(x – 1)² 等于多少? 这个问题看似简单,实则蕴含着数学运算的基础原理。 答案是:
x² – 2x + 1
现在,我们来从不同的角度深入理解这个结果是如何得到的:
1. 展开法 (基础代数)
这是最直接也是最常用的方法。 (x - 1)² 本质上就是 (x - 1) * (x - 1)。 运用分配律(也叫“乘法分配律”),我们可以这样展开:
(x - 1) * (x - 1) = x * (x - 1) - 1 * (x - 1)
= x*x - x*1 - 1*x + 1*1
= x² - x - x + 1
= x² - 2x + 1
2. 完全平方公式 (快速解法)
数学家们总结出了一些常用的公式,可以大大提高计算效率。 其中一个就是完全平方公式:
(a - b)² = a² - 2ab + b²
在这个公式中,我们可以把 x 看作 a,把 1 看作 b。 直接代入公式,得到:
(x - 1)² = x² - 2 * x * 1 + 1² = x² - 2x + 1
是不是快很多?
3. 几何解释 (形象理解)
想象一个边长为 x 的正方形。 现在,我们想要减去一个边长为 1 的正方形,两次。
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第一次减去: 从原正方形的一条边上切掉一个边长为 1 的窄条,剩余部分的面积是
x(x - 1) = x² - x。 -
第二次减去: 从原正方形的另一条边上再切掉一个边长为 1 的窄条。 但是,注意! 我们重复减去了一个 1×1 的小正方形! 为了抵消这种重复,我们需要把这个小正方形加回来。
-
总面积: 最终剩下的面积是
x² - x - x + 1 = x² - 2x + 1
这种方法虽然比较抽象,但可以帮助我们从视觉上理解公式的由来。
4. 特例验证 (检验答案)
为了验证我们的答案是否正确,我们可以选择一个具体的数字代入 x,然后分别计算 (x - 1)² 和 x² - 2x + 1 的值。
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假设
x = 3(x - 1)² = (3 - 1)² = 2² = 4x² - 2x + 1 = 3² - 2 * 3 + 1 = 9 - 6 + 1 = 4
-
假设
x = 0(x - 1)² = (0 - 1)² = (-1)² = 1x² - 2x + 1 = 0² - 2 * 0 + 1 = 0 - 0 + 1 = 1
无论 x 取何值,两种计算方式的结果都相同,这进一步验证了我们的答案是正确的。
总结:
(x - 1)² = x² - 2x + 1。 掌握这个公式及其推导过程,可以帮助你更轻松地解决各类代数问题。 从基础的展开法到高效的公式法,再到形象的几何解释,希望这些方法能帮助你彻底理解这个问题的本质。