漲知識!(a+b)²=a²+2ab+b²,及“勾股定理”原來是這麼來的

相信只要是上過初中的同學,對於“(a+b)²=a²+2ab+b²”這個公式肯定都很熟悉(不熟悉的請自行請教自己的體育老師),但是,對於它的原理可能有人會不知道!

所以,今天給大家介紹下這個公式究竟是怎麼來的,同時,還會解釋下我們非常熟悉的勾股定理。以及這裡面蘊含的思想又是什麼?

漲知識!(a+b)²=a²+2ab+b²,及“勾股定理”原來是這麼來的

最關鍵的不是讓大家知道這兩個公式的原理,而是掌握這種數學思想,這對於我們的中考以及高考做題都至關重要,可以讓我們花更少的時間快速做題,這對於分秒必爭的中高考考場來說,至關重要!

首先,在初中的時候,我們可以將這個公式一般看作兩個數的乘法。

分別是:( a+b ) x( a+b )

然後,挨個相乘再相加就有了如下等式:

(a+b)²=a²+ ab+ ab+ b²

我們下面再開始講這個等式是怎麼來的,原理是什麼,也可以理解為簡單的證明。

我們首先作一條線,命名為l,並且將這條線分為兩部分,a與b,那麼,這條線的長度就等於a+b,如下圖所示:

漲知識!(a+b)²=a²+2ab+b²,及“勾股定理”原來是這麼來的

接著,我們再以這條線為邊,作一個正方形,並且,同時在線上標出a與b,如下圖所示:

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做完正方形以後,我們用虛線將正方形進行劃分。相信大家可能都已經發現了,主要分為以下四部分:

  • ①:邊長為a的正方形
  • ②:邊長為b的正方形
  • ③:長為b,寬為a的長方形
  • ④:長為b,寬為a的長方形

然後,我們依次求出這四部分圖形的面積,非常簡單,分別為a²、b²、ab、ab,示意圖如下所示:

漲知識!(a+b)²=a²+2ab+b²,及“勾股定理”原來是這麼來的

最後,再將這四個部分加起來,是不是就有了a²+2ab+b²了呢?

那麼,為啥說“(a+b)²=a²+2ab+b²”呢?聰明的孩子肯定已經知道了,那就是正方形的面積公式。

以a+b為邊長的正方形面積不就是(a+b)²嗎?而劃分出來的四部分面積加起來,剛好也是同一個正方形的面積。

所以說,(a+b)²=a²+2ab+b²肯定是成立的,以上就是(a+b)²=a²+2ab+b²的原理,大家學會了嗎?

同樣的道理,我們還可以算出(a-b)²呢!大家不妨可以自己試一試,然後在評論區留下你的答案,看看是不是對的!

下面再看一個我們最熟悉的“勾股定理:a²+b²=c²”,看看到底是怎麼推導出來的。

直接看下面這張圖

漲知識!(a+b)²=a²+2ab+b²,及“勾股定理”原來是這麼來的

還是先以( a+b)為邊長作一個正方形,然後再將各個邊長的分界點連起來,如上圖所示。

那麼,我們依舊採用與前一個等式證明一樣的原理,還是算大正方形的面積,以及各個部分的面積,再讓兩部分面積相等!

最外面大的正方形面積還是(a+b)²,計算裡面的小正方形面積為c²。

那麼,剩下的四個等大的三角形,每一個的面積是1/2*ab,則四個的總面積為:4x1/2ab=2ab

然後,正方形總面積與各部分面積和相等,可以推出以下公式:

c²+2ab=(a+b)²

展開化簡,兩邊消去2ab,即可得到勾股定理公式:a²+b²=c²

是不是超級簡單呢?

那麼,通過這兩個等式的證明,不知道大家有沒有發現運用的原理,其實,非常簡單,那就是“數形結合、數形轉換”的原理。

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所以,這篇文章不只是為了給大家講這麼簡單的兩個公式,我們的目的在於為大家傳達這種數形轉換思想的重要性。

這種思想,對於我們理解初高中數學概念非常重要,同時,也可以擴展到高中做題上,也就是我們常說的數形結合法。

往往很多特別抽象的定理以及等式,理解起來可能又抽象又困難,但是,只要用圖形的方式來把它畫出來以後,往往一目瞭然。

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這就是幾何的魅力所在,大部分數學題,即使是競賽題,50%都是可以轉換為幾何題來做。

所以,建議同學們在培養這種思想上多下功夫,這不光可以鍛鍊大家的思維能力,還能為將來巧妙快速做題打下基礎,在中高考中讓自己脫穎而出,很多方法就是這麼一點點積累出來的!

量變才能引起質變!


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