu thức 25x2+20xy+4y2 viết dưới dạng bình phương của một tổng là: A. [5x+(−2y)]2. B. [2x+(−5y)]2. C. (2x+5y)2. D. (5x+2y)2.
Kiến thức cần nhớ
Bình phương của một tổng: (A+B)2=A2+2AB+B2.
Bình phương của một hiệu: (A−B)2=A2−2AB+B2.
Mô hình diện tích: hình vuông cạnh A+B ghép từ hai hình vuông cạnh A, cạnh B và hai hình chữ nhật kích thước A và B.
🧠 Phân tích tư duy
Hạng tử đầu và hạng tử cuối đều là bình phương đúng vì 25x2=(5x)2 và 4y2=(2y)2, còn hạng tử giữa mang dấu dương — dấu hiệu chuẩn của A2+2AB+B2, việc còn lại chỉ là kiểm tra 2AB có đúng bằng 20xy hay không. Hướng nhận dạng A và B nhanh hơn hẳn hướng khai triển cả bốn phương án. Bẫy của đề là hai phương án C và D cùng cho hạng tử giữa 20xy, phải nhìn thêm hệ số của x2 mới phân biệt được.
1Cách 1. Nhận dạng A, B rồi kiểm tra hạng tử giữa
Định hướng. Lấy căn bậc hai của hạng tử đầu và hạng tử cuối để đoán A, B, sau đó thử lại 2AB.
Nhận xét. Mô hình diện tích chỉ vẽ được khi x>0 và y>0, nhưng hằng đẳng thức rút ra thì đúng với mọi giá trị của x và y — hình vẽ để hiểu và để nhớ, phần chứng minh vẫn là phép nhân đa thức.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: chỉ cần lấy căn hai hạng tử đầu và cuối rồi thử 2AB, mất chưa tới nửa phút và không phải khai triển bốn biểu thức như Cách 2.
Đáp số.Chọn D: 25x2+20xy+4y2=(5x+2y)2.
Sai lầm thường gặp.Đảo vị trí hai hệ số 5 và 2 nên chọn C. Phản ví dụ: (2x+5y)2=4x2+20xy+25y2 — hạng tử giữa đúng nhưng hạng tử đầu là 4x2 chứ không phải 25x2; chỉ cần thay y=0 là thấy 4x2 khác hẳn 25x2.
🚀 Mở rộng.Tổng quát a2x2+2abxy+b2y2=(ax+by)2; thử với 9x2−24xy+16y2=(3x−4y)2, còn nếu hạng tử giữa khác 2ab⋅xy thì đa thức không viết được thành bình phương.
Bài 4 · Bài 2.31★★★Trang 47— Trắc nghiệm — rút gọn biểu thức chứa lập phương của một tổng
Bài 2.31 (trang 47). Rút gọn biểu thức A=(2x+1)3−6x(2x+1) ta được A. x3+8. B. x3+1. C. 8x3+1. D. 8x3−1.
Kiến thức cần nhớ
Lập phương của một tổng: (A+B)3=A3+3A2B+3AB2+B3.
Tổng hai lập phương: A3+B3=(A+B)(A2−AB+B2).
Đặt nhân tử chung: AB+AC=A(B+C).
🧠 Phân tích tư duy
Cả hai hạng tử đều chứa khối 2x+1 — dấu hiệu nên đặt khối đó làm nhân tử chung thay vì khai triển vội. Hướng khai triển tuy dễ nghĩ nhưng phải cộng trừ bốn hạng tử và dễ sai dấu, còn hướng đặt nhân tử chung chỉ mất hai dòng rồi rơi đúng vào hằng đẳng thức tổng hai lập phương. Bẫy của đề là bốn phương án đều có dạng luỹ thừa bậc ba cộng trừ một số, mà tại x=1 thì A và C cho cùng giá trị 9 nên một lần thử số là chưa đủ.
1Cách 1. Khai triển trực tiếp rồi thu gọn
Định hướng. Bung lập phương của một tổng, nhân phá ngoặc hạng tử còn lại rồi rút gọn các hạng tử đối nhau.
Nhận xét. Lần thử x=1 để lọt hai phương án cùng cho 9 — đó chính là cái bẫy của đề; muốn dùng phép thử số thì phải thử tới khi chỉ còn duy nhất một phương án sống sót.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 2: đặt 2x+1 ra ngoài thì phần trong ngoặc tự rút gọn thành 4x2−2x+1, khớp ngay tổng hai lập phương nên chỉ mất bốn dòng và không phải cộng trừ nhiều hạng tử như Cách 1.
Đáp số.Chọn C: A=8x3+1.
Sai lầm thường gặp.Khai triển nhầm (2x+1)3=2x3+1 vì tưởng luỹ thừa phân phối được cho phép cộng, từ đó ra A=2x3+1−12x2−6x rồi chọn bừa. Phản ví dụ với x=1: (2⋅1+1)3=27 trong khi 2⋅13+1=3, hai số hoàn toàn khác nhau.
🚀 Mở rộng.Cùng cách đặt nhân tử chung, (ax+1)3−3ax(ax+1)=a3x3+1 với mọi a; thay a=3 được (3x+1)3−9x(3x+1)=27x3+1, hãy thử chứng minh chỉ bằng bốn dòng như Cách 2.
Bài 5 · Bài 2.32★★Trang 47— Tính nhanh giá trị biểu thức bằng hằng đẳng thức
Bài 2.32 (trang 47). Tính nhanh giá trị của các biểu thức: a) x2−4x+4 tại x=102; b) x3+3x2+3x+1 tại x=999.
Kiến thức cần nhớ
Bình phương của một hiệu: (A−B)2=A2−2AB+B2.
Lập phương của một tổng: (A+B)3=A3+3A2B+3AB2+B3.
Đặt nhân tử chung: AB+AC=A(B+C).
🧠 Phân tích tư duy
Câu a) có 4=22 và 4x=2⋅x⋅2, câu b) có đủ bốn hạng tử x3, 3x2, 3x, 1 — đó là dấu hiệu của bình phương của một hiệu và lập phương của một tổng. Chữ “tính nhanh” cho biết đề cố tình chọn x=102 và x=999 để sau khi thu gọn ta gặp 100 và 1000 là những số tròn, nên phải thu gọn trước rồi mới thay số. Bẫy là lao vào tính 9993 ngay: kết quả vẫn đúng nhưng phép nhân rất dài và dễ sai.
1Cách 1. Thay số rồi tính trực tiếp
Định hướng. Cách nghĩ đầu tiên: cứ thay giá trị của x vào từng hạng tử rồi cộng trừ.
a) x=102: 1022−4⋅102+4 =10404−408+4 =10000 b) x=999: 9993+3⋅9992+3⋅999+1 =997002999+2994003+2997+1 =1000000000
Vậy a) 10000; b) 1000000000.
2Cách 2. Nhóm hạng tử để bớt phép nhân
Định hướng. Gom bớt hạng tử thành tích trước khi thay số thì mỗi câu chỉ còn một phép nhân.
a) x2−4x+4=x(x−4)+4 =102⋅98+4 =9996+4=10000 b) x3+3x2+3x+1=x2(x+3)+(3x+1) =9992⋅1002+2998 =998001⋅1002+2998 =999997002+2998=1000000000
Vậy a) 10000; b) 1000000000.
3Cách 3. Đặt ẩn phụ đưa về số tròn
Định hướng. Đặt t là số tròn gần x rồi viết x theo t; mọi hạng tử lẻ sẽ triệt tiêu, chỉ còn một luỹ thừa của t.
a) t=x−2, với x=102 thì t=100 x2−4x+4=(t+2)2−4(t+2)+4 =t2+4t+4−4t−8+4=t2 =1002=10000 b) t=x+1, với x=999 thì t=1000 x3+3x2+3x+1=(t−1)3+3(t−1)2+3(t−1)+1 =t3−3t2+3t−1+3t2−6t+3+3t−3+1 =t3=10003=1000000000
Vậy a) 10000; b) 1000000000.
4Cách 4. Nhận ra ngay hằng đẳng thức
Định hướng. Đọc thẳng cấu trúc của biểu thức: câu a) là bình phương của một hiệu, câu b) là lập phương của một tổng.
a) x2−4x+4=x2−2⋅x⋅2+22=(x−2)2 =(102−2)2=1002=10000 b) x3+3x2+3x+1=x3+3⋅x2⋅1+3⋅x⋅12+13=(x+1)3 =(999+1)3=10003=1000000000
Vậy a) 10000; b) 1000000000.
Nhận xét. Bốn cách cho cùng đáp số, nhưng chỉ Cách 4 giữ nguyên tốc độ khi đề đổi thành x=1002 hay x=99999 — đó mới là ưu thế thật sự của hằng đẳng thức.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 4: nhận ra (x−2)2 và (x+1)3 rồi thay số, mỗi câu đúng hai dòng, không phải nhân số lớn như Cách 1 nên gần như không còn chỗ để sai.
Đáp số.a) 10000; b) 1000000000.
Sai lầm thường gặp.Viết x2−4x+4=(x−4)2 vì chỉ nhìn hệ số 4 ở giữa mà quên rằng B phải là nửa của hệ số đó. Phản ví dụ: (x−4)2=x2−8x+16, thay x=102 được 982=9604 chứ không phải 10000.
🚀 Mở rộng.Cùng ý tưởng, x3−3x2+3x−1 tại x=1001 bằng (x−1)3=10003; nói chung hễ đề cho giá trị của x lệch một số tròn đúng một đơn vị thì gần như chắc chắn biểu thức là luỹ thừa của x+1 hoặc x−1.
Bài 6 · Bài 2.33★★Trang 47— Rút gọn biểu thức bằng hằng đẳng thức
Bài 2.33 (trang 47). Rút gọn các biểu thức: a) (2x−5y)(2x+5y)+(2x+5y)2; b) (x+2y)(x2−2xy+4y2)+(2x−y)(4x2+2xy+y2).
Kiến thức cần nhớ
Hiệu hai bình phương: (A−B)(A+B)=A2−B2.
Bình phương của một tổng: (A+B)2=A2+2AB+B2.
Tổng hai lập phương: (A+B)(A2−AB+B2)=A3+B3.
Hiệu hai lập phương: (A−B)(A2+AB+B2)=A3−B3.
🧠 Phân tích tư duy
Câu a) có cùng khối 2x+5y ở cả hai hạng tử, câu b) có đúng khuôn (A+B)(A2−AB+B2) và (A−B)(A2+AB+B2) — đó là dấu hiệu dùng hằng đẳng thức thay vì nhân bung. Hướng nhận dạng hằng đẳng thức cho lời giải ngắn nhất, riêng câu a) còn đường ngắn hơn nữa là đặt 2x+5y làm nhân tử chung. Bẫy ở câu b) là x2−2xy+4y2 trông rất giống (x−2y)2 nhưng hạng tử giữa chỉ là −2xy chứ không phải −4xy, nên nó là phần A2−AB+B2 của tổng hai lập phương.
1Cách 1. Dùng hằng đẳng thức cho từng hạng tử rồi cộng lại
Định hướng. Mỗi tích trong đề đều là một hằng đẳng thức quen thuộc, chỉ cần viết thẳng kết quả rồi thu gọn.
a) (2x−5y)(2x+5y)+(2x+5y)2 =[(2x)2−(5y)2]+[(2x)2+2⋅2x⋅5y+(5y)2] =4x2−25y2+4x2+20xy+25y2 =8x2+20xy b) (x+2y)(x2−2xy+4y2)+(2x−y)(4x2+2xy+y2) =[x3+(2y)3]+[(2x)3−y3] =x3+8y3+8x3−y3 =9x3+7y3
Vậy a) 8x2+20xy; b) 9x3+7y3.
2Cách 2. Nhân phá ngoặc trực tiếp
Định hướng. Không dùng hằng đẳng thức, cứ nhân từng hạng tử của đa thức này với từng hạng tử của đa thức kia rồi rút gọn.
a) (2x−5y)(2x+5y)=4x2+10xy−10xy−25y2=4x2−25y2 (2x+5y)2=4x2+10xy+10xy+25y2=4x2+20xy+25y2 (4x2−25y2)+(4x2+20xy+25y2)=8x2+20xy b) (x+2y)(x2−2xy+4y2)=x3−2x2y+4xy2+2x2y−4xy2+8y3=x3+8y3 (2x−y)(4x2+2xy+y2)=8x3+4x2y+2xy2−4x2y−2xy2−y3=8x3−y3 (x3+8y3)+(8x3−y3)=9x3+7y3
Vậy a) 8x2+20xy; b) 9x3+7y3.
3Cách 3. Đặt nhân tử chung ở câu a), đặt ẩn phụ ở câu b)
Định hướng. Câu a) rút 2x+5y ra ngoài thì phần còn lại tự cộng gọn; câu b) đặt ẩn phụ để hai hằng đẳng thức lập phương hiện ra ở dạng thuần tuý nhất.
a) (2x−5y)(2x+5y)+(2x+5y)2 =(2x+5y)[(2x−5y)+(2x+5y)] =(2x+5y)⋅4x=8x2+20xy b) u=2y, v=2x (x+u)(x2−xu+u2)=x3+u3=x3+8y3 (v−y)(v2+vy+y2)=v3−y3=8x3−y3 (x3+8y3)+(8x3−y3)=9x3+7y3
Vậy a) 8x2+20xy; b) 9x3+7y3.
4Cách 4. Hệ số bất định rồi thay số kiểm tra chéo
Định hướng. Sau khi rút gọn, câu a) là đa thức bậc hai còn câu b) là đa thức bậc ba của x và y; viết dạng tổng quát rồi thay vài bộ số dễ nhẩm là tìm được từng hệ số.
a) (2x−5y)(2x+5y)+(2x+5y)2=mx2+nxy+py2 x=1, y=0: 2⋅2+22=8 nên m=8 x=0, y=1: (−5)⋅5+52=0 nên p=0 x=1, y=1: (−3)⋅7+72=28 nên m+n+p=28, n=20 b) (x+2y)(x2−2xy+4y2)+(2x−y)(4x2+2xy+y2)=mx3+nx2y+pxy2+qy3 x=1, y=0: 1⋅1+2⋅4=9 nên m=9 x=0, y=1: 2⋅4+(−1)⋅1=7 nên q=7 x=1, y=1: 3⋅3+1⋅7=16 nên n+p=0 x=1, y=−1: (−1)⋅7+3⋅3=2 nên p−n=0 n=p=0
Vậy a) 8x2+20xy; b) 9x3+7y3.
Nhận xét. Cách 4 dài hơn nhưng đáng giá ở chỗ nó vừa cho kết quả vừa tự kiểm tra: bốn bộ số độc lập cùng khớp thì khả năng sai gần như bằng không.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 3 cho câu a) và Cách 1 cho câu b): câu a) chỉ ba dòng nhờ nhân tử chung 2x+5y, câu b) chỉ cần đọc đúng hai hằng đẳng thức lập phương là xong, trong khi Cách 2 phải viết tới mười hai hạng tử.
Đáp số.a) 8x2+20xy; b) 9x3+7y3.
Sai lầm thường gặp.Nhìn x2−2xy+4y2 thành (x−2y)2 rồi viết câu b) thành (x+2y)(x−2y)2. Phản ví dụ: (x−2y)2=x2−4xy+4y2, hạng tử giữa là −4xy chứ không phải −2xy; thay x=1, y=1 thì x2−2xy+4y2=3 còn (x−2y)2=1.
🚀 Mở rộng.Cùng cấu trúc câu b), (x+ay)(x2−axy+a2y2)+(ax−y)(a2x2+axy+y2)=(a3+1)x3+(a3−1)y3; đặt a=2 là trở về đúng đề bài, đặt a=3 sẽ được 28x3+26y3.
Bài 7 · Bài 2.34★★★Trang 47— Phân tích đa thức thành nhân tử
Bài 2.34 (trang 47). Phân tích các đa thức sau thành nhân tử: a) 6x2−24y2; b) 64x3−27y3; c) x4−2x3+x2; d) (x−y)3+8y3.
Kiến thức cần nhớ
Đặt nhân tử chung: AB+AC=A(B+C).
Hiệu hai bình phương: A2−B2=(A−B)(A+B).
Bình phương của một hiệu: A2−2AB+B2=(A−B)2.
Hiệu hai lập phương: A3−B3=(A−B)(A2+AB+B2).
Tổng hai lập phương: A3+B3=(A+B)(A2−AB+B2).
🧠 Phân tích tư duy
Bốn câu chia thành hai nhóm: a) và c) có nhân tử chung nên phải đặt ra ngoài trước, còn b) và d) không có nhân tử chung nhưng hai hạng tử đều là lập phương đúng. Hướng chung an toàn nhất là “nhân tử chung trước, hằng đẳng thức sau”, vì bỏ qua bước đặt nhân tử chung thì hằng đẳng thức không hiện ra. Bẫy ở câu d) là 8y3=(2y)3 và cả khối x−y phải được coi như một biểu thức duy nhất, khai triển vội sẽ mất luôn dạng đẹp.
1Cách 1. Đặt nhân tử chung trước, dùng hằng đẳng thức sau
Định hướng. Câu nào có nhân tử chung thì rút ra ngoài, phần còn lại luôn rơi đúng vào một hằng đẳng thức đã học.
a) 6x2−24y2=6(x2−4y2) =6[x2−(2y)2]=6(x−2y)(x+2y) b) 64x3−27y3=(4x)3−(3y)3 =(4x−3y)[(4x)2+4x⋅3y+(3y)2] =(4x−3y)(16x2+12xy+9y2) c) x4−2x3+x2=x2(x2−2x+1) =x2(x−1)2 d) (x−y)3+8y3=(x−y)3+(2y)3 =[(x−y)+2y][(x−y)2−(x−y)⋅2y+(2y)2] =(x+y)(x2−2xy+y2−2xy+2y2+4y2) =(x+y)(x2−4xy+7y2)
Vậy a) 6(x−2y)(x+2y); b) (4x−3y)(16x2+12xy+9y2); c) x2(x−1)2; d) (x+y)(x2−4xy+7y2).
2Cách 2. Đặt ẩn phụ cho từng khối
Định hướng. Gọi tên từng khối bằng một chữ mới, hằng đẳng thức hiện ra ở dạng trần trụi rồi mới thay ngược trở lại.
a) u=x, v=2y: 6x2−24y2=6(u2−v2)=6(u−v)(u+v) =6(x−2y)(x+2y) b) u=4x, v=3y: 64x3−27y3=u3−v3=(u−v)(u2+uv+v2) =(4x−3y)(16x2+12xy+9y2) c) u=x2−x: x4−2x3+x2=(x2−x)2=u2 =[x(x−1)]2=x2(x−1)2 d) u=x−y, v=2y: (x−y)3+8y3=u3+v3=(u+v)(u2−uv+v2) =(x+y)[(x−y)2−2y(x−y)+4y2] =(x+y)(x2−4xy+7y2)
Vậy kết quả trùng khớp với Cách 1 ở cả bốn câu.
3Cách 3. Tách hạng tử rồi nhóm
Định hướng. Không dùng hằng đẳng thức: tách bớt một hạng tử thành hai phần sao cho các nhóm hiện ra cùng một nhân tử.
a) 6x2−24y2=6x2−12xy+12xy−24y2 =6x(x−2y)+12y(x−2y)=(x−2y)(6x+12y) =6(x−2y)(x+2y) b) 64x3−27y3=64x3−48x2y+48x2y−36xy2+36xy2−27y3 =16x2(4x−3y)+12xy(4x−3y)+9y2(4x−3y) =(4x−3y)(16x2+12xy+9y2) c) x4−2x3+x2=x4−x3−x3+x2 =x3(x−1)−x2(x−1)=(x−1)(x3−x2) =(x−1)⋅x2(x−1)=x2(x−1)2 d) (x−y)3+8y3=x3−3x2y+3xy2−y3+8y3 =x3+x2y−4x2y−4xy2+7xy2+7y3 =x2(x+y)−4xy(x+y)+7y2(x+y) =(x+y)(x2−4xy+7y2)
Vậy ba con đường khác nhau cùng dẫn tới một kết quả duy nhất.
4Cách 4. Thay số kiểm tra chéo
Định hướng. Đẳng thức phân tích phải đúng với mọi giá trị của biến, chọn x=3, y=1 để thử lại cả bốn câu.
a) 6⋅9−24=30 và 6(3−2)(3+2)=30 b) 64⋅27−27=1701 và (12−3)(144+36+9)=9⋅189=1701 c) 81−54+9=36 và 9⋅22=36 d) (3−1)3+8=16 và (3+1)(9−12+7)=4⋅4=16
Vậy cả bốn kết quả phân tích đều khớp giá trị số.
Nhận xét. Thay số chỉ kiểm tra chứ không thay được lời giải: hai đa thức khác nhau vẫn có thể trùng giá trị tại một điểm, muốn chắc chắn phải khai triển lại như Cách 3 hoặc thử thêm bộ số thứ hai.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: quy trình “nhân tử chung trước, hằng đẳng thức sau” áp dụng được cho cả bốn câu và mỗi câu chỉ ba dòng; Cách 3 tuy tổng quát hơn nhưng phải tách rất nhiều hạng tử nên dễ sót dấu.
Đáp số.a) 6(x−2y)(x+2y); b) (4x−3y)(16x2+12xy+9y2); c) x2(x−1)2; d) (x+y)(x2−4xy+7y2).
Sai lầm thường gặp.Ở câu b) viết 64x3−27y3=(4x−3y)(16x2−12xy+9y2) vì bê nguyên dấu trừ của A−B xuống hạng tử giữa. Phản ví dụ với x=1, y=1: vế trái bằng 64−27=37, còn (4−3)(16−12+9)=13 — hai số khác hẳn nhau.
🚀 Mở rộng.Cùng cách đặt ẩn phụ ở câu d), (x−y)3+k3y3=(x−y+ky)[(x−y)2−ky(x−y)+k2y2]; với k=3 nhân tử thứ nhất thành x+2y, hãy tự tính xem nhân tử thứ hai khi đó bằng bao nhiêu.
Bài 8 · Bài 2.35★★★Trang 47— Giải thích hằng đẳng thức bằng mô hình diện tích
Bài 2.35 (trang 47). Sử dụng Hình 2.3, bằng cách tính diện tích hình vuông ABCD theo hai cách, hãy giải thích hằng đẳng thức (a+b)2=a2+2ab+b2.
Kiến thức cần nhớ
Diện tích hình vuông cạnh m bằng m2; diện tích hình chữ nhật hai kích thước m và n bằng mn.
Diện tích một hình bằng tổng diện tích các phần rời nhau ghép thành hình đó.
Bình phương của một tổng: (a+b)2=a2+2ab+b2.
🧠 Phân tích tư duy
Hình vuông ABCD có cạnh a+b và được chia thành bốn mảnh P, Q, R, S — dấu hiệu của kiểu chứng minh “tính một đại lượng theo hai cách”. Hướng đi là viết diện tích toàn hình theo cạnh, rồi viết lại theo tổng bốn mảnh; hai kết quả cùng đo một diện tích nên phải bằng nhau. Bẫy là nhầm hai mảnh Q và R thành hình vuông: chúng là hình chữ nhật có hai kích thước a và b, và chính chúng sinh ra hạng tử 2ab.
1Cách 1. Tính diện tích hình vuông theo hai cách rồi so sánh
Định hướng. Cách thứ nhất dùng cạnh a+b, cách thứ hai cộng diện tích bốn mảnh P, Q, R, S; cùng một diện tích nên hai kết quả bằng nhau.
Nhận xét. Ba cách đầu chỉ vẽ được khi a>0 và b>0 vì độ dài phải dương, còn Cách 4 đúng với mọi số a, b kể cả số âm — hình vẽ để hiểu và để nhớ, phép nhân đa thức mới là chứng minh đầy đủ.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1 vì đề yêu cầu đúng như vậy: tính diện tích theo hai cách rồi cho hai kết quả bằng nhau; nếu đề chỉ nói “chứng minh hằng đẳng thức” mà không bắt buộc dùng hình thì Cách 4 gọn hơn, chỉ bốn dòng.
Đáp số.S(ABCD)=(a+b)2 và S(ABCD)=a2+ab+ab+b2, suy ra (a+b)2=a2+2ab+b2.
Sai lầm thường gặp.Cho rằng Q và R cũng là hình vuông nên viết tổng bốn mảnh thành a2+b2+b2+b2 rồi kết luận sai (a+b)2=a2+3b2. Phản ví dụ với a=3, b=2: (3+2)2=25 nhưng a2+3b2=9+12=21; đếm trên hình thì mỗi mảnh Q, R có 3⋅2=6 ô vuông đơn vị chứ không phải 4 ô.
🚀 Mở rộng.Cùng cách cắt ghép nhưng lên không gian: khối lập phương cạnh a+b chia được thành tám hộp nhỏ và cho (a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3; hãy đếm xem trong tám hộp đó có bao nhiêu hộp kích thước a, a, b để giải thích hệ số 3.