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完全平方公式的推导及应用

2021-09-10蒙洁周凯文

小作家报·教研博览 2021年18期
关键词:公式交流探究

蒙洁 周凯文

中图分类号:A  文献标识码:A  文章编号:(2021)-18-296

教学目标:知识技能1、经历探究完全平方公式的过程,并归纳总结完全平方公式;2、能运用完全平方公式进行简单的计算。

教学难点:经历探索完全平方公式的过程,并从推导过程中,培养学生观察、发现、归纳、概括、猜想等探究创新能力。

教具:多媒体

教学步骤:

活动一:创设情境导入新课

【课堂引入】更大的生日蛋糕大家都知道老师有两个孩子,有一天他们找我。请两个同学来表演一下:儿子:去年我和妹妹的生日蛋糕都是面积只有a2的正方形,太小了。女儿:是啊!我长大一岁了,生日蛋糕要再多出一个。儿子:我也长大一岁了,要求把蛋糕边长增加b,变为(+b)。女儿:那不是一样大吗?儿子:不对,我的蛋糕会更大。同学们认为哥哥说的对吗?为什么?通过实际情境让学生产生兴趣,调动学生学习积极性。

活动二:实践探究交流新知

【探究1】(a+b)2=a2+2ab+b2

问题1:如图,你能用代数式表示哥哥想要蛋糕的面积吗?由图可以看出哥哥比妹妹的蛋糕多了两块。因此(a+b)2≠a2+b2

问题2:那么(a+b)2等于什么呢?请同学们小组交流,得出结果。学生展示,得出公式(a+b)2=a2+2ab+b2由于两个代数式都表示同一图形的面积,因此相等。

问题3:你能用多项式乘多项式来验证两个代数式相等吗?学生交流展示。

【探究2】(a-b)2=a2-2ab+b2问题1:老师还有一个公式没有完成,同学们能帮老师完成吗?(a-b)2=?学生思考,交流展示。问题2:你能自己设计一个图形解释这一公式吗?问题3:分析完全平方公式的结构特点,并用语言来描述完全平方公式。(a+b)2=a2+2ab+b2;(a-b)2=a2-2ab+b2。结构特点:左边是二项式(两数和或差)的平方;右边是两数的平方和加上(减去)这两数乘积的2倍。语言描述:两数和(或差)的平方,等于这两数的平方和加上(或减去)这两数积的2倍。

经过探索,引入完全平方公式,再让学生自己举例加深对公式的体会。而在计算图形的面积时,通过对比这些表示方式可以使学生对于公式有一个直观的认识。同时在古代人们也是通过类似的图形认识了这个公式。通过自主探究和交流学到了新的知识,学生的学习积极性和主动性得到大大的激发。问题1是让学生从代数运算的角度,推导出两数差的完全平方公式,培养学生有条理的思考和语言表达能力。问题2使学生再次从几何的角度来验证两数差的完全平方公式。从而学生经历了几何解释到代数运算,再到几何解释的过程,学生的数形结合意识得以培养,并且从不同的角度推导出了公式,并且加以巩固。处理方式:此环节的设计符合学生的认知水平和认知过程,问题1教学中学生采用了不同的方法:①运用多项式的乘法法则;②把两数差看作两数和,再运用两数和的公式。教师应重视学生对于算理的理解,让学生尝试说出每一步运算的道理,有意识地培养他们有条理的思考和语言表达能力。(多媒体出示,同时给学生半分钟时间反思体会)(a-b)2=(a-b)(a-b)=a2-ab-ab+b2=a2-2ab+b2。(a-b)2=[a+(-b)]2=a2+2a(-b)+(-b)2=a2-2ab+b2。问题2用几何解释验证两数和的完全平方公式的巩固,同时也是对于学生数形结合意识的一种培养,绝大多数学生能够通过交流合作得以掌握。通过几个活动学生能够初步地掌握了完全平方公式,并在推导过程中培养了数学的基本能力。(a-b)2=a2-ab-b(a-b),即(a-b)2=a2-2ab+b2。问题3在前面的基础上,加以总结,使得学生从形式上初步地认识了完全平方公式。

活动三:开放训练体现应用

【应用举例】例1,利用完全平方公式计算:(1)(2x-3)2;(2)(4x+5y)2;(3)(mn-a)2。处理方式:教师引导学生利用公式特点写出解答过程。规范解答过程。

【变式训练】计算:(1)(12x-2y)2;(2)(2xy+15x)2;(3)(n+1)2-n2。处理方式:三个学生到黑板板书,其他同学计算。让学生进一步巩固公式,熟练应用公式。进一步熟悉公式。并通过小组交流,自我检验,巩固反馈。

【拓展提升】例2,阅读下列材料并解答后面的问题:利用完全平方公式(a±b)2=a2±2ab+b2,通过配方可对a2+b2进行适当的变形,如a2+b2=(a+b)2-2ab或a2+b2=(a-b)2+2ab,从而使某些问题得到解决。例:已知a+b=5,ab=3,求a2+b2的值。解:a2+b2=(a+b)2-2ab=52-2×3=19。问题解决:(1)已知a+b=6,则a2+b2=________;(2)已知a-b=2,ab=3,分别求a2+b2,a4+b4的值。观察公式特点:(a+b)2=a2+2ab+b2→a2+b2=(a+b)2-2ab;(a-b)2=a2-2ab+b2→a2+b2=(a+b)2-2ab;(a+b)2-(a-b)2=4ab。进一步提高学生灵活运用所学知识,解决实际问题的能力。

【当堂训练】

1. 指出下列各式中的错误,并加以改正:(1)(2a-1)2=2a2-2a+1;(2)(2a+1)2=4a2+1。

2. 运用完全平方公式进行计算:(1)(-3+2x)2;(2)(-4x-5y)2。

3. 若a+b=5,求a2+2ab+b2的值。处理方式:教师出示检测题,监督学生独立完成,学生做完后,教师出示答案,指导学生校对,并统计学生答题情况。学生根据答案进行纠错。了解学生对本节课掌握情况,以便能及时地进行查缺补漏。使每个学生都能在原来的基础上获得较大的发展。

活动四:课堂总结反思

课堂总结:通过这节课的学习,你有哪些收获?还有哪些困惑?先想一想,再分享给大家。

总结内容:

1. 注意完全平方公式和平方差公式的不同:结果不同:完全平方公式的结果是三项。即(a±b)2=a2±2ab+b2。平方差公式的结果是两项。即(a+b)(a-b)=a2-b2。

2. 在解题过程中要准确确定a和b,对照公式原形的两边,做到不丢项、不弄错符号、2ab时不少乘2。处理方式:学生争先恐后,积极回答,教师适当补充。布置作业:1.教材习题:课本P26习题1.11中T1,T2,T3,T4。

2.拓展练习:(a+b)2与(a-b)2有怎样的联系?能否用一个等式来表示两者之间的关系?并尝试用图形来验证你的结论。鼓励学生通过本节课的学习,谈谈自己的收获与感受,加深对“温故而知新”的体会。学生能够在课堂上畅所欲言,并通過自己的归纳总结,进一步巩固了所学知识。

板书设计:提纲挈领,重点突出。

教学反思:1.授课流程反思:通过几何图形面积的求法,复习平方差公式的同时,为后面的对比学习完全平方公式做好准备。

2.讲授效果反思:对计算结果结构特征的分析时教师板书其特征,让学生更容易看到其运算的过程,再结合几何图形的面积从直观上进行巩固,让学生对完全平方公式有较好的理解和认识。

3.师生互动反思:___________________

4.习题反思:好题题号_________错题题号_________反思,更进一步提升。

本文系宁明县整体推进县域课堂教学改革实验研究-2019年度宁明县亭亮中学子课题《如何提高农村初中学生计算能力的教学模式》(立项编号:czkt2019—121)的研究成果

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