(x – y)² 等于多少?这个问题看似简单,实则蕴含着重要的代数原理。我们可以用多种方式来解读并解答它。
1. 直接展开 (代数法):
这是最直接的方法。利用平方的定义,(x – y)² 可以理解为 (x – y) 乘以 (x – y)。然后使用分配律(也叫乘法分配律)展开:
(x – y)² = (x – y) * (x – y)
= x * (x – y) – y * (x – y)
= x² – xy – yx + y²
由于 xy 和 yx 是相等的(乘法交换律),我们可以合并同类项:
= x² – 2xy + y²
因此,(x – y)² = x² – 2xy + y²
2. 几何解释 (面积法):
想象一个边长为 x 的正方形。现在,我们想从中减去一个边长为 y 的正方形,并且计算剩余的面积。
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首先,从边长为 x 的正方形中,减去一个边长为 y 的正方形,这个正方形的一个角与大正方形的一个角重合。
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这意味着我们减去了一个 x * y 的矩形,同时也减去了一个 y * (x – y) 的矩形。
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为了得到 (x – y)²,我们需要把剩余的部分重新组合。实际上,我们减去了两次 xy,但多减去了一个 yy。 所以需要加回来一次。
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因此,剩余面积 = x² – xy – xy + y² = x² – 2xy + y²
3. 特例验证 (数字代入法):
为了验证我们的结果是否正确,我们可以代入一些具体的数字。
- 例子 1: 设 x = 5,y = 3
(x – y)² = (5 – 3)² = 2² = 4
x² – 2xy + y² = 5² – 2 * 5 * 3 + 3² = 25 – 30 + 9 = 4
- 例子 2: 设 x = 10,y = 2
(x – y)² = (10 – 2)² = 8² = 64
x² – 2xy + y² = 10² – 2 * 10 * 2 + 2² = 100 – 40 + 4 = 64
通过这些例子,我们可以看到,无论 x 和 y 取什么值,(x – y)² 总是等于 x² – 2xy + y²。
4. 应用举例:
这个公式在很多数学问题中都有应用,例如:
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简化代数表达式: 可以用来简化包含 (x – y)² 形式的复杂表达式。
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解方程: 如果方程中出现 (x – y)²,可以将其展开,方便求解。
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配方法: 在求解二次方程时,配方法经常会用到这个公式。
总结:
(x – y)² = x² – 2xy + y² 这个公式不仅是一个简单的代数表达式,它也代表了一种重要的数学思想。通过不同的方法,我们加深了对它的理解。记住这个公式,并灵活运用它,对解决数学问题大有裨益。