数形结合
1.如图1,大长方形的面积从整体看为S=m(a+b+c),
同时这个大长方形的面积也可以从局部表示成:S=S1+S2+S3=ma+mb+mc; 于是有m(a+b+c)=ma+mb+mc。。
2.如图2,大长方形的面积从整体可以表示成(a+b)(m+n),
同时这个大长方形的面积也可以从局部表示成S=S1+S2+S3+S4=ma+mb+na+nb; 于是有(a+b)(m+n)=ma+mb+na+nb.
。
3.如图3,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S4旋转到小长方形S3的位置,
则此时的阴影部分的面积又可以看成S1+S2+ S3=(a+b)(a-b)。
于是有
(a+b)(a-b)=a2-b2。
4.如图4:将边长为b的小正方形放到边长为a的正方形的一角, 空白部分的面积从整体计算为a2-b2;
而如果从局部考虑,其面积可以看作为两个梯形S1+S2之和,
其面积为于是有
?a?b??a?b???a?b??a?b??(a?b)(a?b)。
222
(a+b)(a-b)=a-b2。
5.如图5,大正方形的面积从整体可以表示为(a+b)2, 从局部可以表示为也可以表示为S=S1+ S2+ S3+S4, 同时S=a2+ab+ab+b2=a2+2ab+b2, 于是有(a+b)2=a2+2ab+b2。
6.如图6,从整体看,这个图形的面积为(a+b)(a+2b),
从局部我们可以看出,它分为6部分,这6部分的面积之和为a2+3ab+2b2, 所以(a+b)(a+2b)= a2+3ab+2b2。
数形结合例题
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)(如图1),把余下的部分拼成一个长方形(如图2),根据两个图形中阴影部分的面积相等,可以验证( ) A.(a+b)2=a2+2ab+b2 B.(a-b)2=a2-2ab+b2 C.a2-b2=(a+b)(a-b) D.(a+2b)(a-b)=a2+ab-2b2
析解:图1的阴影部分面积等于边长为a的正方形面积与边长为b的正方形的面积差,表示为a2-b2.图2中阴影部分是长方形,其中长为a+b,宽为a-b,其面积为(a+b)(a-b).根据两个图形中阴影部分的面积相等,有a2-b2=(a+b)(a-b).故选C.
例2 如图3是四张全等的长方形纸片拼成的图形,请利用图中空白部分面积的不同表示方法,写出一个关于a、b的恒等式________.
析解:空白部分的面积可看成是一个正方形,它的边长为a-b,所以面积为(a-b)2;空白部分面积又可看成大正方形面积与四个长方形面积的差,大正方形的面积为(a+b)2,
每个长方形的面积为ab,所以空白部分面积为(a+b)2-4ab.
因此有恒等式(a+b)2-4ab=(a-b)2成立.故填(a+b)2-4ab=(a-b)2.
例3 图4是由一个边长为a的正方形与两个长、宽分别为a、b的小长方形拼接而成的长方形ABCD,则整个图形可表达出一些等式,请你写出其中任意三个等式______、______、_______.
析解:读懂题意,观察图中数据关系是关键,其次利用面积写出代数式,.根据图形的组合特点,由面积间的相等关系,写出符合要求的等式,如: a2+2ab=a(a+2b);a(a+b)+ab=a(a+2b); a(a+2b)-a(a+b)=ab;a(a+2b)-ab=a(a+b); a(a+2b)-a2=2ab;a(a+2b)-2ab=a2.
数形结合解题
1.将图甲中阴影部分的小长方形变换到图乙位置,根据两个图形的面积关系可以得到一个关于a、b的恒等式为( )
2222 B.a?b?a?2ab?b??a?b?a2?2ab?b2 ??A
C
2?a?b??a-b??a2?b2
D.a?a?b??a?ab
a-b a 甲
b a-b b a
乙
2.图①是一个边长为(m?n)的正方形,小颖将图①中的阴影部分拼成图②的形状,由图①和图②能验证的式子是( )
A.(m?n)?(m?n)?4mn B.(m?n)?(m?n)?2mn C.(m?n)?2mn?m?n D.(m?n)(m?n)?m?n
2222222222