用拼图理解乘法公式。
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用拼图理解乘法公式
初中生对符号的抽象性把握不够,乘法公式只能凭法则加以推算,学生对法则的将信将疑无以验证,拼图的出现无疑是一场及时雨,不仅可以使学生头脑中的疑雾顿散,而充分体现、渗透了数形结合的数学思想。请看下面几例:
一、用拼图理解公式的几何意义
理解1将边长为a的正方形纸片的剪出一个边是为b(b<a=的正方形,再将阴影部分剪一刀,拼成一个矩形或梯形。(1)你能完成拼图吗?(2)根据前后两个图形阴影面积关系,你能发现什么结论?
∴或
理解2将边长分别a、b的两个正方形和长宽为a、b的两个全等矩形拼成一个正方形。(1)怎样拼?(2)用不同形式表示拼成正方形面积,你觉得以此可验证什么公式?
分而算之:总而算之:
∴
理解3将大小相同的4块长、宽分别为a、b(a>b)长方形纸片拼成如图形状,从中你能发现(a+b)2与(a-b)2关系吗?
事实上,大正方形边长为a+b,小正方形边长为a-b,
∴大正方形面积=(a+b)2,小正方形面积=(a-b)2
∴(a+b)2=(a-b)2+4ab,或者(a+b)2-4ab=(a-b)2或者(a+b)2-(a-b)2=4ab
二、典例剖析
例1在边长为a的正方形中挖去一个边长为b的小正方形(a>b),再沿虚线剪开,如
图1(1),然后拼成一个梯形,如图1(2),根据这两个图形的面积关系,表明下列式子成立的是().
A.(a+b)(a-b)=a2-b2B.(a+b)2=a2+2ab+b2
C.(a-b)2=a2-2ab+b2D.a2-b2=(a-b)2
分析:从这个题目的条件中可以看出,把图1(1)图形经过剪切成为第图1(2)图形,得到一个等腰梯形,它的面积为(上底+下底)×高÷2,上底为2b,下底为2a,高为a-b,所以面积为:(2b+2a)(a-b)÷2=a2-b2,所以答案为:A.
解:A.
点评:利用割补图形和乘法公式来验证图形的面积,要求同学们有较强思维意识和对一些特殊图形面积公式的充分掌握.本题的关键是计算梯形面积.
例2如图2(1),阴影部分的面积可以看成是大正方形的面积减去小正方形的面积,即_____.
若把小长方形Ⅲ旋转到小长方形Ⅳ的位置,则此时的阴影部分的面积又可以看成SⅠ+SⅢ=SⅠ+SⅣ=(a+b)(a-b).从而验证了平方差公式:_____.
如图2(2),大正方形的面积可以表示为____,也可以表示为S=SⅠ+SⅡ+SⅢ+SⅣ,同时S=____,.从而验证了完全平方公式:_____.
分析:本题考查利用图形解释平方差和完全平方公式,体现数形几何思想。
如图2(1),阴影部分的面积可以看成是大正方形的面积减去小正方形的面积,即a2-b2;
若把小长方形Ⅲ旋转到小长方形Ⅳ的位置,则此时的阴影部分的面积又可以看成SⅠ+SⅢ=SⅠ+SⅣ=(a+b)(a-b).从而验证了平方差公式:(a+b)(a-b)=a2-b2.
如图2(2),大正方形的面积可以表示为(a+b)2,也可以表示为S=SⅠ+SⅡ+SⅢ+SⅣ,同时S=a2+ab+ab+b2=a2+2ab+b2.从而验证了完全平方公式:(a+b)2=a2+2ab+b2.
点评:本题通过简单的几何拼图验证了平方差公式,渗透了数形结合的数学思想,考查了学生的观察能力、分析研究能力及运算能力.
延伸阅读
乘法公式
课题第9章从面积到乘法公式课时分配本课(章节)需2课时
本节课为第1课时
为本学期总第课时
9.4乘法公式(1)
教学目标1.能说出完全平方公式、平方差公式及其结构特征
2.能正确的运用乘法公式进行计算
重点能够熟练掌握乘法公式
难点正确运用乘法公式进行计算
教学方法讲练结合、探索交流课型新授课教具投影仪
教师活动学生活动
情景设置:
怎样计算上图的面积?它有哪些表示方法?
新课讲解:
1.完全平方公式
如果把上图看成一个大正方形,它的面积为
如果把它看成2个相同的长方形与2个小正方形,它的面积为
则易得=
也可通过多项式乘法法则得到对于任意的a、b,上式都成立
=——完全平方公式
同样通过计算上图阴影的面积,易得
也可利用多项式乘法法则证明对于任意a、b上式都成立
=
——完全平方公式
例题1:计算
⑴⑵⑶
2.平方差公式
你能仿照上面的过程,得到下面的公式吗?
——平方差公式
例2计算
(1)
(2)(3m+2n)(3m-2n)
(3)(b+2a)(2a-b)
完全平方公式、平方差公式通常称为乘法公式,在计算时可以直接使用。
练习:第80页第1、2、3、4
小结:
今天我们学习了乘法公式
=
试说出这3个公式的特点。
教学素材:
A组题:
1.计算:10221992
2计算:(1)
(2)(-4a-1)(4a-1)
B组题:
1.思考:与相等吗?与相等吗
学生回答
由学生自己先做(或互相讨论),然后回答,若有答不全的,教师(或其他学生)补充.
学生分组进行讨论
推出公式
板演
分组讨论
板演
学生板演
共同小结
作业第82页1、2、4
板书设计
复习例1板演
………………
………………
……例2……
………………
………………
教学后记
乘法公式学案
作为老师的任务写教案课件是少不了的,大家应该在准备教案课件了。只有规划好新的教案课件工作,这对我们接下来发展有着重要的意义!有没有出色的范文是关于教案课件的?下面是小编为大家整理的“乘法公式学案”,大家不妨来参考。希望您能喜欢!
9.4乘法公式(2)
主备:审核:初一数学备课组
班级姓名
【学习目标】
1.会推导平方差公式,并能运用公式进行简单的计算;
2通过图形面积的计算,感受乘法公式的直观解释;
3.经历探索平方差公式的过程,发展学生的符号感和推理能力。
【课前准备】:
边长为a的小正方形纸片放置在边长为b的大正方形纸片上,
如右图,你能用多种方法求出未被盖住的部分的面积吗?
【探索新知】
数学实验室
方法(1)学生马上就得出未被盖住的部分的面积为
方法(2)学生画图拼成等腰梯形,则未被盖住的部分的面积为
方法(3)学生画图后通过动手剪拼长方形,则未被盖住的部分的面积为,
通过计算面积得公式:
平方差公式:
【知识运用】
例1:应用平方差公式计算:
(1)(2)
注意:①公式中的a与b可以是数也可以是单项式、多项式或其他代数式。
②正确判断哪个数为a,哪个数为b(与位置、自身的性质符号无关,两因式中的两对数是否有一个数完全相同,而另一个数是相反数)。
例2:运用平方差公式计算:(1)(2)
例3:运用平方差公式计算:(1)102×98(2)
【当堂反馈】1、直接写出计算结果:(1)
(2)=.
2、
3、如果,那么,.
4、运用平方差公式计算:
5、用平方差公式计算:
【拓展延伸】
1.判断正误,并订正错误的题目:
①()
②()
③()
④()
⑤()
⑥()
2.填空:①②
③()=④()=
⑤()()=⑥()
⑦
3.利用平方差计算:
4.只要你动动脑筋,相信你一定可以找到更简便的方法:
(1)(2)
15.3乘法公式
15.3乘法公式
课时安排
3课时
从容说课
学习乘法公式,是在学习整式乘法的基础上进行的,是由一般到特殊的体现,所以教学时,可以安排学生计算(a+b)(a-b)、(x-y)(x+y)、(a+b)2、(a-b)2、(x+y)2等,在学生计算的基础上引导学生导出公式,并进一步揭示公式的结构特征,使学生理解并掌握这些公式的特点,为正确运用这些公式进行计算打好基础.为了揭示公式特征,教学中要紧紧地采取对比的方式.紧扣例题与公式进行比较,让学生自己进行比较,发现公式的特征.尽管问题千变万化,以千姿百态出现,通过对比,可以发现特征不变,仍符合公式特征,从而根据公式解决问题.
运用乘法公式计算,有时需要添括号,在已学过去括号法则的基础上,本节还安排了添括号法则.它是乘法公式的进一步深化应用的工具和基础.学习它可以和去括号法则对比进行.
在对比中学,在对比中用,在对比中再进行比较,从基本类型的题目到变化多端的题目,从单一题型到复杂题型,从式中的系数、指数、符号、项数、数字等逐一对比,抓住公式、法则的实质,达到娴熟驾驭,左右逢源,才能做到运用自如的效果.
§15.3.1平方差公式
第九课时
教学目标
(一)教学知识点
1.经历探索平方差公式的过程.
2.会推导平方差公式,并能运用公式进行简单的运算.
(二)能力训练要求
1.在探索平方差公式的过程中,培养符号感和推理能力.
2.培养学生观察、归纳、概括的能力.
(三)情感与价值观要求在计算过程中发现规律,并能用符号表示,从而体会数学的简捷美.
教学重点
平方差公式的推导和应用.
教学难点
理解平方差公式的结构特征,灵活应用平方差公式.
教学方法
探究与讲练相结合.
通过计算发现规律,进一步探索公式的结构特征,在老师的讲解和学生的练习中让学生体会公式实质,学会灵活运用.
教具准备
投影片.
教学过程
Ⅰ.提出问题,创设情境
[师]你能用简便方法计算下列各题吗?
(1)2001×1999(2)998×1002
[生甲]直接乘比较复杂,我考虑把它化成整百,整千的运算,从而使运算简单,2001可以写成2000+1,1999可以写成2000-1,那么2001×1999可以看成是多项式的积,根据多项式乘法法则可以很快算出.
[生乙]那么998×1002=(1000-2)(1000+2)了.
[师]很好,请同学们自己动手运算一下.
[生](1)2001×1999=(2000+1)(2000-1)
=20002-1×2000+1×2000+1×(-1)
=20002-1
=4000000-1
=3999999.
(2)998×1002=(1000-2)(1000+2)
=10002+1000×2+(-2)×1000+(-2)×2
=10002-22
=1000000-4
=1999996.
[师]2001×1999=20002-12
998×1002=10002-22
它们积的结果都是两个数的平方差,那么其他满足这个特点的运算是否也有这个规律呢?我们继续进行探索.
Ⅱ.导入新课
[师]出示投影片
计算下列多项式的积.
(1)(x+1)(x-1)
(2)(m+2)(m-2)
(3)(2x+1)(2x-1)
(4)(x+5y)(x-5y)
观察上述算式,你发现什么规律?运算出结果后,你又发现什么规律?再举两例验证你的发现.
(学生讨论,教师引导)
[生甲]上面四个算式中每个因式都是两项.
[生乙]我认为更重要的是它们都是两个数的和与差的积.例如算式(1)是x与1这两个数的和与差的积;算式(2)是m与2这两个数的和与差的积;算式(3)是2x与1这两个数的和与差的积;算式(4)是x与5y这两个数的和与差的积.
[师]这个发现很重要,请同学们动笔算一下,相信你还会有更大的发现.
[生]解:(1)(x+1)(x-1)
=x2+x-x-1=x2-12
(2)(m+2)(m-2)
=m2+2m-2m-2×2=m2-22
(3)(2x+1)(2x-1)
=(2x)2+2x-2x-1=(2x)2-12
(4)(x+5y)(x-5y)
=x2+5y#8226;x-x#8226;5y-(5y)2
=x2-(5y)2
[生]从刚才的运算我发现:
也就是说,两个数的和与差的积等于这两个数的平方差,这和我们前面的简便运算得出的是同一结果.
[师]能不能再举例验证你的发现?
[生]能.例如:
51×49=(50+1)(50-1)=502+50-50-1=502-12.
即(50+1)(50-1)=502-12.
(-a+b)(-a-b)=(-a)#8226;(-a)+(-a)#8226;(-b)+b#8226;(-a)+b#8226;(-b)
=(-a)2-b2=a2-b2
这同样可以验证:两个数的和与这两个数的差的积,等于这两个数的平方差.
[师]为什么会是这样的呢?
[生]因为利用多项式与多项式的乘法法则展开后,中间两项是同类项,且系数互为相反数,所以和为零,只剩下这两个数的平方差了.
[师]很好.请用一般形式表示上述规律,并对此规律进行证明.
[生]这个规律用符号表示为:
(a+b)(a-b)=a2-b2.其中a、b表示任意数,也可以表示任意的单项式、多项式.
利用多项式与多项式的乘法法则可以做如下证明:
(a+b)(a-b)=a2-ab+ab-b2=a2-b2.
[师]同学们真不简单.老师为你们感到骄傲.能不能给我们发现的规律(a+b)(a-b)=a2-b2起一个名字呢?
[生]最终结果是两个数的平方差,叫它“平方差公式”怎样样?
[师]有道理.这就是我们探究得到的“平方差公式”,请同学们分别用文字语言和符号语言叙述这个公式.
(出示投影)
两个数的和与这两个数的差的积,等于这两个数的平方差.
即:(a+b)(a-b)=a2-b2
平方差公式是多项式乘法运算中一个重要的公式,用它直接运算会很简便,但必须注意符合公式的结构特征才能应用.
在应用中体会公式特征,感受平方差公式给运算带来的方便,从而灵活运用平方差公式进行计算
(出示投影片)
例1:运用平方差公式计算:
(1)(3x+2)(3x-2)
(2)(b+2a)(2a-b)
(3)(-x+2y)(-x-2y)
例2:计算:
(1)102×98
(2)(y+2)(y-2)-(y-1)(y+5)
[师生共析]运用平方差公式时要注意公式的结构特征,学会对号入座.
在例1的(1)中可以把3x看作a,2看作b.
即:(3x+2)(3x-2)=(3x)2-22
(a+b)(a-b)=a2-b2
同样的方法可以完成(2)、(3).如果形式上不符合公式特征,可以做一些简单的转化工作,使它符合平方差公式的特征.比如(2)应先作如下转化:
(b+2a)(2a-b)=(2a+b)(2a-b).
如果转化后还不能符合公式特征,则应考虑多项式的乘法法则.
(作如上分析后,学生可以自己完成两个例题.也可以通过学生的板演进行评析达到巩固和深化的目的)
[例1]解:(1)(3x+2)(3x-2)=(3x)2-22=9x2-4.
(2)(b+2a)(2a-b)=(2a+b)(2a-b)=(2a)2-b2=4a2-b2.
(3)(-x+2y)(-x-2y)=(-x)2-(2y)2=x2-4y2.
[例2]解:(1)102×98=(100+2)(100-2)
=1002-22=10000-4=9996.
(2)(y+2)(y-2)-(y-1)(y+5)
=y2-22-(y2+5y-y-5)
=y2-4-y2-4y+5
=-4y+1.
[师]我们能不能总结一下利用平方差公式应注意什么?
[生]我觉得应注意以下几点:
(1)公式中的字母a、b可以表示数,也可以是表示数的单项式、多项式即整式.
(2)要符合公式的结构特征才能运用平方差公式.
(3)有些多项式与多项式的乘法表面上不能应用公式,但通过加法或乘法的交换律、结合律适当变形实质上能应用公式.
[生]运算的最后结果应该是最简才行.
[师]同学们总结得很好.下面请同学们完成一组闯关练习.优胜组选派一名代表做总结发言.
Ⅲ.随堂练习
出示投影片:
计算:
(1)(a+b)(-b+a)
(2)(-a-b)(a-b)
(3)(3a+2b)(3a-2b)
(4)(a5-b2)(a5+b2)
(5)(a+2b+2c)(a+2b-2c)
(6)(a-b)(a+b)(a2+b2)
解:(1)(a+b)(-b+a)=(a+b)(a-b)=a2-b2.
(2)(-a-b)(a-b)=(-b-a)(-b+a)=(-b)2-a2=b2-a2.
(3)(3a+2b)(3a-2b)=(3a)2-(2b)2=9a2-4b2.
(4)(a5-b2)(a5+b2)=(a5)2-(b2)2=a10-b4.
(5)(a+2b+2c)(a+2b-2c)=(a+2b)2-(2c)2
=(a+2b)(a+2b)-4c2
=a2+a#8226;2b+2b#8226;a+(2b)2-4c2
=a2+4ab+4b2-4c2
(6)(a-b)(a+b)(a2+b2)
=(a2-b2)(a2+b2)
=(a2)2-(b2)2=a4-b4.
优胜组总结发言:
这些运算都可以通过变形后利用平方差公式.其中变形的形式有:位置变形;符号变形;系数变形;指数变形;项数变形;连用公式.关键还是在于理解公式特征,学会对号入座,有整体思想.
Ⅳ.课时小结
通过本节学习我们掌握了如下知识.
(1)平方差公式
两个数的和与这两个数的差的积等于这两个数的平方差.这个公式叫做乘法的平方差公式.即(a+b)(a-b)=a2-b2.
(2)公式的结构特征
①公式的字母a、b可以表示数,也可以表示单项式、多项式;
②要符合公式的结构特征才能运用平方差公式;
③有些式子表面上不能应用公式,但通过适当变形实质上能应用公式.如:(x+y-z)(x-y-z)=[(x-z)+y][(x-z)-y]=(x-z)2-y2.
Ⅴ.课后作业
1.课本P179练习1、2.
2.课本P182~P183习题15.3─1题.
Ⅵ.活动与探究
1.计算:1234567892-123456788×123456790
2.解方程:5x+6(3x+2)(-2+3x)-54(x-)(x+)=2.
过程:
1.看似数字很大,但观察到:123456788=123456789-1,123456790=123456789+1,所以可以用平方差公式去化简计算.
2.方程中含有多项式的乘法,而且符合平方差公式特征,可以用平方差公式去化简.
结果:
1.1234567892-123456788×123456790
=1234567892-(123456789-1)(123456789+1)
=1234567892-(1234567892-1)
=1234567892-1234567892+1
=1.
2.原方程可化为:
5x+6(3x+2)(3x-2)-54[x2-()2]=2
∴5x+6(9x2-4)-54x2+6=2
即5x+54x2-24-54x2+6=2
移项合并同类项得5x=20
∴x=4.
板书设计
备课资料
[例1]利用平方差公式计算:
(1)(a+3)(a-3)(a2+9);
(2)(2x-1)(4x2+1)(2x+1).
分析:(1)(a+3)(a-3)适合平方差公式的形式,应先计算(a+3)(a-3);(2)中(2x-1)(2x+1)适合平方差公式的形式,应先计算(2x-1)×(2x+1)
解答:(1)原式=(a2-9)(a2+9)
=(a2)2-92=a4-81;
(2)原式=[(2x-1)(2x+1)](4x2+1)
=[(2x)2-12](4x2+1)
=(4x2-1)(4x2+1)
=(4x2)2-1=16x4-1.
方法总结:观察、发现哪两个多项式符合平方差公式的结构特征,符合公式结构特征的先算.这是这类试题的计算原则.
[例2]计算:
(1)1002-992+982-972+962-952+…+22-12;
(2)(1-)(1-)(1-)…(1-)(1-).
分析:直接计算显然太复杂,不难发现每两个项正好是平方相减的形式.于是便考虑能否逆用平方差公式a2-b2=(a+b)(a-b)去计算.事实上,这是可行的.
解答:(1)(1002-992)+(982-972)+(962-952)+…+(22-12)
=(100+99)(100-99)+(98+97)(98-97)+…+(2+1)(2-1)
=100+99+98+97+…+2+1
=(100+1)+(99+2)+…+(51+50)
=50×101=5050;
(2)(1-)(1-)(1-)…(1-)(1-).
=(1+)(1-)(1+)(1-)(1+)(1-)…(1+)(1-)(1+)(1-)
=××××××…××××
=×=.
方法总结:逆用平方差公式产生了很好的效果。相信你也会运用.