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平方差公式是初中数学的重要内容。公式的形式是a的平方减去b的平方,等于a加b乘以a减b。让我们用一个具体例子来验证:5的平方减去3的平方等于25减9等于16,而用公式计算,5加3乘以5减3等于8乘以2也等于16。公式是正确的!
现在让我们从几何的角度来理解平方差公式。在几何中,正方形的面积等于边长的平方。如果我们有一个边长为a的大正方形,它的面积就是a的平方。同样,边长为b的小正方形,面积就是b的平方。这样我们就把代数中的平方运算与几何中的面积概念联系起来了。
接下来我们看面积差的几何意义。当我们从边长为a的大正方形中挖掉边长为b的小正方形时,剩余的部分就代表a的平方减去b的平方。这个剩余区域呈现L形状,用绿色表示。这样我们就把抽象的代数运算a²-b²转化为直观的几何图形了。
现在我们进行最关键的步骤:巧妙的切割重组。我们将L形区域沿着对角线切割,分成上下两个梯形,分别用绿色和黄色表示。然后将这两个梯形重新拼接,组成一个完整的矩形。整个过程中面积保持不变,这是几何变换的重要性质。
现在我们来分析重组后矩形的尺寸。仔细观察可以发现,矩形的长度等于a加b,用红色标出;矩形的宽度等于a减b,用蓝色标出。根据矩形面积公式,面积等于长乘以宽,也就是a加b乘以a减b。这正是我们要证明的平方差公式的右边部分!