(2a – b)² 等于多少? 答案是:4a² – 4ab + b²。 现在,让我们用不同的方式来深入剖析这个看似简单的平方公式。
第一重解读:直接展开
这是最直接的方式。我们将 (2a – b)² 看作 (2a – b) * (2a – b) ,然后使用分配律(或者说“多项式乘多项式”)进行展开:
(2a – b) * (2a – b) = 2a * (2a – b) – b * (2a – b)
= (2a * 2a) – (2a * b) – (b * 2a) + (b * b)
= 4a² – 2ab – 2ab + b²
= 4a² – 4ab + b²
第二重解读:平方差公式的变种
你可能更熟悉平方差公式:(a + b)² = a² + 2ab + b² 和 (a – b)² = a² – 2ab + b²。 我们的题目实际上是 (a – b)² 的一个特例,只不过把 ‘a’ 替换成了 ‘2a’。 所以,我们可以直接代入公式:
(2a – b)² = (2a)² – 2 * (2a) * b + b²
= 4a² – 4ab + b²
第三重解读:几何视角
想象一个边长为 2a 的正方形。 我们现在要从中挖去一个边长为 b 的正方形。 但是直接挖去,剩下的图形不好描述。 让我们稍微调整一下策略。
首先,沿着正方形的相邻两边,各自截取长度为 b 的线段。 现在我们有了一个 “L” 型的区域,这个区域的面积并不直接等于 (2a – b)²。
为了得到 (2a – b)², 我们可以将这个 “L” 型区域进行分割和拼接。 假设我们沿正方形的其中一条边,截取长度为 b 的线段,并将该线段所在的正方形区域切割出来。 同样,在相邻的一条边做相同的操作。那么此时,剩下的面积就应该是 (2a – b)²。
总面积((2a)² = 4a²)减去两个长为 2a 宽为 b 的矩形 (2 * 2ab = 4ab),再加上一个重复减去的边长为 b 的正方形 (b²) 。所以最终面积为 4a² – 4ab + b²。
第四重解读:代入数值验证
为了确保我们的推导是正确的,我们可以选择一些具体的数值代入进行验证。
例如,令 a = 2,b = 1。
那么 (2a – b)² = (2 * 2 – 1)² = (4 – 1)² = 3² = 9。
而 4a² – 4ab + b² = 4 * 2² – 4 * 2 * 1 + 1² = 4 * 4 – 8 + 1 = 16 – 8 + 1 = 9。
结果一致! 我们可以尝试更多不同的数值组合,你会发现结果总是相同的。
总结
无论使用哪种方法,我们都得出了一致的结论:(2a – b)² = 4a² – 4ab + b²。 理解这个公式的关键在于理解平方的本质,以及灵活运用分配律、平方差公式等基本代数工具。 希望通过这些不同角度的解读,你能对这个问题有更深刻的理解。