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中学生如何才能学好数学公式?
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2022.06.19 江苏

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中学生如何才能学好数学公式?

原创2022-06-18 20:36·随心但不随便

今年的高考数学题,难倒了一大批平时只顾埋头大量刷题的人。我早就说过,大量刷题,是没有出路的,有人就是不信。

既然大量刷题没有多大意义,那么,我们应该怎样去学习数学呢?

在前面的文章中,我已经讲了中学生该如何去学习数学概念(如果你没有看到,请通过文末的链接来打开阅读),今天我来讲一讲中学生如何去学习数学公式。

下面,我从简单的完全平方和及完全平方差公式入手来讲这个问题。(不要小看这个问题,后面你就明白了)

我们在初中一年级学过这两个公式,现在抄录如下:

(a b)²=a² 2ab b² (1)

(a-b)²=a²-2ab b² (2)

我们该如何去学习这两个公式呢?

第一、要明白这两个公式是怎么得来的。

对于所有的数学公式,作为学生,都应该做到闭书推导得出来,做不到这一点,你的基本功是没有过关的。

这两个公式是怎么得来的呢?很简单,就是两个相同的多项式相乘得来的,简单推导如下:

(a b)²=(a b)(a b)=a(a b) b(a b)

=a² ab ba b²

=a² 2ab b²

同样的道理,我们可以推导出(a-b)²=a²-2ab b²

如果你能用多种方法推导出同一个公式,那你的思维是很不错的。

第二、要搞懂这两个公式之间的区别和联系

上面的两个公式,表面上看起来是两个不同的公式,通过认真的思考和推导,其实,它们是同一个公式,可以从一个出发,推导出另一个。

比如,在上面的公式(1)中,令x=a,-y=b,代如公式(1)中,就有:

(a b)²=(x-y)²,这不是公式(2)的形式吗?

同样的道理,由公式(2)出发,也可以推导出公式(1),所以,它们本质上是一样的。

上面给出了这两个公式的联系, 那它们的区别是什么呢?

它们在表现形式上是不同的。前者是两个未知数和的平方,而后者是两个未知数差的平方,而且结果也在形式上是有差别的。

第三、 要学会应用这个公式来解决问题

例如用这两个公式来计算下面的式子的值:

(1) 98² (2)105²

很显然:

98²=(100-2)²=100²-2x100x2 2²=9604

同样的道理,可以使用完全平方和公式来计算105²。

第四、要多角度来观察公式

比如上面的两个公式,从左到右就是计算两个未知数的完全平方和/差,如果我们从右往左看,就是因式分解了。

a² 2ab b²=(a b)² (3)

a²-2ab b²=(a-b)² (4)

而因式分解的时候,上面的(3)和(4)式往往应用很广。

第五 能否对公式推而广之?

能否从(a b)²推导出(a b)³的结果?甚至(a b)的四次方,甚至(a b)的n次方的结果出来?

能否从(a-b)²的结果,推导出(a-b)³的结果? 甚至(a-b)的四次方,甚至(a-b)的n次方的结果出来?

另外,如果你学有余力,可以对公式进行做进一步变形,往往会得到令人惊奇的结果。

下面,我们来看看这两个公式如何进一步变形得到更加炫目的结论。我们以完全平方差公式为例(使用完全平方和公式也是一样的)。

(a-b)²=a²-2ab b²

我们观察知道,这个公式的计算结果,应该是大于等于0的,也就是非负数。即:

(a-b)²=a²-2ab b²≥0 (5)

移项得到:

a² b²≥2ab 当且仅当a=b时,等号成立 (6)

(6)式的含义,告诉我们,两个数的平方之和不小于它们乘积的2倍,反过来看,就是:

(7)式表明,两个数的积不大于它们平方和的一半。

如果a和b都是非负数,我们令

还可以进一步得到下面的结论:

(8)式和(9)式都有很明显的物理意义。(8)式表明,两个非负数的和不小于它们乘积的平方根的2倍。(9)式表明,两个非负数的平方根小于等于它们和的一半。

上面(6)、(7)、(8)和(9)式,在不等式的计算和证明中,都被广泛地使用,其实,它们的根基都来源于初中一年级所学的知识。

下面,我们就利用上面的推论,来解答今年高考数学试卷乙卷选择题的第12题。

题目内容如下:

12 已知实数x和y满足x² y²-xy=1,则下面结论哪一个成立?

A x y<1 B x y>-2

C x² y² ≥1 D x² y² ≤ 2

这是今年的高考数学中的一道选择题,我看到了不少高中数学老师使用了换元法和极坐标法来求解,非常复杂。其实,如果你掌握了上面的两个完全平方公式和它们的推导出来的结论,就会秒解。不信,我们来分析。

从题干来看,有x² y²和xy,而结果中根本没有xy这个交叉项目,所以,很自然会想到去掉交叉项xy,并且题干是等式,而选择项都是不等于,很显然,会想到上面推导出来的(7)式,即:

把(7)式代入题干中,很自然得到了下面的不等式:

根据已知条件可知,不等式的左边等于1,所以便得到了:

答案选择哪一个,就不言自明了。

亲爱的同学、尊敬的家长和老师,我们从上面两个简单公式出发,得出来很多有用的推论,这些推论,甚至还可以很方便地解答出来高考数学试题。你从上面的讲解中,还觉得教材没有味道,课本不值得你用时间去钻研吗?如果你这样去钻研教材,你还需要大量地去刷题吗? 脑袋里还需要装那些无聊的题型吗?

只有这样去读书,你才能真正吃透教材,你的脑袋才越来越灵活,你才能从无聊的题海汪洋之中解脱出来;也只有这样去读书,你才能应付越来越灵活多变的中考和高考;也只有这样去读书,你才能适应国家对创新人才培养的要求;也只有这样去读书,你才真正拥有未来。

文章结尾,我附上了《中学生怎样去学习数学概念》一文,值得你好好去读一读,你千万不要把它当宽面吃了,如果那样,太可惜了。

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