数形结合:图解整式乘法公式

 学而不思则罔?

最近,有同学向我求助:在学习平方差公式和完全平方公式时,容易混淆,从而导致有些计算出现错误,该怎么办?

有时候出现这种情况,可能是因为我们学习数学的方法有待改善。部分同学在初次接触一个定义、性质和定理时,比较急于利用结论来做题,缺少对概念本身的理解和深入思考,导致迷惑混淆!两千多年前孔子就劝诫这类学生:学而不思则罔!


 数学是一门独特的语言?

那么,我们在初次学习一个新的数学概念时,我们首先应该思考哪些问题呢?

我们应该尝试去了解数学语言的三种形态:符号语言、文字语言、图形语言三种形态的数学语言各有其优越性,符号语言指意简明,文字语言表达严密,图形语言表现直观!初学一个数学概念时,我们要能够将三种语言形态进行转化!


 图解整式乘法公式

让我们用这三种语言来回顾一下整式乘法的相关公式吧!

一、单项式乘以单项式

文字语言:单项式相乘,把系数、同底数幂分别相乘,作为积的因式;对于只在一个单项式里含有的字母,则连同它的指数作为积的一个因式。

符号语言:(ma).(nb)=(mn)ab

图形语言:

分析:我们可以把它看成一个长为nb,宽为ma的长方形,也可以看成mn个小长方形,由面积相等得:(ma).(nb)=(mn)ab!

二、单项式乘以多项式

文字语言:单项式与多项式相乘,用单项式和多项式的每一项分别相乘,再把所得的积相加。

符号语言:a(b+c+d)=ab+ac+ad

图形语言:

分析:我们可以把它看成一个长为(b+c+d),宽为a的长方形,也可以看成3个小长方形,由面积相等得:a(b+c+d)=ab+ac+ad!

三、多项式乘以多项式

文字语言:多项式与多项式相乘,先用一个多项式的每一项与另一个多项式的每一项相乘,再把所得的积相加。

符号语言:(a+b)(c+d)=ac+ad+bc+bd

图形语言:

分析:我们可以把它看成一个长为(a+b),宽为(c+d)的长方形,也可以看成4个小长方形,由面积相等得:(a+b)(c+d)=ac+ad+bc+bd

四、完全平方公式

文字语言:两数和(差)的平方,等于它们的平方和加上(减去)它们乘积的两倍。

符号语言:

图形语言:

分析:我们可以把图1看成一个长为(a+b),宽为(a+b)的长方形,也可以看成4个小长方形,由面积相等得(1);我们把图2边长为(a-b)的正方形,可以转化成边长为a的正方形减去两个面积为ab的正方形,再加上边长为b的正方形,可得(2)。

五、平方差公式

文字语言:两个数的和与这两个数的差的积等于这两个数的平方差。

符号语言:

图形语言:

分析:我们可以把左侧图形转化为右侧图形,由面积相等得:(a+b)(a-b)=a^2-b^2

六、立方差公式

文字语言:两数的平方和加上两数的积再乘以两数的差,所得到的积就等于两数的立方差。

符号语言:

图形语言:

分析:由面积相等得a^3-b^3=a^2(a-b)+b^2(a-b)+ab(a-b)=(a-b)(a^2+ab+b^2)!

七、连续n个自然数立方和公式(n>0)

文字语言:前n个自然数的立方和,等于前n个自然之和的平方。

符号语言:

图形语言:

@图片来源网络

数学语言是数学知识的一个组成部分,有效的数学交流的通用语言,既是数学思维的载体,又是数学思维的体现!

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