1、探索平方差公式的几何意义陕西省咸阳市武功县贞元中学(邮编:712200) 许雨玲平方差公式(a+b) (a-b)=a 2-b2 的应用十分广泛,能够灵活运用该公式进行计算是整式乘法学习的重要内容之一。学习中要善于观察,多分析,掌握公式的结构特征,真正理解公式,才能在解题中运用自如,避免出现错误。下面我们从几何意义方面对该公式全新的认识。首先认识公式的特征:(a+b) (a-b )=a 2-b2 公式的左边是两数和与这两数差的积的形式,公式右边恰好是这两数的平方差,我们要弄清来源自然易记。若要用几何图形来表示,如图(1)所示,阴影部分面积可以看成是大正方形的面积减去小正方形的面积,即为a2-b2
2、 公式的右边。下一步关键是如何将阴影部分拼揍成一个规则的图形,且让它的面积为(a+b) (a-b )即为公式的右边,再利用图形拼揍前后面积相等得到平方差公式。拼法一:将图(1)沿虚线把长方形剪下来,恰好拼到图(2)中所示长方形的位置,得到一个新长方形:长为(a+b) ,宽为(a-b) ,即它的面积为( a+b) (a-b) 。从而验证(a+b) (a-b )=a 2-b2 。 拼法二:将图(3)沿虚线剪下来,阴影部分正好分成两个全等的ab图1a+ba-b 图2直角梯形,按图(4)所示的方法拼成一个等腰梯形,上底为 2b,下底为 2a ,高为 a-b,所以此等腰梯形的面积 12(2a-2b)(a
3、-b) ,为化简后(a+b) (a-b),从而可得(a+b) (a-b)=a 2-b2拼法三:将图(3)沿虚线剪下来恰好拼成一个长方形如图(5)所示,长为 (a+b) ,宽为(a-b) ,所以长方形的面积为 (a+b)(a-b) ,即可得:(a+b) (a-b)=a 2-b2拼法四:将图(3)沿虚线剪下来恰好有拼成一个平行四边形如图(6)所示,底边长为(a+b) ,高为(a-b) ,则平行四边形的面积为(a+b ) (a-b) ,又一次验证:(a+b) (a-b)=a 2-b2如果我们把图(1)中的小正方形移到大正方形的内部(不一定在中间)时,当然阴影部分的面积仍是 a2-b2 ,如图(7)所
4、示,还能将阴影部分拼成一个规则的图形吗?我们不妨试一试:拼法五:将图(7)沿虚线剪下来,得到四个小长方形,这是恰好可拼成如图(8)所示的长方形,长为(a+b) ,宽为(a-b ) ,则长方形的面积为(a+b ) (a-b ) ,再一次验证了平方差公式。aa-b b图3 a ab b图4a+ba-b 图5 a+ba-b图6 ab 图8a+ba-b 图7通过以上五种拼法,均可得到平方差公式,让我们进一步认识平方差公式的特点,利用数形结合的思想在拼图时将阴影部分拼成一个规则图形,同时让拼后的图形面积必须表示为(a+b) (a-b ) ,从中我们认识到几何图形的多样性,便于思考问题时思路开阔,方法灵活。