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(2013•崂山区模拟)问题再现:数形结合是解决数学问题的一种重要的思想方法,借助这种方法可将抽象的数学知识变得直观起来并且具有可操作性,从而可以帮助我们快速解题.初中数学里的一些代数公式,很多都可以通过表示几何图形面积的方法进行直观推导和解释.例如:利用图形的几何意义推证完全平方公式.将一个边长为a的正方形的边长增加b,形成两个矩形和两个正方形,如图1:这个图形的面积可以表示成:(a+b)2或 a2+2ab+b2∴(a+b)2 =a2+2ab+b2这就验证了两数和的完全平方公式.(1)尝试解决

2019-04-13

(2013•崂山区模拟)问题再现:
数形结合是解决数学问题的一种重要的思想方法,借助这种方法可将抽象的数学知识变得直观起来并且具有可操作性,从而可以帮助我们快速解题.初中数学里的一些代数公式,很多都可以通过表示几何图形面积的方法进行直观推导和解释.例如:利用图形的几何意义推证完全平方公式.
将一个边长为a的正方形的边长增加b,形成两个矩形和两个正方形,如图1:
这个图形的面积可以表示成:
(a+b)2或 a2+2ab+b2
∴(a+b)2 =a2+2ab+b2
这就验证了两数和的完全平方公式.
(1)尝试解决:
请你类比上述方法,利用图形的几何意义推证平方差公式.
(要求自己构图并写出推证过程)

问题提出:如何利用图形几何意义的方法推证:13+23=32
如图2,
A表示1个1×1的正方形,即:1×1×1=13
B表示1个2×2的正方形,C与D恰好可以拼成1个2×2的正方形,
因此:B、C、D就可以表示2个2×2的正方形,即:2×2×2=23
而A、B、C、D恰好可以拼成一个(1+2)×(1+2)的大正方形.
由此可得:13+23=(1+2)2=32
(2)尝试解决:
请你类比上述推导过程,利用图形几何意义方法推证:13+23+33=______.(要求自己构造图形并写出推证过程).
(3)问题拓广:
请用上面的表示几何图形面积的方法探究:13+23+33+…+n3=
n2(n+1)2
4
n2(n+1)2
4
.(要求直接写出结论,不必写出解题过程)
优质解答
(1)尝试解决:
∵第一个图形的阴影部分的面积是a2-b2
第二个图形的阴影部分的面积是(a+b)(a-b),
∴a2-b2=(a+b)(a-b).
即可以验证平方差公式的几何意义;

(2)尝试解决:
如图,A表示一个1×1的正方形,即:1×1×1=13
B、C、D表示2个2×2的正方形,即:2×2×2=23
E、F、G表示3个3×3的正方形,即:3×3×3=33
而A、B、C、D、E、F、G恰好可以拼成一个大正方形,边长为:1+2+3=6,
∵SA+SB+SC+SD+SE+SF+SG=S大正方形
∴13+23+33=62

(3)问题拓广:
由上面表示几何图形的面积探究知,13+23+33+…+n3=(1+2+3+…+n)2
又∵1+2+3+…+n=
n(n+1)
2

∴13+23+33+…+n3=(
n(n+1)
2
2=
n2(n+1)2
4

故答案为62
n2(n+1)2
4
(1)尝试解决:
∵第一个图形的阴影部分的面积是a2-b2
第二个图形的阴影部分的面积是(a+b)(a-b),
∴a2-b2=(a+b)(a-b).
即可以验证平方差公式的几何意义;

(2)尝试解决:
如图,A表示一个1×1的正方形,即:1×1×1=13
B、C、D表示2个2×2的正方形,即:2×2×2=23
E、F、G表示3个3×3的正方形,即:3×3×3=33
而A、B、C、D、E、F、G恰好可以拼成一个大正方形,边长为:1+2+3=6,
∵SA+SB+SC+SD+SE+SF+SG=S大正方形
∴13+23+33=62

(3)问题拓广:
由上面表示几何图形的面积探究知,13+23+33+…+n3=(1+2+3+…+n)2
又∵1+2+3+…+n=
n(n+1)
2

∴13+23+33+…+n3=(
n(n+1)
2
2=
n2(n+1)2
4

故答案为62
n2(n+1)2
4
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