a² – 1² 等于什么? 答案是 (a+1)(a-1),或者说,a² – 1。
让我们从不同的角度来拆解这个简单的代数式:
1. 朴素的代数展开式:
这是最直接的方式。我们知道任何数的平方,就是它自身乘以自身。所以,1² 等于 1 * 1 = 1。 因此,表达式就变成了 a² – 1。没有进一步化简的必要,这就是答案。
2. 平方差公式的威力:
这里才是这个表达式的真正价值所在。它完美地展示了平方差公式:
- 公式: x² – y² = (x + y)(x – y)
在这个公式中,将 x 替换为 a,将 y 替换为 1,我们就得到了:
a² – 1² = (a + 1)(a – 1)
这就是因式分解的结果。使用平方差公式能够将一个减法运算转化为两个加法/减法运算的乘积,在很多复杂的代数运算中非常有用。
3. 几何解释:
想象一个边长为 ‘a’ 的正方形,它的面积是 a²。 然后,在这个正方形上挖去一个边长为 ‘1’ 的小正方形。剩下的面积就是 a² – 1。
现在,如果我们把剩下的图形切割重组,就可以拼成一个矩形,这个矩形的长是(a+1),宽是(a-1), 它的面积仍然是 (a+1)(a-1),这和我们代数运算的结果完全一致。
4. 数值验证:
让我们代入几个数字来验证一下:
-
假设 a = 5:
- a² – 1² = 5² – 1² = 25 – 1 = 24
- (a + 1)(a – 1) = (5 + 1)(5 – 1) = 6 * 4 = 24
-
假设 a = 10:
- a² – 1² = 10² – 1² = 100 – 1 = 99
- (a + 1)(a – 1) = (10 + 1)(10 – 1) = 11 * 9 = 99
无论 a 取何值,两种计算方式的结果都相同,再次验证了平方差公式的正确性。
5. 应用场景:
平方差公式在简化计算,因式分解,以及解决一些几何问题中都有广泛应用。例如,在求解一些复杂的方程时,可以先利用平方差公式进行因式分解,从而简化问题。
总结:
a² – 1² 最终等于 (a+1)(a-1),也可以直接写成 a² – 1。虽然看似简单,但它完美地展现了平方差公式的精髓,并且在数学的各个领域都有着重要的应用。理解并掌握它,能够为解决更复杂的问题打下坚实的基础。