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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”。
夯实基础,稳扎稳打
1.如图,正方形ABCD的面积算两次,可以验证的一个等式:
2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,可以验证的一个等式: .
3.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:
4.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,通过计算图形中阴影部分的面积,可以验证的一个等式:
连续递推,豁然开朗
5.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.
思维拓展,更上一层
6.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:.
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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__________;
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__________;
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
2.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
3.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)
4.解:(a+b)2=(a﹣b)2+4ab
5.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);
6..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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