17. 阅读理解,并解决问题:
如图 1 是一个长为$2m$,宽为$2n$的长方形,沿图中的虚线剪开均分成四个小长方形,然后按图 2 形状拼成一个正方形.

(1)请用两种不同的方法求图 2 阴影部分的面积.
(2)观察图 2,发现三个代数式$(m + n)^2$,$(m - n)^2$,$mn$之间的等量关系是
(3)根据(2)题中的等量关系,解决下列问题:若$a + b = 7$,$ab = 5$,求$a - b$的值.
(4)观察图 3,你能得到怎样的代数恒等式?
(5)试画出一个几何图形,使它的面积能表示代数式恒等式$(m + n)(m + 2n) = m^2 + 3mn + 2n^2$.
如图 1 是一个长为$2m$,宽为$2n$的长方形,沿图中的虚线剪开均分成四个小长方形,然后按图 2 形状拼成一个正方形.
(1)请用两种不同的方法求图 2 阴影部分的面积.
(2)观察图 2,发现三个代数式$(m + n)^2$,$(m - n)^2$,$mn$之间的等量关系是
$(m + n)^{2}-4mn=(m - n)^{2}$
.(3)根据(2)题中的等量关系,解决下列问题:若$a + b = 7$,$ab = 5$,求$a - b$的值.
(4)观察图 3,你能得到怎样的代数恒等式?
(5)试画出一个几何图形,使它的面积能表示代数式恒等式$(m + n)(m + 2n) = m^2 + 3mn + 2n^2$.
答案
17. 解:(1)$(m - n)^{2}$,$(m + n)^{2}-4mn$
(2)$(m + n)^{2}-4mn=(m - n)^{2}$.
(3)$(a - b)^{2}=(a + b)^{2}-4ab=7^{2}-4×5=29$,故$a - b=\pm \sqrt{29}$.
(4)$(m + n)(m + 3n)=m^{2}+4mn+3n^{2}$.
(
解析
【解析】
(1) 方法1:阴影部分为边长是$(m-n)$的正方形,面积为$\boldsymbol{(m - n)^2}$;
方法2:图2大正方形面积为$(m + n)^2$,减去4个小长方形面积$4mn$,阴影面积为$\boldsymbol{(m + n)^2 - 4mn}$。
(2) 由(1)中两种面积表示方法,得等量关系:$\boldsymbol{(m + n)^2 - 4mn = (m - n)^2}$。
(3) 利用(2)的等量关系,代入$a + b = 7$,$ab = 5$:
$\begin{aligned}(a - b)^2&=(a + b)^2 - 4ab\\&=7^2 - 4×5\\&=29\end{aligned}$
故$\boldsymbol{a - b=\pm\sqrt{29}}$。
(4) 图3长方形面积可表示为$(m + n)(m + 3n)$,也等于各部分面积和$m^2 + 4mn + 3n^2$,得恒等式:$\boldsymbol{(m + n)(m + 3n)=m^2 + 4mn + 3n^2}$。
(5) 画长为$(m+2n)$、宽为$(m+n)$的长方形,内部划分出1个$m^2$正方形、3个$mn$长方形、2个$n^2$正方形,拼接成符合$(m + n)(m + 2n) = m^2 + 3mn + 2n^2$的图形(图形略)。
【答案】
(1) 方法一:$(m - n)^2$;方法二:$(m + n)^2 - 4mn$
(2) $(m + n)^2 - 4mn = (m - n)^2$
(3) $\pm\sqrt{29}$
(4) $(m + n)(m + 3n)=m^2 + 4mn + 3n^2$
(5) 画出满足条件的几何图形(图形略)
【知识点】
完全平方公式,整式乘法,数形结合
【点评】
本题通过图形剪拼关联代数恒等式,考查完全平方公式的推导与应用,渗透数形结合的数学思想。
【难度系数】
0.6
(1) 方法1:阴影部分为边长是$(m-n)$的正方形,面积为$\boldsymbol{(m - n)^2}$;
方法2:图2大正方形面积为$(m + n)^2$,减去4个小长方形面积$4mn$,阴影面积为$\boldsymbol{(m + n)^2 - 4mn}$。
(2) 由(1)中两种面积表示方法,得等量关系:$\boldsymbol{(m + n)^2 - 4mn = (m - n)^2}$。
(3) 利用(2)的等量关系,代入$a + b = 7$,$ab = 5$:
$\begin{aligned}(a - b)^2&=(a + b)^2 - 4ab\\&=7^2 - 4×5\\&=29\end{aligned}$
故$\boldsymbol{a - b=\pm\sqrt{29}}$。
(4) 图3长方形面积可表示为$(m + n)(m + 3n)$,也等于各部分面积和$m^2 + 4mn + 3n^2$,得恒等式:$\boldsymbol{(m + n)(m + 3n)=m^2 + 4mn + 3n^2}$。
(5) 画长为$(m+2n)$、宽为$(m+n)$的长方形,内部划分出1个$m^2$正方形、3个$mn$长方形、2个$n^2$正方形,拼接成符合$(m + n)(m + 2n) = m^2 + 3mn + 2n^2$的图形(图形略)。
【答案】
(1) 方法一:$(m - n)^2$;方法二:$(m + n)^2 - 4mn$
(2) $(m + n)^2 - 4mn = (m - n)^2$
(3) $\pm\sqrt{29}$
(4) $(m + n)(m + 3n)=m^2 + 4mn + 3n^2$
(5) 画出满足条件的几何图形(图形略)
【知识点】
完全平方公式,整式乘法,数形结合
【点评】
本题通过图形剪拼关联代数恒等式,考查完全平方公式的推导与应用,渗透数形结合的数学思想。
【难度系数】
0.6
登录