算两次
算两次就是将一个量用两种不同的方法分别算一次,由结果相同可以构造等式,从而使问题得以解决。单壿老师将“算两次”原理形象地比喻为“三步舞曲”,即从两个方面考虑同一个量,“一方面………,另一方面………,综合起来可得”。
1.如图,根据计算正方形ABCD的面积,可以说明下列哪个等式成立( )
A.(a+b)2=a2+2ab+b2 B.(a﹣b)2=a2﹣2ab+b2
C.(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2 D.a(a﹣b)=a2﹣ab
2.如图,根据计算长方形ABCD的面积,可以说明下列哪个等式成立( )
A.(a+b)2=a2+2ab+b2 B.(a﹣b)2=a2﹣2ab+b2
C.(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2 D.a(a+b)=a2+ab
3.在边长为a的正方形中挖去一个边长为b的小正方形(a>b),再沿虚线剪开,如图(1),然后拼成一个梯形,如图(2),根据这两个图形的面积关系,表明下列式子成立的是( )
A.a2﹣b2=(a+b)(a﹣b) B.(a+b)2=a2+2ab+b2
C.(a﹣b)2=a2﹣2ab+b2 D.a2﹣b2=(a﹣b)2
4.如图,在边长为a的正方形中挖掉一个边长为b的小正方形,把余下的部分拼成一个长方形(无重叠部分),通过计算两个图形中阴影部分的面积,可以验证的一个等式是( )
a2﹣b2=(a+b)(a﹣b) B.a(a﹣b)=a2﹣ab
C.(a﹣b)2=a2﹣2ab+b2 D.a(a+b)=a2+ab
5.将图1中四个阴影小正方形拼成边长为a的正方形,如图2所示,根据两个图形中阴影部分面积间的关系,可以验证下列哪个乘法公式( )
A.(a﹣b)2=a2﹣2ab+b2 B.(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2
C.(a+b)2=a2+2ab+b2 D.(a+b)2=(a﹣b)2+4ab
6、用四个完全一样的长方形(长、宽分别设为a、b,a>b)拼成如图所示的大正方形,已知大正方形的面积为144,中间空缺的小正方形的面积为8,则下列关系式中正确的是 .
①a+b=12;②(a﹣b)2=8;③ab=34;④a2+b2=76.
7.如图,线段AB=10,点C是线段AB上一点(点C不与点A,B重合),分别以AC,BC为边作正方形ACDE和BCGF,连接AG,记正方形ACDE,BCGF的面积分别为S1,S2,△ACG的面积为S3,若S1+S2=58,则S3的值为_____.
如图,两个正方形边长分别为a,b,如果a+b=10,ab=18,则阴影部分的面积为( )
、
A.21 B.22 C.23 D.24
9.有两个正方形A,B,现将B放在A的内部得图甲,将A,B并列放置后构造新的正方形得图乙.若图甲和图乙中阴影部分的面积分别为1和12,则正方形A,B的边长之和为 .
10.两个边长分别为a和b的正方形如图故置(图1).其未叠合部分(阴影)面积为,若再在图1中大正方形的右下角摆放一个边长为b的小正方形(如图2),两个小正方形叠合部分(阴影)面积为.
(1)用含a、b的代数式分别表示、;
(2)若,,求的值;
(3))当时,求出图3中阴影部分的面积.
11.如图,将长方形ABCD的各边向外作正方形,若四个正方形周长之和为56,面积之和为58,则长方形ABCD的面积为( )
A.98 B.49 C.20 D.10
12.阅读材料并解答问题:我们已经知道,完全平方公式可以用平面几何图形的面积来表示,实际上还有一些等式也可以用这种方式表示,例如:(2a+b)(a+b)=2a2+3ab+b2就可以用图1或图2来表示.
(1)上述的方法体现了一种数学思想方法,这种数学思想方法是 .
A、转化思想 B、方程思想 C、数形结合思想 D、分类讨论
(2)请写出图3中所表示的整式乘法的等式 .
(3)试画出一个几何图形,使它的面积能够表示:(a+b)(a+3b)=a2+4ab+3b2.
(4)请仿照上述方法写出另一个含有a、b的等式,并画出与之对应的几何图形.
13.图1是一个长为2a、宽为2b的长方形,沿图中虚线用剪刀均分成四块小长方形,然后按图2的形状拼成一个正方形.
(1)求图2中的阴影部分的正方形的周长;
(2)观察图2,请写出下列三个代数式(a+b) ,(a﹣b) ,ab之间的等量关系;
运用你所得到的公式,计算:若m、n为实数,且mn=﹣3,m﹣n=4,求m+n的值.
如图3,点C是线段AB上的一点,以AC、BC为边向两边作正方形,设AB=8,两正方形的 面积和S1+S2=26,求图中阴影部分面积.
14.数学活动课上,张老师准备了若干个如图①的三种纸片,A种纸片是边长为a的正方形,B种纸片是边长为b的正方形,C种纸片是长为b,宽为a的长方形,并用A种纸片一张,B种纸片一张,C种纸片两张拼成如图②的大正方形.
(1)观察图②,写出代数式(a+b)2,a2+b2,ab之间的等量关系是 ;
(2)根据(1)中的等量关系,解决下列问题;
①已知a+b=4,a2+b2=10,求ab的值;
②已知(x﹣2021)2+(x﹣2019)2=130,求x﹣2020的值.
15.如图,点M是AB的中点,点P在MB上.分别以AP,PB为边,作正方形APCD和正方形PBEF,连接MD和ME.设AP=a,BP=b,且a+b=10,ab=20.求图中阴影部分的面积.
数学家波利亚说过:“为了得到一个方程,我们必须把同一个量以两种不同的方法表示出来,即将一个量算两次,从而建立相等关系,”这就是“算两次”原理,也称为富比尼(G.Fubini)原理,例如:对于一个图形,通过不同的方法计算图形的面积可以得到一个数学等式.
【教材片段】:计算如图1的面积,把图1看做一个大正方形,它的面积是,如果把图1看做是由2个长方形和2个小正方形组成的,它的面积为,由此得到:.
如图2,用不同的代数式表示大正方形的而积,由此得到的等式为_________
利用上面结论解决问题:若,则__________;
(3)如图3,用不同的代数式表示大正方形的面积,由此得到的等式为_________
利用上面结论解决问题:已知,则__________;
(5)如图4,用不同的代数式表示大正方形的面积(里面是边长为c的小正方形),由此得到的等式为_______
(6)若,请通过计算说明a、b、c满足上面结论.
参考答案
1.解:根据题意得:(a+b)2=a2+2ab+b2,故选:A
2.解:∵长方形ABCD面积=两个小长方形面积的和,∴可得a(a+b)=a2+ab故选:D.
3.解:由题可得:a2﹣b2=(a+b)(a﹣b).故选:A.
4.解:根据图形可知:第一个图形阴影部分的面积为a2﹣b2,第二个图形阴影部分的面积为(a+b)(a﹣b),即a2﹣b2=(a+b)(a﹣b),故选:A.
5.解:图2中的四个阴影小正方形可以拼成一个边长为(a﹣b)的正方形,如图1,因此面积为
(a﹣b)2,图2中,四个阴影小正方形的面积和,可以看作从边长为a的大正方形中减去空白部分的面积,即a2﹣2ab+b2,因此有(a﹣b)2=a2﹣2ab+b2,故选:A.
6.解:∵大正方形的面积为144,中间空缺的小正方形的面积为8,
∴(a+b)2=144,(a﹣b)2=8,∴a+b=12,故①、②正确,
∵(a+b)2=a2+b2+2ab=144,(a﹣b)2=a2+b2﹣2ab=8,
∴ab=34,a2+b2=76,故③、④正确,故答案为:①②③④.
7.解:设AC=a,BC=b,则S1 =a2 , S2 =b2 , a2+b2 =58, a+b=10,
S3=ab= [(a+b)2﹣(a2+b2)] =10.5
8.解:如图,三角形②的一条直角边为(a﹣b),另一条直角边为b,
因此S△②=(a﹣b)b=ab﹣b2,S△①=a2,
∴S阴影部分=S大正方形﹣S△①﹣S△②=a2﹣ab+b2,
=[(a+b)2﹣3ab]=(100﹣54)=23故选:C.
9.解:设正方形A,B的边长分别为a,b.
由题意由②得到ab=6,
∴(a+b)2=(a﹣b)2+4ab=1+24=25,∵a+b>0,∴a+b=5,故答案为5.
10.解:(1)由图可得,,.
(2),,
的值为31.
(3)由图可得:
,图3中阴影部分的面积为14.
11.解:设AB=DC=x,AD=BC=y,由题意得:
化简得:
将①两边平方再减去②得:2xy=20 ∴xy=10 故选:D.
12.解析:(1)上述的方法体现了数形结合的数学思想方法; 故答案为:C;
(2)(2a+b)(a+2b)=2a2+5ab+2b2;故答案为:(2a+b)(a+2b)=2a2+5ab+2b2;
(3)如图(答案不唯一),
(4)如图,等式是(a+2b)(a+b)=a2+3ab+2b2(答案不唯一);
13.解:(1)阴影部分的正方形边长为a﹣b,故周长为4(a﹣b)=4a﹣4b,
(2)大正方形面积可以看作四个矩形面积加阴影面积,故可表示为:4ab+(a﹣b) ,
大正方形边长为a+b,故面积也可以表达为:(a+b) ,因此(a+b) =(a﹣b) +4ab,
由(2)可知:(m+n) =(m﹣n) +4mn,已知m﹣n=4,mn=﹣3,
所以(m+n) =16+4×(﹣3)=4,所以m+n=±2;故m+n的值为±2;
(4)由题意:∠ACF=90°设AC=a,BC=b,因为AB=8,S1+S2=26,所以a+b=8,a +b =26,因为(a+b) =a +b +2ab,所以64=26+2ab,解得ab=19,
所以S阴影=ab=.
14.解:(1)∵图形②是边长为(a+b)的正方形,∴S=(a+b)2.
∵大正方形的面积由一个边长为a的正方形和一个边长为b的正方形以及两个长为b,宽为a的长方形组合而成,∴S=a2+2ab+b2.∴(a+b)2=a2+2ab+b2.
(2)①∵a+b=4,∴(a+b)2=16.∴a2+2ab+b2=16.∵a2+b2=10,∴ab=3.
②设x﹣2020=a,则x﹣2021=a﹣1,x﹣2019=a+1.
∵(x﹣2021)2+(x﹣2019)2=130,∴(a﹣1)2+(a+1)2=130.
∴a2﹣2a+1+a2+2a+1=130.∴2a2=128.∴a2=64.即(x﹣2020)2=64.∴x﹣2020=±8.
15.解:∵a+b=10,ab=20,∴S阴影部分=S正方形APCD+S正方形BEFP﹣S△AMD﹣S△MBE
=a2+b2﹣a()﹣b()=a2+b2﹣=(a+b)2﹣2ab﹣
=100﹣40﹣=100﹣40﹣25=35.参考答案
16.解:(1)大正方形整体表示面积为:,大正方形部分和表示面积为:,
∴由此可得等式为:;
(2)由(1)可得:,∴x+y=6,xy=2,∴,
∴;
(3)大正方形面积整体表示为:,大正方形面积部分和表示为:,故由此可得公式为:;
(4)∵a+b+c=7,ab+bc+ac=14,∴由(3)可得:,
∴;
(5)由题可得:大正方形面积整体表示为:,大正方形面积部分和表示为:,∴,∴;
(6)∵,,,∴,
,,∴,
∴.
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