乘法公式的幾何應用

2023-01-20 05:51:03 字數 4347 閱讀 1274

1.把幾個圖形拼成乙個新的圖形,再通過圖形面積的計算,常常可以得到一些有用的式子,或可以求出一些不規則圖形的面積.(1)如圖1,是將幾個面積不等的小正方形與小長方形拼成乙個邊長為a+b+c的正方形,試用不同的方法計算這個圖形的面積,你能發現什麼結論,請寫出來.(2)如圖2,是將兩個邊長分別為a和b的正方形拼在一起,b、c、g三點在同一直線上,連線bd和bf,若兩正方形的邊長滿足a+b=10,ab=20,你能求出陰影部分的面積嗎?

2.把幾個圖形拼成乙個新的圖形,再通過兩種不同的方法計算同乙個圖形的面積,可以得到乙個等式,也可以求出一些不規則圖形的面積.例如,由圖1,可得等式:(a+2b)(a+b)=a2+3ab+2b2(1)如圖2,將幾個面積不等的小正方形與小長方形拼成乙個邊長為a+b+c的正方形,試用不同的形式表示這個大正方形的面積,你能發現什麼結論?

請用等式表示出來.(2)利用(1)中所得到的結論,解決下面的問題:已知a+b+c=11,ab+bc+ac=38,求a2+b2+c2的值

3.如圖,把乙個邊長為a的大正方形,剪去乙個邊長為b的小正方形,即圖①稱之為「前世」,然後再剪拼成乙個新長方形如圖②稱之為「今生」,請你解答下面的問題:(1)「前世」圖①的面積與「今生」圖②新長方形的面積   ;(2)根據圖形面積的和差關係直接寫出「前世」圖①的面積為:

   ,標明「今生」圖②新長方形的長為  、寬為  ,面積為:   (3)「形缺數時少直觀,數缺形式少形象」它體現了數學的數形結合思想,由(1)和(2)圖形面積的計算,形象的驗證了代數中的乙個乘法公式為

4.我們用硬紙板拼圖,不僅可以探索整式乘法與因式分解之間的內在聯絡,還可以利用同一圖形不同的面積表示方法來探索新的結論.(1)觀察下面圖①的硬紙板拼圖,寫出乙個表示相等關係的式子

(2)用不同的方法表示圖②中陰影部分的面積,可以得到的乘法公式為

5.學習整式的乘法時可以發現:用兩種不同的方法表示同乙個圖形的面積,可以得到乙個等式,進而可以利用得到的等式解決問題.

(1)如圖1,是由邊長為a,b的正方形和長為a,寬為b的長方形拼成的大長方形,由圖1,可得等式:(a+2b)(a+b)= a2+3ab+2b2 ;

(2)請從下列的a,b兩題中任選一題作答,我選擇 a 題.

a:①如圖2,是幾個小正方形和小長方形拼成的乙個邊長為a+b+c的大正方形,用不同的方法表示這個大正方形的面積,得到的等式為 (a+b+c)2=a2+c2+b2+2(ab+bc+ac) ;

②已知a+b+c=11,ab+bc+ac=38,利用①中所得到的等式,求代數式a2+b2+c2的值.

b:①如圖3,是用2個小正方體和6個小長方體拼成的乙個稜長為a+b的大正方體,模擬(1)題,用不同的方法表示這個大正方體的體積,得到的等式為 (a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3 ;

②已知a+b=5,ab=6,利用①中所得的等式,求代數式a3+b3的值.

6.數學中有很多恒等式可以用圖形的面積來得到.如圖1,可以求出陰影部分的面積是a2﹣b2;如圖2,若將陰影部分裁剪切來,重新拼成乙個矩形,它的長是a+b,寬是a﹣b,比較圖1,圖2陰影部分的面積,可以得到恒等式(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2.

(1)觀察圖3,請你寫出(a+b)2,(a﹣b)2,ab之間的乙個恒等式

(2)觀察圖4,請寫出圖4所表示的代數恒等式

(3)現有若干塊長方形和正方形硬紙片如圖5所示,請你用拼圖的方法推出乙個恒等式(a+b)2=a2+2ab+b2,仿照圖4畫出你的拼圖並標出相關資料

7.閱讀下列材料並解答問題:數學中有很多恒等式可以用圖形的面積來得到.例如,圖1中陰影部分的面積可表示為a2﹣b2;若將陰影部分剪下來,重新拼成乙個矩形(如圖2),它的長,寬分別是a+b,a﹣b,由圖1,圖2中陰影部分的面積相等,可得恒等式(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2.

(1)觀察圖3,根據圖形,寫出乙個代數恒等式

(2)現有若干塊長方形和正方形硬紙片如圖4所示.請你仿照圖3,用拼圖的方法推出恒等式(a+b)2=a2+2ab+b2,畫出你的拼圖並標出相關資料;

(3)利用推出的式子(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2,(a+b)2=a2+2ab+b2計算:①()();②(x+2)2

1.分析(1)此題根據面積的不同求解方法,可得到不同的表示方法.一種可以是3個正方形的面積和6個矩形的面積,種是大正方形的面積,可得等式(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2bc+2ac,(2)利用s陰影=正方形abcd的面積+正方形ecgf的面積﹣三角形bgf的面積﹣三角形abd的面積求解.

解:(1)(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2bc+2ac(2)∵a+b=10,ab=20,∴s陰影=a2+b2﹣(a+b)b﹣a2=a2+b2﹣ab=(a+b)2﹣ab=×102﹣×20=50﹣30=20.

本題考查完全平方公式的幾何意義,解題的關鍵是注意圖形的分割與拼合,會用不同的方法表示同一圖形的面積

2.分析(1)此題根據面積的不同求解方法,可得到不同的表示方法.一種可以是3個正方形的面積和6個矩形的面積,種是大正方形的面積,可得等式(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2bc+2ac;(2)利用(1)中的等式直接代入求得答案即可;(3)利用s陰影=s正方形abcd+s正方形ecgf﹣s△bgf﹣s△abd求解.

解:(1)(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2bc+2ac;(2)∵a+b+c=11,ab+bc+ac=38,∴a2+b2+c2 =(a+b+c)2﹣2(ab+ac+bc)=121﹣76=45;

本題也考查完全平方公式的幾何意義,解題的關鍵也是注意圖形的分割與拼合,會用不同的方法表示同一圖形的面積

3.分析:(1)根據圖形的變化規律即可解決問題;(2)觀察圖形即可解決問題;(3)由(1)(2)可得結論;(4)利用公式:a2﹣b2=(a+b)(a﹣b)即可解決問題;

解:(1)由題意可知:前世」圖①的面積與「今生」圖②新長方形的面積相等,故答案為相等.(2)根據圖形面積的和差關係直接寫出「前世」圖①的面積為:

a2﹣b2,標明「今生」圖②新長方形的長為a+b、寬為a﹣b,面積為:(a+b)(a﹣b).故答案為a2﹣b2,a+b,a﹣b,(a+b)(a﹣b);(3)「形缺數時少直觀,數缺形式少形象」它體現了數學的數形結合思想,由(1)和(2)圖形面積的計算,形象的驗證了代數中的乙個乘法公式為:a2﹣b2=(a+b)(a﹣b).故答案為a2﹣b2=(a+b)(a﹣b(4)2.

001×1.999=(2+0.001)(2﹣0.

001)=22﹣(0.001)2=4﹣0.000001=3.

999999.

本題考查因式分解法、平方差公式的幾何背景等知識,解題的關鍵是理解題意,靈活運用所學知識解決問題.

4.分析:(1)利用長方形的面積計算得出答案即可;(2)陰影部分拼接得到長為a+b,寬為a﹣b的長方形,面積就是兩個正方形的面積差;(3)用梯形面積公式求出梯形面積;由三個三角形面積之和求出梯形面積;根據兩種求法得出的面積相等列出關係式,化簡即可得到結果.

解:(1)(2a+b)(a+b)=2a2+3ab+b2.(2)(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2.

此題考查因式分解的實際運用,利用面積的和與差驗證和解決問題.

5.分析:(1)如圖1,由圖形面積的兩種不同表示方法可得等式;(2)a:

①如圖2,由圖形面積的兩種不同表示方法可得等式;②由等式利用代入法即可求解;b:①如圖3,由圖形體積的兩種不同表示方法可得等式;②由等式利用代入法即可求解.

解:(1)如圖1,是由邊長為a,b的正方形和長為a,寬為b的長方形拼成的大長方形,由圖1,可得等式:(a+2b)(a+b)=a2+3ab+2b2;

(2)選擇a題.a:①如圖2,是幾個小正方形和小長方形拼成的乙個邊長為a+b+c的大正方形,用不同的方法表示這個大正方形的面積,得到的等式為(a+b+c)2=a2+c2+b2+2(ab+bc+ac);

②∵a+b+c=11,ab+bc+ac=38,∴a2+b2+c2=(a+b+c)2﹣2(ab+bc+ac)=121﹣76=45.選擇b題.

b:①如圖3,是用2個小正方體和6個小長方體拼成的乙個稜長為a+b的大正方體,模擬(1)題,用不同的方法表示這個大正方體的體積,得到的等式為(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3;

②∵a+b=5,ab=6,∴a3+b3=(a+b)3﹣3a2b﹣3ab2=(a+b)3﹣3ab(a+b)=125﹣3×6×5=125﹣90

=35.故答案為:a2+3ab+2b2;a,(a+b+c)2=a2+c2+b2+2(ab+bc+ac);(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3.

該題目考查了完全平方公式的幾何背景,利用圖形的面積和體積來得到數學公式,關鍵是靈活進行數學結合來分析.

6.分析:(1)利用完全平方公式找出(a+b)2、(a﹣b)2、ab之間的等量關係即可;(2)根據面積的兩種表達方式得到圖4所表示的代數恒等式;(3)由已知的恒等式,畫出相應的圖形即可.

解:(1)(a+b)2,(a﹣b)2,ab之間的乙個恒等式(a﹣b)2=(a+b)2﹣4ab.(2)圖4所表示的代數恒等式:(2a+b)(a+b)=2a2+3ab+b2.(3)如圖:

答案:(a﹣b)2=(a+b)2﹣4ab;(2a+b)(a+b)=2a2+3ab+b2.

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