(a – 2)² 等于多少,这看似简单的问题,其实蕴含着不同的解答思路和理解层面。让我们从不同角度来剖析这个问题。
1. 直接展开(代数方法):
这是最常见的,也是最直接的方法。利用完全平方公式:
(a – b)² = a² – 2ab + b²
将 b = 2 代入,得到:
(a – 2)² = a² – 2 * a * 2 + 2²
(a – 2)² = a² – 4a + 4
因此,(a – 2)² 等于 a² – 4a + 4。 这是一个二次三项式。
2. 几何解释:
我们可以将 (a – 2)² 看作是一个边长为 (a – 2) 的正方形的面积。
- 想象一个边长为 a 的大正方形。它的面积是 a²。
- 从这个大正方形的每一边都减去长度为 2 的一段。
- 剩下的部分就是一个边长为 (a – 2) 的小正方形。
如何计算这个小正方形的面积呢? 我们可以把减去的部分分成四个部分:
- 两个长方形,每个长为 a,宽为 2,面积各为 2a。
- 一个小正方形,边长为 2,面积为 2² = 4。
所以,小正方形的面积 (a – 2)² 等于大正方形的面积 a²,减去两个长方形的面积 2a,再减去一个正方形的面积 4,但是要注意,两个长方形在相交的地方会重叠一个小正方形(2*2=4),所以要加上一个4。 实际上减去两个长方形,就需要把那个小正方形减去两次,所以加回一个4。
因此,(a – 2)² = a² – 2 * 2a + 2² = a² – 4a + 4。
3. 特殊值法:
为了验证我们的结果,我们可以代入一些特殊的 a 值。
- 如果 a = 0, 那么 (0 – 2)² = (-2)² = 4。 而 a² – 4a + 4 = 0² – 4 * 0 + 4 = 4。 两者相等。
- 如果 a = 2, 那么 (2 – 2)² = 0² = 0。 而 a² – 4a + 4 = 2² – 4 * 2 + 4 = 4 – 8 + 4 = 0。 两者相等。
- 如果 a = 3, 那么 (3 – 2)² = 1² = 1。 而 a² – 4a + 4 = 3² – 4 * 3 + 4 = 9 – 12 + 4 = 1。 两者相等。
这些例子都支持我们的结论。
4. 函数图像视角:
如果我们把 y = (a – 2)² 看作是一个关于 a 的函数,那么它的图像是一个开口向上的抛物线,顶点在 (2, 0) 处。这个抛物线是 y = a² 的图像向右平移 2 个单位得到的。 展开后的形式 y = a² – 4a + 4,也能让我们更容易找到抛物线的对称轴 (a = 2) 和最小值 (0)。
总结:
无论使用代数展开、几何解释,还是特殊值验证,我们都得到了相同的答案:
(a – 2)² = a² – 4a + 4
这个看似简单的问题,实际上包含了代数、几何和函数等多个数学概念的联系,体现了数学知识的融会贯通。