平方差公式

进阶

学一条好重要的乘法公式,(a+b)(a-b) = a² - b²。

适合:中二数学 · 单元:恒等式 · 建议学习路径第 6/29 课

学完呢课,你会识:
  • 公式:(a+b)(a-b) = a² - b²
  • 展开和因式分解都用得
  • 一定要两个平方相减
数学Mathematics
读呢课前,你应该识: 什么是恒等式

1重点摘要 Summary

学一条好重要的乘法公式,(a+b)(a-b) = a² - b²。

2生字卡 Vocabulary

D
Difference of squares平方差

两个平方相减,即 a² - b²。

B
Binomial二项式

有两项的式子,例如 (a+b)。

M
Multiply相乘

两个式子乘起来。

E
Expand展开

将括号拆开。

F
Factorise因式分解

将式子写作乘积形式。

P
Positive正数

大过 0。

N
Negative负数

小于 0。

F
Formula公式

可以直接套用的规则。

3逐步讲解 Steps

  1. 第一步:认识平方差公式平方差公式:(a+b)(a-b) = a² - b²,即两数之和乘以两数之差,等于这两数的平方相减。这是一条恒等式,对任何 a、b 都成立,可以放心直接套用。使用前要先认出形式:两个二项式相乘,其中一项完全相同(都是 a),另一项只是正负号相反(+b 与 -b),缺少这个特征就不能套用公式。
  2. 第二步:为什么公式成立用乘法展开即可解释:(a+b)(a-b) = a×a - a×b + b×a - b×b = a² - ab + ab - b²。中间的 -ab 与 +ab 互相抵消,余下 a² - b²。亲手展开一次有助记忆公式的来源,也能说明为何中间两项必定消失。理解了这个原理,日后即使忘记公式,也可以随时重新推导出来,不必死记硬背,遇到相关证明题亦能应付自如。
  3. 第三步:用公式展开见到 (a+b)(a-b) 的形式,无须逐项相乘,直接套公式即可。例如 (x+3)(x-3) = x² - 3² = x² - 9;本课例题 (x+6)(x-6) = x² - 6² = x² - 36。套用时先确认 a 与 b 各是什么,再分别平方;若某项本身带系数,如 2x,要整体加上括号后才平方,即 (2x)² = 4x²,切勿只平方数字部分而漏掉 x 的平方。
  4. 第四步:用公式因式分解公式可以倒转使用:见到 a² - b²,就写成 (a+b)(a-b),这正是因式分解。例如 x² - 16 = x² - 4² = (x+4)(x-4),又如 x² - 9 = (x+3)(x-3)。分解前先检查两项是否都是完全平方,并养成先提取公因子的习惯,例如 2x² - 8 = 2(x² - 4) = 2(x+2)(x-2),先提出公因子往往令式子简单得多,也更容易看出平方差的结构。
  5. 第五步:含系数的常见例子含系数的例子:(2x+5)(2x-5) = (2x)² - 5² = 4x² - 25;反向分解 9y² - 25 = (3y)² - 5² = (3y+5)(3y-5)。处理这类题目时,要把 2x 看成整体 a、5 看成整体 b,系数同样要平方,所以 (2x)² = 4x² 而不是 2x²。练习时可由浅入深:先做 x² - 25,再做 4x² - 25,体会「整体思想」的用法。
  6. 第六步:使用条件与易错点使用平方差的两个条件:两项都是完全平方,而且是相减。若是相加,例如 x² + 9,就不能用这条公式分解,切记 a² + b² 无法分解为两个一次因式。另外两个易错处:一是把结果写成 a² + b²,减号变了加号;二是忘记平方,例如把 (x+6)(x-6) 写成 x² - 6。温习时把这三种错法各检查一遍,考试前逐一自问,印象会特别深刻。

4图解 Diagrams

平方差:a² − b² 剪贴证明 Difference of squaresb²a² − b²剪走黄格a−b 阔a+b 长a² − b²= (a+b)(a−b)几何意思:大正方形剪走细正方形,剩返 L 形——排直就系长条 (a+b)×(a−b)快速心算:101² − 99² = (101+99)(101−99) = 200 × 2 = 400
图 1:平方差剪贴证明

5例题示范 Example

例:展开 (x+6)(x-6)

  1. 第一步:会认出是平方差形式:(a+b)(a-b)。
  2. 第二步:a = x,b = 6。
  3. 第三步:套公式:(a+b)(a-b) = a² - b²。
  4. 第四步:代入:= x² - 6²。
  5. 第五步:计数:= x² - 36。
  6. 答案:x² - 36

6常见错误 Mistakes

✗ 以为 (a+b)(a-b) = a² + b²
✓ 错!是 a² - b²!是减!不是加!
✗ 忘记平方
✓ 见到 a² - b²,记住开方先是 a 和 b!不要漏了平方!
✗ 相减当成相加用公式
✓ a² + b² 用不到这条公式!一定要是相减!
✗ 展开中间项没有抵消
✓ 其实 -ab + ab 会抵消!所以中间没有了这两项!

75 题快测 Quick check

Q1(a+b)(a-b) = ?

Q2(x+2)(x-2) = ?

Q3x² - 9 = ?

Q4平方差公式是恒等式?

Q5x² + 16 用得平方差公式?

8重点回顾 Recap

  • 公式:(a+b)(a-b) = a² - b²
  • 展开和因式分解都用得
  • 一定要两个平方相减
  • 中间项会抵消
  • a² + b² 用不到

同级其他科

同一科其他级别