16² – 15² = ? 答案是 31。
但仅仅给出答案是不够的,让我们从不同角度彻底理解这个简单的算式。
1. 直接计算:
这是最直接的方法。先分别算出16的平方和15的平方,然后相减:
- 16² = 16 * 16 = 256
- 15² = 15 * 15 = 225
- 256 – 225 = 31
2. 使用平方差公式:
平方差公式是 a² – b² = (a + b)(a – b)。 应用这个公式可以极大地简化计算。
在这个问题中,a = 16,b = 15。
因此,16² – 15² = (16 + 15)(16 – 15) = (31)(1) = 31
3. 算术推理:
观察这两个数,它们是相邻的整数。 想象一个边长为16的正方形,减去一个边长为15的正方形。剩下的部分就像一个“L”形。 这个“L”形的面积,实际上就是16的平方和15的平方的差。 你也可以想象沿着边长16的正方形切出一个边长为15的正方形,剩余的部分会构成两条矩形,他们的长分别是16和15,宽均为1。因此,两条矩形的面积之和为161+151=31。
4. 几何解释:
我们可以用几何方法更形象地说明平方差公式。 假设我们有一个大的正方形,边长为 ‘a’,和一个小的正方形,边长为 ‘b’。 我们想知道这两个正方形面积的差。 我们可以把大的正方形减去小的正方形后剩下的图形切割,并重新组合成一个矩形,这个矩形的边长分别是(a+b)和(a-b)。
所以,大正方形的面积减去小正方形的面积,就是这个新矩形的面积,也就是 (a+b)(a-b)。
5. 拓展思考:
这种相邻整数平方差的规律可以推广:
- 2² – 1² = 3 = 2 + 1
- 3² – 2² = 5 = 3 + 2
- 4² – 3² = 7 = 4 + 3
- …
实际上,对于任意相邻整数 n 和 n-1,都有 n² – (n-1)² = n + (n-1) = 2n – 1。这说明相邻两个整数的平方差等于这两个整数的和,或者等于较大整数的两倍减一。
总结:
虽然 16² – 15² = 31 这个问题的答案很简单,但通过不同的计算方式和思维方式,我们能更好地理解数学公式和运算的本质。平方差公式在简化计算中起着重要作用,并且通过几何和算术推理,我们可以对数学概念有更直观的认识。