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今天我们用几何图形来理解平方公式。首先要明白,一个数的平方在几何上表示正方形的面积。边长为a的正方形,面积就是a的平方。边长为b的正方形,面积就是b的平方。而长方形的面积等于长乘以宽,比如边长为a和b的长方形,面积就是ab。
现在我们来推导和的平方公式。想象一个边长为a加b的大正方形,它的面积就是括号a加b的平方。我们把这个大正方形的边长分成a和b两部分,然后画出分割线。这样大正方形就被分成了四个小区域:左上角是边长为a的正方形,面积是a的平方;右下角是边长为b的正方形,面积是b的平方;右上角和左下角都是长方形,面积都是ab。所以大正方形的总面积等于a的平方加2ab加b的平方。
现在我们来推导差的平方公式。想象一个边长为a的大正方形,面积是a的平方。我们要得到边长为a减b的小正方形的面积。从大正方形中,我们需要减去上面的长方形,面积是b乘以a减b,还要减去右边的长方形,面积是a减b乘以b。但是右上角的小正方形被减了两次,所以要加回来一次,它的面积是b的平方。因此,a减b的平方等于a的平方减去2ab加上b的平方。
让我们用具体的数字来验证这两个公式。设a等于5,b等于3。对于和的平方,5加3的平方等于8的平方,结果是64。用公式计算:5的平方加2倍的5乘3加3的平方,等于25加30加9,结果也是64。对于差的平方,5减3的平方等于2的平方,结果是4。用公式计算:5的平方减2倍的5乘3加3的平方,等于25减30加9,结果也是4。可以看到,几何推导的结果与代数计算完全一致。
通过几何图形的直观演示,我们成功推导出了两个重要的平方公式。和的平方公式告诉我们,a加b的平方等于a的平方加2ab加b的平方。差的平方公式告诉我们,a减b的平方等于a的平方减2ab加b的平方。这两个公式在数学中非常重要,可以帮助我们简化复杂的计算,解决各种几何问题,也为后续的数学学习打下坚实的基础。记住,几何直观能够帮助我们更好地理解抽象的代数概念!