7 Hằng Đẳng Thức Đáng Nhớ và Những Hệ Quả Quan Trọng
Hằng đẳng thức đáng nhớ là một chủ đề không thể bỏ qua đối với học sinh lớp 7 và lớp 8. Việc hiểu rõ, nhận biết và áp dụng thành thạo các hằng đẳng thức vào giải toán là kỹ năng thiết yếu trong chương trình Đại số 8, đóng vai trò quan trọng trong hành trình học tập của mọi học sinh phổ thông.
TOP 7 Hằng đẳng thức cung cấp toàn bộ công thức chi tiết, kèm theo ví dụ minh họa sinh động và bài tập có đáp án, lời giải cụ thể. Hy vọng rằng tài liệu này sẽ giúp các em vận dụng kiến thức một cách linh hoạt, rèn luyện kỹ năng giải quyết các dạng bài tập đa dạng để đạt thành tích cao trong các kỳ thi và bài kiểm tra học sinh giỏi. Ngoài ra, các bạn có thể tham khảo thêm tài liệu về Bài tập các trường hợp đồng dạng của tam giác để mở rộng kiến thức.
Hằng Đẳng Thức: Lý Thuyết Cơ Bản và Bài Tập Ứng Dụng
- I. Những Hằng Đẳng Thức Đáng Nhớ
- II. Hệ Quả Từ Hằng Đẳng Thức
- III. Các Dạng Bài Toán Về Bảy Hằng Đẳng Thức Đáng Nhớ
I. Những Hằng Đẳng Thức Đáng Nhớ và Ứng Dụng
Bình Phương Của Một Tổng: Khám Phá Công Thức Và Ứng Dụng

Diễn Giải: Bình phương của tổng hai số bằng bình phương số thứ nhất, cộng hai lần tích của số thứ nhất và số thứ hai, rồi cộng với bình phương của số thứ hai. Công thức này không chỉ là nền tảng toán học mà còn là chìa khóa giải quyết nhiều bài toán phức tạp.
Bình Phương Của Một Hiệu: Công Thức Và Ý Nghĩa

Diễn Giải: Bình phương của hiệu hai số bằng bình phương số thứ nhất, trừ đi hai lần tích của số thứ nhất và số thứ hai, rồi cộng với bình phương của số thứ hai. Công thức này không chỉ giúp giải toán mà còn rèn luyện tư duy logic.
Hiệu của hai bình phương

Diễn giải: Hiệu của bình phương hai số chính bằng tích của tổng và hiệu hai số đó.
Lập phương của một tổng

Diễn giải: Lập phương của tổng hai số được tính bằng cách lấy lập phương số thứ nhất, cộng ba lần bình phương số thứ nhất nhân số thứ hai, cộng ba lần số thứ nhất nhân bình phương số thứ hai, và cuối cùng cộng lập phương số thứ hai.
Lập phương của một hiệu

Diễn giải: Lập phương của hiệu hai số được tính bằng lập phương số thứ nhất, trừ ba lần bình phương số thứ nhất nhân số thứ hai, cộng ba lần số thứ nhất nhân bình phương số thứ hai, và cuối cùng trừ lập phương số thứ hai.
Tổng của hai lập phương

Diễn giải: Tổng hai lập phương của hai số bằng tích của tổng hai số đó với bình phương thiếu của hiệu giữa chúng.
Hiệu của hai lập phương

Diễn giải: Hiệu của hai lập phương hai số bằng tích của hiệu hai số đó với bình phương thiếu của tổng chúng.
Ví dụ minh họa về hằng đẳng thức
Ví dụ 1
Viết các biểu thức sau thành đa thức:



Gợi ý đáp án



Ví dụ 2
Viết các biểu thức sau thành bình phương của một tổng hoặc một hiệu:



Gợi ý đáp án




Ví dụ 3
Viết các biểu thức sau thành đa thức:



Gợi ý đáp án




Ví dụ 4
a) Viết biểu thức tính diện tích của hình vuông có cạnh bằng 2x + 3 dưới dạng đa thức
b) Viết biểu thức tính thể tích của khối lập phương có cạnh bằng 3x - 2 dưới dạng đa thức
Gợi ý đáp án


II. Hệ quả hằng đẳng thức
Ngoài ra, ta có các hằng đẳng thức hệ quả của 7 hằng đẳng thức trên. Thường sử dụng trong khi biến đổi lượng giác, chứng minh đẳng thức, bất đẳng thức,...
Hệ quả với hằng đẳng thức bậc 2






Hệ quả với hằng đẳng thức bậc 3







Hệ quả tổng quát


Một số hệ quả khác của hằng đẳng thức


Hy vọng đây là tài liệu bổ ích giúp các em hệ thống lại kiến thức, vận dụng vào làm bài tập tốt hơn. Chúc các em ôn tập và đạt được kết quả cao trong các kỳ thi sắp tới.
III. Các dạng bài toán ứng dụng bảy hằng đẳng thức đáng nhớ
- Dạng 1: Tính toán giá trị biểu thức dựa trên hằng đẳng thức.
- Dạng 2: Chứng minh biểu thức A không phụ thuộc vào biến số.
- Dạng 3: Vận dụng hằng đẳng thức để xác định giá trị nhỏ nhất và lớn nhất của biểu thức.
- Dạng 4: Chứng minh sự bằng nhau giữa các đẳng thức.
- Dạng 5: Chứng minh các bất đẳng thức.
- Dạng 6: Phân tích đa thức thành các nhân tử.
- Dạng 7: Giải bài toán tìm giá trị của x.
- Dạng 8: Thực hiện các phép tính liên quan đến phân thức.
- Dạng 9: Áp dụng hằng đẳng thức trong các phép tính phân thức phức tạp.
Dạng 1: Tính giá trị của biểu thức
Bài 1: Tính giá trị của biểu thức A = x2 – 4x + 4 tại x = -1
Giải.
Ta có: A = x2 – 4x + 4 = (x2 – 2.x.2 + 22) = (x – 2)2
Tại x = -1: A = ((-1) – 2)2 = (-3)2 = 9
Vậy: A(-1) = 9
Dạng 2: Chứng minh biểu thức A không phụ thuộc vào biến
B = (x – 1)2 + (x + 1)(3 – x)
Giải.
B = (x – 1)2 + (x + 1)(3 – x)
= x2 – 2x + 1 – x2 + 3x + 3 – x
= 4 : hằng số không phụ thuộc vào biến x.
Dạng 3: Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức
C = x2 – 2x + 5
Giải.
Ta có: C = x2 – 2x + 5 = (x2 – 2x + 1) + 4 = (x – 1)2 + 4
Mà: (x – 1)2 ≥ 0 với mọi x.
Suy ra: (x – 1)2 + 4 ≥ 4 hay C ≥ 4
Dấu “=” xảy ra khi: x – 1 = 0 hay x = 1
Nên: Cmin = 4 khi x = 1
Dạng 4: Tìm giá trị lớn nhất của biểu thức
D = 4x – x2
Giải.
Ta có: D = 4x – x2 = 4 – 4 + 4x – x2 = 4 – (4 + x2 – 4x) = 4 – (x – 2)2
Mà: -(x – 2)2 ≤ 0 với mọi x.
Suy ra: 4 – (x – 2)2 ≤ 4 hay D ≤ 4
Dấu “=” xảy ra khi: x – 2 = 0 hay x = 2
Nên: Dmax = 4 khi x = 2.
Dạng 5: Chứng minh đẳng thức
(a + b)3 – (a – b)3 = 2b(3a2 + b2)
Giải.
VT = (a + b)3 – (a – b)3
= (a3 + 3a2b + 3ab2 + b3) – (a3 – 3a2b + 3ab2 – b3)
= a3 + 3a2b + 3ab2 + b3 – a3 + 3a2b – 3ab2 + b3
= 6a2b + 2b3
= 2b(3a2 + b2) -> đpcm.
Vậy: (a + b)3 – (a – b)3 = 2b(3a2 + b2)
Dạng 6: Chứng minh bất đẳng thức - Phương pháp biến đổi và áp dụng hằng đẳng thức
Biến đổi bất đẳng thức về dạng biểu thức A ≥ 0 hoặc A ≤ 0, sau đó sử dụng các phép biến đổi để đưa A về một trong bảy hằng đẳng thức đáng nhớ.
Dạng 7: Phân tích đa thức thành nhân tử
F = x2 – 4x + 4 – y2
Giải.
Ta có: F = x2 – 4x + 4 – y2
= (x2 – 4x + 4) – y2 [nhóm hạng tử]
= (x – 2)2 – y2 [đẳng thức số 2]
= (x – 2 – y)(x – 2 + y) [đẳng thức số 3]
Vậy: F = (x – 2 – y)(x – 2 + y)
Bài 1: A = x3 – 4x2 + 4x
= x(x2 – 4x + 4)
= x(x2 – 2.2x + 22)
= x(x – 2)2
Bài 2: B = x2 – 2xy – x + 2y
= (x2 – x) + (2y – 2xy)
= x(x – 1) – 2y(x – 1)
= (x – 1)(x – 2y)
Bài 3: C = x2 – 5x + 6
= x2 – 2x – 3x + 6
= x(x – 2) – 3(x – 2)
= (x – 2)(x – 3)
Dạng 8: Tìm x thỏa mãn phương trình
x2(x – 3) – 4x + 12 = 0
Giải.
x2(x – 3) – 4x + 12 = 0
x2(x – 3) – 4(x – 3) = 0
(x – 3)(x2 – 4) = 0
(x – 3)(x – 2)(x + 2) = 0
(x – 3) = 0 hoặc (x – 2) = 0 hoặc (x + 2) = 0
x = 3 hoặc x = 2 hoặc x = –2
Vậy: x = 3; x = 2; x = –2
Dạng 9: Thực hiện phép tính phân thức

Giải.




IV. Một số lưu ý về hằng đẳng thức đáng nhớ
Lưu ý: a và b có thể là dạng chữ (đơn phức hoặc đa phức) hoặc a, b là một biểu thức bất kỳ. Khi áp dụng các hằng đẳng thức đáng nhớ vào bài tập cụ thể, điều kiện của a và b cần được xác định rõ để thực hiện bài tập một cách chính xác.
- Biến đổi các hằng đẳng thức chủ yếu là quá trình chuyển đổi từ tổng hoặc hiệu thành tích giữa các số. Kỹ năng phân tích đa thức thành nhân tử cần được nắm vững để việc áp dụng các hằng đẳng thức trở nên rõ ràng và chính xác.
- Để hiểu sâu hơn về bản chất của việc sử dụng hằng đẳng thức, bạn có thể chứng minh tính đúng đắn của chúng bằng cách chuyển đổi ngược lại và sử dụng các hằng đẳng thức liên quan trong quá trình chứng minh bài toán.
- Khi áp dụng hằng đẳng thức trong phân thức đại số, cần lưu ý rằng mỗi bài toán có thể có nhiều hình thức biến đổi khác nhau, nhưng bản chất vẫn dựa trên các công thức cơ bản, chỉ cần biến đổi sao cho phù hợp với yêu cầu tính toán.
V. Bài tập về hằng đẳng thức
1. Bài tập tự luyện
Bài 1: Tính
a) (x + 2y)2;
b) (x - 3y)(x + 3y);
c) (5 - x)2.
d) (x - 1)2;
e) (3 - y)2
f) (x - )2.
Bài 2: Viết các biểu thức sau dưới dạng bình phương một tổng
a) x2 + 6x + 9;
b) x2 + x + ;
c) 2xy2 + x2y4 + 1.
Bài 3: Rút gọn biểu thức
a) (x + y)2 + (x - y)2;
b) 2(x - y)(x + y) + (x - y)2 + (x + y)2;
Bài 4: Tìm x biết
a) (2x + 1)2 - 4(x + 2)2 = 9;
b) (x + 3)2 - (x - 4)(x + 8) = 1;
c) 3(x + 2)2 + (2x - 1)2 - 7(x + 3)(x - 3) = 36;
Bài 5: Tính nhẩm các hằng đẳng thức sau
a) 192; 282; 812; 912;
b) 19. 21; 29. 31; 39. 41;
c) 292 - 82; 562 - 462; 672 - 562;
Bài 6: Chứng minh rằng các biểu thức sau luôn dương với mọi giá trị của biến x
a) 9x2 - 6x + 2;
b) x2 + x + 1;
c) 2x2 + 2x + 1.
Bài 7: Tìm giá trị nhỏ nhất của các biểu thức
a) A = x2 - 3x + 5;
b) B = (2x - 1)2 + (x + 2)2;
Bài 8: Tìm giá trị lớn nhất của các biểu thức
a) A = 4 - x2 + 2x;
b) B = 4x - x2;
Bài 9: Tính giá trị của biểu thức
A. x3 + 12x2 + 48x + 64 tại x = 6
B = x3 – 6x2 + 12x – 8 tại x = 22
C = x3 + 9x2 + 27x + 27 tại x = -103
D = x3 – 15x2 + 75x - 125 tại x = 25
Bài 10: Tìm x biết:
a) (x - 3)(x2 + 3x + 9) + x(x + 2)(2 - x) = 1;
b) (x + 1)3 - (x - 1)3 - 6(x - 1)2 = -10
Bài 11: Rút gọn
a. (x - 2)3 – x(x + 1)(x – 1) + 6x(x – 3) b. (x - 2)(x2 – 2x + 4)(x + 2)(x2 + 2x +4) | d. (x + y)3 – (x - y)3 – 2y3 e. (x + y + z)2 – 2(x + y + z)(x + y) + (x + y) |
e. (2x + y)(4x2 – 2xy + y2) – (2x - y)(4x2 + 2xy + y2)
Bài 12: Chứng minh
a. a3 + b3 = (a + b)3 – 3ab(a + b)
b. a3 - b3 = (a - b)3 – 3ab(a - b)
Bài 13: a. Cho x + y = 1. Tính giá trị của biểu thức x3 + y3 + 3xy
Cho x - y = 1. Tính giá trị của biểu thức x3 - y3 - 3xy
Bài 14: Chứng minh biểu thức sau không phụ thuộc vào x:
A = (2x + 3)(4x2 – 6x + 9) – 2(4x3 – 1)
B = (x + y)(x2 – xy + y2) + (x - y)(x2 + xy + y2) – 2x3.
Bài 15. Cho a + b + c = 0. Chứng minh M = N = P với
M = a(a + b)(a + c); N = b(b + c)(b + a); P = c(c + a)(c + b);
2. Bài tập nâng cao
Bài 1. Cho đa thức 2x² – 5x + 3. Viết đa thức trên dưới dạng 1 đa thức của biến y trong đó y = x + 1.
Lời Giải
Theo đề bài ta có: y = x + 1 => x = y – 1.
A = 2x² – 5x + 3
= 2(y – 1)² – 5(y – 1) + 3 = 2(y² – 2y + 1) – 5y + 5 + 3 = 2y² – 9y + 10
Bài 2. Tính nhanh kết quả các biểu thức sau:
a) 127² + 146.127 + 73²
b) 98.28 – (184 – 1)(184 + 1)
c) 100² – 99² + 98² – 97² + … + 2² – 1²
d) (20² + 18² + 16² + … + 4² + 2²) – (19² + 17² + 15² + … + 3² + 1²)
Lời Giải
a) A = 127² + 146.127 + 73²
= 127² + 2.73.127 + 73²
= (127 + 73)²
= 200²
= 40000.
b) B = 98.28 – (184 – 1)(184 + 1)
= 188 – (188 – 1)
= 1
c) C = 100² – 99² + 98² – 97² + … + 2² – 1²
= (100 + 99)(100 – 99) + (98 + 97)(98 – 97) + … + (2 + 1)(2 – 1)
= 100 + 99 + 98 + 97 + … + 2 + 1
= 5050.
d) D = (20² + 18² + 16² + … + 4² + 2²) – (19² + 17² + 15² + … + 3² + 1²)
= (20² – 19²) + (18² – 17²) + (16² – 15²) + … + (4² – 3²) + (2² – 1²)
= (20 + 19)(20 – 19) + (18 + 17)(18 – 17) + (16 + 15)(16 – 15) + … + (4 + 3)(4 – 3) + (2 + 1)(2 – 1)
= 20 + 19 + 18 + 17 + 16 + 15 + … + 4 + 3 + 2 + 1
= 210
Bài 3. So sánh hai số sau, số nào lớn hơn?
a) A = (2 + 1)(22 + 1)(24 + 1)(28 + 1)(216 + 1) và B = 232
b) A = 1989.1991 và B = 19902
Gợi ý đáp án
a) Ta nhân 2 vế của A với 2 – 1, ta được:
A = (2 – 1)(2 + 1)(22 + 1)(24 + 1)(28 + 1)(216 + 1)
Ta áp dụng đẳng thức (a - b)(a + b) = a² – b² nhiều lần, ta được:
A = 232 – 1.
=> Vậy A < B.
b) Ta đặt 1990 = x => B = x²
Vậy A = (x – 1)(x + 1) = x² – 1
=> B > A là 1.
Bài 4. Chứng minh rằng:
a) a(a – 6) + 10 > 0.
b) (x – 3)(x – 5) + 4 > 0.
c) a² + a + 1 > 0.
Lời Giải
a) VT = a² – 6a + 10 = (a – 3)² + 1 ≥ 1
=> VT > 0
b) VT = x² – 8x + 19 = (x – 4)² + 3 ≥ 3
=> VT > 0
c) a² + a + 1 = a² + 2.a.½ + ¼ + ¾ = (a + ½)² + ¾ ≥ ¾ > 0.
- Viết bài: Quan sát cây cối - Bài 19 Tiếng Việt lớp 4 tập 2 Kết nối tri thức với cuộc sống
- Khám phá phương pháp viết bài văn miêu tả cây cối (phần tiếp theo) - Tiếng Việt 4 Kết nối tri thức, Tập 2, Bài 18
- Khám phá nghệ thuật viết văn miêu tả cây cối - Bài 17, Tiếng Việt 4 tập 2 - Kết nối tri thức
- Soạn bài Mùa thu về Trùng Khánh nghe hạt dẻ hát - Ngữ văn lớp 7 trang 82 sách Chân trời sáng tạo tập 1
- Dàn ý phân tích hình tượng người lính trong bài thơ Đồng chí (3 mẫu) - Tác phẩm Đồng chí của Chính Hữu