四、数学小博士
21. 【问题背景】图6是一个长为4b、宽为a的长方形,沿图中虚线用剪刀平均分成四个小长方形,然后用四块小长方形拼成一个“回形”正方形(如图7).

【自主探究】(1)如果用两种不同的方法表示图7中阴影部分的面积,从而发现一个等量关系:
【知识运用】(2)运用你所得到的等量关系,计算当$2x - 3y = 5$,$xy = 1$时$(2x + 3y)^2$的值;
【知识延伸】(3)已知$(x - 2022)^2 + (x - 2024)^2 = 10$,求$4(x - 2023)^2$的值.
21. 【问题背景】图6是一个长为4b、宽为a的长方形,沿图中虚线用剪刀平均分成四个小长方形,然后用四块小长方形拼成一个“回形”正方形(如图7).
【自主探究】(1)如果用两种不同的方法表示图7中阴影部分的面积,从而发现一个等量关系:
$(a-b)^2=(a+b)^2-4ab$
;【知识运用】(2)运用你所得到的等量关系,计算当$2x - 3y = 5$,$xy = 1$时$(2x + 3y)^2$的值;
【知识延伸】(3)已知$(x - 2022)^2 + (x - 2024)^2 = 10$,求$4(x - 2023)^2$的值.
答案
21.(1)$(a-b)^2=(a+b)^2-4ab$;
(2)因为$2x-3y=5$,$xy=1$,所以$(2x+3y)^2=(2x-3y)^2+4· 2x· 3y=5^2+24×1=49.$
(3)设$a=x-2022$,$b=x-2024$,
所以$a-b=2$,$a+b=2(x-2023)$,
所以$a^2-2ab+b^2=4$,$(a+b)^2=4(x-2023)^2$.
因为$(x-2022)^2+(x-2024)^2=10$,
所以$a^2+b^2=10$,所以$10-2ab=4$,
所以$ab=3$,所以$4(x-2023)^2=(a+b)^2=(a-b)^2+4ab=2^2+4×3=16.$
(2)因为$2x-3y=5$,$xy=1$,所以$(2x+3y)^2=(2x-3y)^2+4· 2x· 3y=5^2+24×1=49.$
(3)设$a=x-2022$,$b=x-2024$,
所以$a-b=2$,$a+b=2(x-2023)$,
所以$a^2-2ab+b^2=4$,$(a+b)^2=4(x-2023)^2$.
因为$(x-2022)^2+(x-2024)^2=10$,
所以$a^2+b^2=10$,所以$10-2ab=4$,
所以$ab=3$,所以$4(x-2023)^2=(a+b)^2=(a-b)^2+4ab=2^2+4×3=16.$
22. 一天,阿凡提到某公司求职,老板答应他:试用一周(7天),日工资50元. 阿凡提对老板说:“日工资是否可以谈一谈?”老板很随和地说:“你开个价吧!”阿凡提心里暗喜,说:“第一天付给我5分钱,第二天付给我$5^2$分钱,第三天付给我$5^3$分钱. 总之,第n天就付给我5的n次方分钱.”老板听了,略加思索后答应下来,并与阿凡提签订了如下用工合同:
本公司决定聘用阿凡提,经他本人同意,在试用期间的工资按如下方案支付:第一天付0.05元,以后第n天付的钱数为第一天钱数的n次方.
签完合同之后,阿凡提高兴得手舞足蹈,沾沾自喜地盘算着:虽然第一天只给我5分钱,第二天给我$5^2=25$分钱,前几天我吃亏,但第七天可不得了,竟有$5^7$分=78125分=781.25元,比前面六天的总数还要多呢!七天后,阿凡提兴高采烈地找老板拿工资,哪知道老板说:“按合同,你七天的工资连一毛钱都不到. 算了,就给你一毛钱吧.”阿凡提一听,傻眼了.
(1)同学们,你们知道这是什么原因吗?
(2)我们知道,10的n(n为正整数)次方的结果中0的个数等于n,那么0.1的n(n为正整数)次方的结果有什么规律呢?
本公司决定聘用阿凡提,经他本人同意,在试用期间的工资按如下方案支付:第一天付0.05元,以后第n天付的钱数为第一天钱数的n次方.
签完合同之后,阿凡提高兴得手舞足蹈,沾沾自喜地盘算着:虽然第一天只给我5分钱,第二天给我$5^2=25$分钱,前几天我吃亏,但第七天可不得了,竟有$5^7$分=78125分=781.25元,比前面六天的总数还要多呢!七天后,阿凡提兴高采烈地找老板拿工资,哪知道老板说:“按合同,你七天的工资连一毛钱都不到. 算了,就给你一毛钱吧.”阿凡提一听,傻眼了.
(1)同学们,你们知道这是什么原因吗?
(2)我们知道,10的n(n为正整数)次方的结果中0的个数等于n,那么0.1的n(n为正整数)次方的结果有什么规律呢?
答案
22.(1)因为合同写的是第一天工资为0.05元,那么第二天工资为$0.05^2=0.0025$元,随着指数的增加,结果会越来越小,所以试用期的工资不够一毛钱.
(2)0.1的n(n为正整数)次方的结果是$10^{-n}$,结果中0的个数(包括个位上的0)也等于n.
(2)0.1的n(n为正整数)次方的结果是$10^{-n}$,结果中0的个数(包括个位上的0)也等于n.
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