完全平方公式的几何背景 知识点题库

请认真观察图形,解答下列问题:

  1. (1) 根据图中条件,用两种方法表示两个阴影图形的面积的和(只需表示,不必化简);
  2. (2) 由(1),你能得到怎样的等量关系?请用等式表示;
  3. (3) 如果图中的a,b(a>b)满足a2+b2=53,ab=14,求:①a+b的值;②a4﹣b4的值.
图(1)是一个长为2a,宽为2b(a>b)的长方形,用剪刀沿图中虚线(对称轴)剪开,把它分成四块形状和大小都一样的小长方形,然后按图(2)那样拼成一个正方形,则中间空的部分的面积是(   )

A . ab B . (a+b)2 C . (a﹣b)2 D . a2﹣b2
用图说明公式:(a+b+c+d)2=a2+b2+c2+d2+2ab+2ac+2ad+2bc+2bd+2cd.
如图,将一个边长为a cm的正方形纸片剪去一个边长为(a﹣1)cm的小正方形(a>1),余下的部分沿虚线剪开拼成一个矩形(无重叠无缝隙),则矩形的面积是(  )

A . 1 B . a C . 2a﹣1 D . 2a+1
把几个图形拼成一个新的图形,再通过图形面积的计算,常常可以得到一些有用的式子,或可以求出一些不规则图形的面积.

  1. (1) 如图1,是将几个面积不等的小正方形与小长方形拼成一个边长为a+b+c的正方形.

    ①若用不同的方法计算这个边长为a+b+c的正方形面积,就可以得到一个等式,这个等式可以为2=

  2. (2) 因式分解:a2+4b2+9c2+4ab+12bc+6ca.
  3. (3) 如图2,是将两个边长分别为a和b的正方形拼在一起,B,C,G三点在同一直线上,连接BD和BF,若两正方形的边长满足a+b=6,ab=8,请求出阴影部分的面积.
如图,从边长为(a+1)cm的正方形纸片中剪去一个边长为(a﹣1)cm的正方形(a>1),剩余部分沿虚线又剪拼成一个矩形(不重叠无缝隙),则该矩形的面积是(   )

A . 2cm2 B . 2acm2 C . 4acm2 D . (a2﹣1)cm2
如图1是一个长为4a、宽为b的长方形,沿图中虚线用剪刀平均分成四块小长方形,然后用四块小长方形拼成的一个“回形”正方形(如图2).

  1. (1) 图2中的阴影部分的面积为
  2. (2) 观察图2请你写出(a+b)2、(a﹣b)2、ab之间的等量关系是
  3. (3) 根据(2)中的结论,若x+y=7,xy= ,则x﹣y=
  4. (4) 实际上通过计算图形的面积可以探求相应的等式.根据图3,写出一个因式分解的等式
如图的四边形均为矩形或正方形,根据图形的面积,写出一个正确的等式:

探究题

问题再现:

数形结合是解决数学问题的一种重要的思想方法,借助这种方法可将抽象的数学知识变得直观起来并且具有可操作性,从而可以帮助我们快速解题.初中数学里的一些代数公式,很多都可以通过表示几何图形面积的方法进行直观推导和解释.

例如:利用图形的几何意义证明完全平方公式.

证明:将一个边长为a的正方形的边长增加b,形成两个矩形和两个正方形,如图1:


这个图形的面积可以表示成:

(a+b)2或a2+2ab+b2

∴(a+b)2 =a2+2ab+b2

这就验证了两数和的完全平方公式.

  1. (1) 类比解决:

    请你类比上述方法,利用图形的几何意义证明平方差公式.(要求画出图形并写出推理过程)

  2. (2)

    问题提出:如何利用图形几何意义的方法证明:13+23=32

    如图2,


    A表示1个1×1的正方形,即:1×1×1=13

    B表示1个2×2的正方形,C与D恰好可以拼成1个2×2的正方形,因此:B、C、D就可以表示2个2×2的正方形,即:2×2×2=23

    而A、B、C、D恰好可以拼成一个(1+2)×(1+2)的大正方形.

    由此可得:13+23=(1+2)2=32

    尝试解决:

    请你类比上述推导过程,利用图形的几何意义确定:13+23+33= . (要求写出结论并构造图形写出推证过程).

  3. (3) 问题拓广:

    请用上面的表示几何图形面积的方法探究:13+23+33+…+n3=.(直接写出结论即可,不必写出解题过程)

对于问题:证明不等式a2+b2≥2ab,甲、乙两名同学的作业如下:

甲:根据一个数的平方是非负数可知(a﹣b)2≥0,

∴a2﹣2ab+b2≥0,

∴a2+b2≥2ab.

乙:如图1,两个正方形的边长分别为a、b(b≤a),如图2,先将边长为a的正方形沿虚线部分分别剪成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分,若再将Ⅰ、Ⅱ和边长为b的正方形拼接成如图3所示的图形,可知此时图3的面积为2ab,其面积小于或等于原来两个正方形的面积和,故不等式a2+b2≥2ab成立.

则对于两人的作业,下列说法正确的是(   )

A . 甲、乙都对 B . 甲对,乙不对 C . 甲不对,乙对 D . 甲、乙都不对
设a<b<0,a2+b2=4ab,则 的值为

有一张边长为a厘米的正方形桌面,因为实际需要,需将正方形边长增加b厘米,木工师傅设计了如图所示的三种方案:

小明发现这三种方案都能验证公式:(a+b)2=a2+2ab+b2

对于方案一,小明是这样验证的:

∵大正方形面积可表示为:(a+b)2 , 也可以表示为:a2+ab+ab+b2=a2+2ab+b2

∴(a+b)2=a2+2ab+b2

请你仿照上述方法根据方案二、方案三,写出公式的验证过程.

  1. (1) 方案二:
  2. (2) 方案三:
从边长为a的正方形中剪掉一个边长为b的正方形(如图1),然后将剩余部分拼成一个长方形(如图2).

  1. (1) 探究:上述操作能验证的等式是(   );(请选择正确的一个)
    A . a2-2ab+b2=(a-b)2 B . a2-b2=(a+b)(a-b) C . a2+ab=a(a+b)
  2. (2) 应用:利用你从(1)选出的等式,完成下列各题:

    ①已知9x2-4y2=24,3x+2y=6,求3x-2y的值;

    ②计算:

如图,利用图形面积的不同表示方法,能够得到的代数恒等式是(写出一个即可).

图片_x0020_1100002844

用四个长为m , 宽为n的相同长方形按如图方式拼成一个正方形.

图片_x0020_100007

  1. (1) 根据图形写出一个代数恒等式:
  2. (2) 已知3m+n=9,mn=6,试求3mn的值;
  3. (3) 若m+n=1,求m2+n2的最小值.
如图,边长为a的正方形中剪去一个边长为b的小正方形,剩下部分正好拼成一个等腰梯形,利用这两幅图形面积,能验证怎样的数学公式?(   )

图片_x0020_100006

A . B . C . D .
将一个长为 ,宽为 的矩形纸片 ,用剪刀沿图1中的虚线剪开,分成四块形状和大小都一样的小矩形纸片,然后按图2的方式拼成一个正方形,则中间小正方形的面积为(    )

A . B . C . D .
图1是一个长为2a,宽为2b的长方形,将其沿着虚线用剪刀均分成4块小长方形,然后按图2的形状拼成一个正方形.

  1. (1) 图2中阴影部分的正方形边长等于.
  2. (2) 图2中阴影部分的面积可以表示为,也可以表示为.
  3. (3) 根据(2)中的等量关系解决下面问题,若a+b=5,ab=6,求a−b的值.
如图1是一个长为4a,宽为b的长方形,沿图中虚线用剪刀平均分成四块小长方形,然后用四块小长方形拼成如图2的正方形.

  1. (1) 由图2可以直接写出(a+b)2 , (a﹣b)2 , ab之间的一个等量关系是.
  2. (2) 根据(1)中的结论,解决下列问题:3x+4y=10,xy=2,求3x﹣4y的值;
  3. (3) 两个正方形ABCD,AEFG如图3摆放,边长分别为x,y.若x2+y2=34,BE=2,求图中阴影部分面积和.
如图,是利用割补法求图形面积的示意图,下列公式中与之相对应的是(  )

A . B . C . D .