目標
(一)知識點
1.完全平方公式的推導及其應用.
2.完全平方公式的幾何解釋.
(二)能力訓練要求
1.經(jīng)歷探索完全平方公式的過程,進一步發(fā)展符號感和推理能力.
2.重視學生對算理的理解,有意識地培養(yǎng)學生的思維條理性和表達能力.
(三)情感與價值觀要求
在靈活應用公式的過程中激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣,培養(yǎng)創(chuàng)新能力和探索精神.
教學重點 完全平方公式的推導過程、結(jié)構(gòu)特點、幾何解釋,靈活應用.
教學難點 理解完全平方公式的結(jié)構(gòu)特征并能靈活應用公式進行計算.
教學方法
自主探索法
有了平方差公式的學習基礎,學生可以在教師引導下自主探索完全平方公式,最后達到靈活、準確應用公式的目的.
教具準備 投影片.
教學過程
Ⅰ.提出問題,創(chuàng)設情境
[師]請同學們探究下列問題:
(出示投影片)
一位老人非常喜歡孩子.每當有孩子到他家做客時,老人都要拿出糖果招待他們.來一個孩子,老人就給這個孩子一塊糖,來兩個孩子,老人就給每個孩子兩塊塘,…
(1)第一天有a個男孩去了老人家,老人一共給了這些孩子多少塊糖?
(2)第二天有b個女孩去了老人家,老人一共給了這些孩子多少塊糖?
(3)第三天這(a+b)個孩子一起去看老人,老人一共給了這些孩子多少塊糖?
(4)這些孩子第三天得到的糖果數(shù)與前兩天他們得到的糖果總數(shù)哪個多?多多少?為什么?
[生](1)第一天老人一共給了這些孩子a2糖.
(2)第二天老人一共給了這些孩子b2糖.
(3)第三天老人一共給了這些孩子(a+b)2糖.
(4)孩子們第三天得到的糖塊總數(shù)與前兩天他們得到的糖塊總數(shù)比較,應用減法.即:
(a+b)2(a2+b2)
我們上一節(jié)學了平方差公式即(a+b)(a-b)=a2-b2,現(xiàn)在遇到了兩個數(shù)的和的平方,這倒是個新問題.
[師]老師很欣賞你的觀察力,這正是我們這節(jié)課要研究的問題.
Ⅱ.導入新課
[師]能不能將(a+b)2轉(zhuǎn)化為我們學過的知識去解決呢?
[生]可以.我們知道a2=a?a,所以(a+b)2=(a+b)(a+b),這樣就轉(zhuǎn)化成多項式與多項式的乘積了.
[師]像研究平方差公式一樣,我們探究一下(a+b)2的運算結(jié)果有什么規(guī)律.
(出示投影片)
計算下列各式,你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?
(1)(p+1)2=(p+1)(p+1)=_______;
(2)(m+2)2=_______;
(3)(p-1)2=(p-1)(p-1)=________;
(4)(m-2)2=________;
(5)(a+b)2=________;
(6)(a-b)2=________.
[生甲](1)(p+1)2=(p+1)(p+1)=p2+p+p+1=p2+2p+1
(2)(m+2)2=(m+2)(m+2)=m2+2m+m?2+2×2=m2+4m+4
(3)(p-1)2=(p-1)(p-1)=p2+p?(-1)+(-1)?p+(-1)×(-1)=p2-2p+1
(4)(m-2)2=(m-2)(m-2)=m2+m?(-2)+(-2)?m+(-2)×(-2)=m2-4m+4
(5)(a+b)2=(a+b)(a+b)=a2+ab+ba+b2=a2+2ab+b2
(6)(a-b)2=(a-b)(a-b)=a2-ab-ab+b2=a2-2ab+b2
[生乙]我還發(fā)現(xiàn)(1)結(jié)果中的2p=2?p?1,(2)結(jié)果中4m=2?m?2,(3)、(4)與(1)、(2)比較只有一次項有符號之差,(5)、(6)更具有一般性,我認為它可以做公式用.
[師]大家分析得很好.可以用語言敘述嗎?
[生]兩數(shù)和(或差)的平方等于這兩數(shù)的平方和再加(或減)它們的積的2倍.
[生]它是一個完全平方的形式,能不能叫完全平方公式呢?
[師]很有道理.它和平方差公式一樣,使整式運算簡便易行.于是我們得到完全平方公式:
文字敘述:兩數(shù)和(或差)的平方,等于它們的平方和,加(或減)它們的積的2倍.
符號敘述:(a+b)2=a2+2ab+b2 (a-b)2=a2-2ab+b2
其實我們還可以從幾何角度去解釋完全平方差公式.
(出示投影片)
你能根據(jù)圖(1)和圖(2)中的面積說明完全平方公式嗎?
[生甲]先看圖(1),可以看出大正方形的邊長是a+b.
[生乙]還可以看出大正方形是由兩個小正方形和兩個矩形組成,所以大正方形的面積等于這四個圖形的面積之和.
[生丙]陰影部分的正方形邊長是a,所以它的面積是a2;另一個小正方形的邊長是b,所以它的面積是b2;另外兩個矩形的長都是a,寬都是b,所以每個矩形的面積都是ab;大正方形的邊長是a+b,其面積是(a+b)2.于是就可以得出:(a+b)2=a2+ab+b2.這正好符合完全平方公式.
[生丁]那么,我們可以用完全相同的方法來研究圖(2)的幾何意義了.
如圖(2)中,大正方形的邊長是a,它的面積是a2;矩形DCGE與矩形BCHF是全等圖形,長都是a,寬都是b,所以它們的面積都是a?b;正方形HCGM的邊長是b,其面積就是b2;正方形AFME的邊長是(a-b),所以它的面積是(a-b)2.從圖中可以看出正方形AEMF的面積等于正方形ABCD的面積減去兩個矩形DCGE和BCHF的面積再加上正方形HCGM的面積.也就是:(a-b)2=a2-2ab+b2.這也正好符合完全平方公式.
[師]數(shù)學源于生活,又服務于生活,于是我們可以進一步理解完全平方公式的結(jié)構(gòu)特征.現(xiàn)在,大家可以輕松解開課時提出的老人用糖招待孩子的問題了.
(a+b)2-(a2+b2)
=a2+2ab+b2-a2-b2=2ab.于是得孩子們第三天得到的糖果總數(shù)比前兩天他們得到的糖果總數(shù)多2ab塊.
應用舉例:
出示投影片:
[例1]應用完全平方公式計算:
(1)(4m+n)2 (2)(y- )2
(3)(-a-b)2 (4)(b-a)2
[例2]運用完全平方公式計算:
(1)1022 (2)992
分析:利用完全平方公式計算,第一步先選擇公式;第二步準確代入公式;第三步化簡.
[例1]解:
(1)(4m+n)2=(4m)2+2?4m?n+n2
(a+b)2=a2+2?a?b+b2
=16m2+8mn+n2
(2)方法一:
(y- )2=y2-2?y? +( )2
(a-b)2=a2-2?a?b+b2
=y2-y+
方法二:(y- )2
=[y+(- )]2=y2+2?y?(- )+(- )2
(a+b)2=a2+2?a?b+b2
=y2-y+
(3)(-a-b)2=(-a)2-2?(-a)?b+b2=a2+2ab+b2
(4)(b-a)2=b2-2ba+a2=a2-2ab+b2
從(3)、(4)的計算可以發(fā)現(xiàn):
(a+b)2=(-a-b)2,(a-b)2=(b-a)2
[例2]解:(1)1022=(100+2)2
=1002+2×100×2+22
=10000+400+4
=10404.
(2)992=(100-1)2
=1002-2×100×1+12
=10000-200+1
=9801.
[師]請同學們總結(jié)完全平方公式的結(jié)構(gòu)特征.
[生]公式的左邊是一個二項式的完全平方;右邊是三項,其中有兩項是左邊二項式中每一項的平方.而另一項是左邊二項式中兩項乘積的2倍.
[師]說得很好,我們還要正確理解公式中字母的廣泛含義:它可以是數(shù)字、字母或其他代數(shù)式,只要符合公式的結(jié)構(gòu)特征,就可以運用這一公式.
Ⅲ.隨堂練習
課本練習1、2.
Ⅳ.課堂小結(jié)(略)
Ⅴ.課后作業(yè)
課本習題2、4、7題.
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