
【課時安排】
2課時
【第一課時】
【教學(xué)目標(biāo)】
(一)教學(xué)知識點:
1.經(jīng)歷探索平方差公式的過程。
2.會推導(dǎo)平方差公式,并能運(yùn)用公式進(jìn)行簡單的運(yùn)算。
(二)能力訓(xùn)練要求:
1.在探索平方差公式的過程中,發(fā)展學(xué)生的符號感和推理能力。
2.培養(yǎng)學(xué)生觀察、歸納、概括等能力。
(三)情感與價值觀要求:
在計算的過程中發(fā)現(xiàn)規(guī)律,并能用符號表達(dá),從而體會數(shù)學(xué)語言的簡捷美。
【教學(xué)重點】
平方差公式的推導(dǎo)和應(yīng)用。
【教學(xué)難點】
用平方差公式的結(jié)構(gòu)特征判斷題目能否使用公式。
【教學(xué)過程】
(一)創(chuàng)設(shè)情景,引入新課:
1.[師]你能用簡便方法計算下列各題嗎?
(1)2001×1999 (2)992-1
[生]可以。在(1)中2001×1999=(2000+1)(2000-1)=20002-2000+2000-1×1=20002-12=4000000-1=3999999,在(2)中992-1=(100-1)2-1=(100-1)(100-1)-1=1002-100-100+1-1=10000-200=9800。
[師]很好!我們利用多項式與多項式相乘的法則,將(1)(2)中的2001,1999,99化成為整千整百的運(yùn)算,從而使運(yùn)算很簡便。我們不妨觀察第(1)題,2001和1999,一個比2000大1,于是可寫成2000與1的和,一個比2000小1,于是可寫成2000與1的差,所以2001×1999就是2000與1這兩個數(shù)的和與差的積,即(2000+1)(2000-1);再觀察利用多項式與多項式相乘的法則算出來的結(jié)果為:20002-12,恰為這兩個數(shù)2000與1的平方差。即:
(2000+1)(2000-1)=20002-12
那么其他滿足這個特點的運(yùn)算是否也有類似的結(jié)果呢?
我們不妨看下面的做一做。
(二)使學(xué)生在計算的過程中,通過觀察、歸納發(fā)現(xiàn)規(guī)律,并用自己的語言和符號表示其規(guī)律
[師]出示投影片
1.做一做:計算下列各題:
(1)(x+2)(x-2);
(2)(1+3a)(1-3a);
(3)(x+5y)(x-5y);
(4)(y+3z)(y-3z)。
觀察以上算式,你發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?運(yùn)算出結(jié)果,你又發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?再舉兩例驗證你的發(fā)現(xiàn)?
[生]上面四個算式都是多項式與多項式的乘法。
[生]上面四個算式每個因式都是兩項。
[生]除上面兩個同學(xué)說的以外,更重要的是:它們都是兩個數(shù)的和與差的積。例如:算式(1)是“x”與“2”這兩個數(shù)的和與差的積;算式(2)是“1”與“3a”這兩個數(shù)的和與差的積;算式(3)是“x”與“5y”的和與差的積;算式(4)是“y”與“3z”這兩個數(shù)的和與差的積。
[師]我們觀察出了算式的結(jié)構(gòu)特點。像這樣的多項式與多項式相乘,它們的結(jié)果如何呢?只要你肯動筆、動腦,相信你一定會探尋到答案。
[生]解:(1)(x+2)(x-2)=x2-2x+2x-4=x2-4;
(2)(1+3a)(1-3a)=1-3a+3a-9a2=1-9a2;
(3)(x+5y)(x-5y)=x2-5xy+5xy-25y2=x2-25y2;
(4)(y+3z)(y-3z)=y2-3yz+3zy-9z2=y2-9z2
(如有必要的話可以讓學(xué)生利用乘法分配律將多項式與多項式相乘轉(zhuǎn)化成單項式與多項式相乘,進(jìn)一步體會乘法分配律的重要作用以及轉(zhuǎn)化的思想。)
[生]從剛才這位同學(xué)的運(yùn)算,我發(fā)現(xiàn):
即兩個數(shù)的和與差的積等于這兩個數(shù)的平方差。這和我們前面的一個簡便運(yùn)算得出同樣的結(jié)果。
即:
[師]你還能舉兩個例子驗證你的發(fā)現(xiàn)嗎?
[生]可以。例如:
(1)101×99=(100+1)(100-1)=1002-100+100-12=1002-12=10000-1=9999;
(2)(-x+y)(-x-y)=(-x)(-x)+xy-xy-y2=(-x)2-y2=x2-y2。
即:
上面兩個例子,同樣可以驗證:兩個數(shù)的和與差的積,等于它們的平方差。
[師]為什么會有這樣的特點呢?
[生]因為利用多項式與多項式相乘的運(yùn)算法則展開后,中間兩項是同類項且系數(shù)互為相反數(shù),所以相加后為零。只剩下這個數(shù)的平方差。
[師]很好!你能用一般形式表示上述規(guī)律,并對規(guī)律進(jìn)行證明嗎?
[生]可以。上述規(guī)律用符號表示為:
(a+b)(a-b)=a2-b2
其中a,b可以表示任意的數(shù),也可以表示代表數(shù)的單項式、多項式。
利用多項式與多項式相乘的運(yùn)算法則可以對規(guī)律進(jìn)行證明,即:
(a+b)(a-b)=a2-ab+ab-b2=a2-b2
[師]同學(xué)們確實不簡單用符號表示和證明我們發(fā)現(xiàn)的規(guī)律簡捷明快。
你能給我們發(fā)現(xiàn)的規(guī)律(a+b)(a-b)=a2-b2起一個名字嗎?能形象直觀地反映出此規(guī)律的。
[生]我們可以把(a+b)(a-b)=a2-b2叫做平方差公式。
[師]大家同意嗎?
[生]同意。
[師]好了!這節(jié)課我們主要就是學(xué)習(xí)討論這個公式的。你能用語言描述這個公式嗎?
[生]可以。這個公式表示兩數(shù)和與差的積,等于它們的平方差。
[師]平方差公式是多項式乘法運(yùn)算中一個重要的公式。用它直接運(yùn)算會很簡單,但要注意必須符合公式的結(jié)構(gòu)特點才能利用它進(jìn)行運(yùn)算。
(三)體會平方差公式的應(yīng)用,感受平方差公式給多項式乘法運(yùn)算帶來的方便,進(jìn)一步熟悉平方差公式。
1.出示投影片
[例1](1)下列多項式乘法中,能用平方差公式計算的是( )
A.(x+1)(1+x)
B.(a+b)(b-a)
C.(-a+b)(a-b)
D.(x2-y)(x+y2)
E.(-a-b)(a-b)
F.(c2-d2)(d2+c2)
(2)利用平方差公式計算:
(5+6x)(5-6x);(x-2y)(x+2y);(-m+n)(-m-n)。
[生](1)中只有B、E、F能用平方差公式。因為B.(a+b)(b-a)利用加法交換律可得(a+b)(b-a)=(b+a)(b-a),表示b與a這兩個數(shù)的和與差的積,符合平方差公式的特點;E.(-a-b)(a-b),同樣可利用加法交換律得(-a-b)(a-b)=(-b-a)(-b+a),表示-b與a這兩個數(shù)和與差的積,也符合平方差公式的特點;F.(c2-d2)(d2+c2)利用加法和乘法交換律得(c2-d2)(d2+c2)=(c2+d2)(c2-d2),表示c2與d2這兩個數(shù)和與差的積,同樣符合平方差公式的特點。
[師]為什么A、C、D不能用平方差公式呢?
[生]A、C、D表示的不是兩個數(shù)的和與差的積的形式。
[師]下面我們就來做第(2)題,首先分析它們分別是哪兩個數(shù)和與差的積的形式。
[生](5+6x)(5-6x)是5與6x這兩個數(shù)的和與差的形式;(x-2y)(x+2y)是x與2y這兩個數(shù)的和與差的形式;(-m+n)(-m-n)是-m與n這兩個數(shù)的和與差的形式。
[師]很好!下面我們就來用平方差公式計算上面各式。
[生](5+6x)(5-6x)=52-(6x)2=25-36x2;
(x-2y)(x+2y)=x2-(2y)2=x2-4y2;
(-m+n)(-m-n)=(-m)2-n2=m2-n2
[師]這位同學(xué)的思路非常清楚。下面我們再來看一個例題。
2.出示投影片
[例2]利用平方差公式計算:
(1)(-x-y)(-x+y);
(2)(ab+8)(ab-8);
[師]同學(xué)們可先交流、討論,然后各小組派一代表到黑板上演示。然后再派一位同學(xué)講評。
[生]解:(1)(-x-y)(-x+y)——(-x)與y的和與差的積
=(-x)2-y2——利用平方差公式得(-x)與y的平方差
=x2-y2——運(yùn)算至最后結(jié)果
(2)(ab+8)(ab-8)——ab與8的和與差的積
=(ab)2-82——利用平方差公式得ab與8的平方差
=a2b2-64——運(yùn)算至最后結(jié)果
[生]剛才這位同學(xué)的運(yùn)算有條有理,有根有據(jù),我覺得利用平方差公式計算必須注意以下幾點:
(1)公式中的字母A、B可以表示數(shù),也可以是表示數(shù)的單項式、多項式即整式。
(2)要符合公式的結(jié)構(gòu)特征才能運(yùn)用平方差公式。
(3)有些多項式與多項式的乘法表面上不能應(yīng)用公式,但通過加法或乘法的交換律、結(jié)合律適當(dāng)變形實質(zhì)上能應(yīng)用公式。
[生]還需注意最后的結(jié)果必須最簡。
[師]同學(xué)們總結(jié)的很好!下面我們再來練習(xí)一組題。
3.投影片
計算:
(1)(a+2)(a-2);
(2)(3a+2b)(3a-2b);
(3)(-x+1)(-x-1);
(4)(-4k+3)(-4k-3)。
解:(1)(a+2)(a-2)=a2-22=a2-4;
(2)(3a+2b)(3a-2b)=(3a)2-(2b)2=9a2-4b2;
(3)(-x+1)(-x-1)=(-x)2-12=x2-1;
(4)(-4k+3)(-4k-3)=(-4k)2-32=16k2-9。
把下圖左框里的整式分別乘(a+b),所得的積寫在右框相應(yīng)的位置上。
解:(a+b)(a+b)=a(a+b)+b(a+b)=a2+ab+ab+b2=a2+2ab+b2;
(a-b)(a+b)=a2-b2;
(-a+b)(a+b)=(b+a)(b-a)=b2-a2;
(-a-b)(a+b)=-a(a+b)-b(a+b)=-a2-ab-ab-b2=-a2-2ab-b2
(教師在讓學(xué)生做練習(xí),可巡視練習(xí)的情況,對確實有困難的學(xué)生要給以指導(dǎo))
(四)課時小結(jié):
[師]同學(xué)們有何體會和收獲呢?
[生]今天我們學(xué)習(xí)了多項式乘法運(yùn)算中的一個重要公式——平方差公式即(a+b)(a-b)=a2-b2
[生]應(yīng)用這個公式要明白公式的特征:
1.左邊為兩個數(shù)的和與差的積;
2.右邊為兩個數(shù)的平方差。
[生]公式中的A、B可以是數(shù),也可以是代表數(shù)的整式。
[生]有些式子表面上不能用公式,但通過適當(dāng)變形實質(zhì)上能用公式。
[師]同學(xué)們總結(jié)得很好!還記得剛上課的一個問題嗎?計算992-1,現(xiàn)在想一想,能使它運(yùn)算更簡便嗎?
[生]可以。992-1可以看成99與1的平方差,從右往左用平方差公式可得:
992-1=992-12=(99+1)(99-1)=100×98=9800。
[師]我們發(fā)現(xiàn)平方差公式的應(yīng)用是很靈活的,只要你準(zhǔn)確地把握它的結(jié)構(gòu)特征,一定能使你的運(yùn)算簡捷明了。
【第二課時】
【教學(xué)目標(biāo)】
(一)教學(xué)知識點
1.了解平方差公式的幾何背景。
2.會用面積法推導(dǎo)平方差公式,并能運(yùn)用公式進(jìn)行簡單的運(yùn)算。
3.體會符號運(yùn)算對證明猜想的作用。
(二)能力訓(xùn)練要求
1.用符號運(yùn)算證明猜想,提高解決問題的能力。
2.培養(yǎng)學(xué)生觀察、歸納、概括等能力。
(三)情感與價值觀要求
1.在拼圖游戲中對平方差公式有一個直觀的幾何解釋,體驗學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的樂趣。
2.體驗符號運(yùn)算對猜想的作用,享受數(shù)學(xué)符號表示運(yùn)算規(guī)律的簡捷美。
【教學(xué)重點】
平方差公式的幾何解釋和廣泛的應(yīng)用。
【教學(xué)難點】
準(zhǔn)確地運(yùn)用平方差公式進(jìn)行簡單運(yùn)算,培養(yǎng)基本的運(yùn)算技能。
【教學(xué)方法】
啟發(fā)——探究相結(jié)合
【教學(xué)過程】
(一)創(chuàng)設(shè)問題情景,引入新課
[師]同學(xué)們,請把自己準(zhǔn)備好的正方形紙板拿出來,設(shè)它的邊長為a。這個正方形的面積是多少?
[生]a2
[師]請你用手中的剪刀從這個正方形紙板上,剪下一個邊長為b的小正方形(如圖6-5)。現(xiàn)在我們就有了一個新的圖形(如上圖陰影部分),你能表示出陰影部分的面積嗎?
圖6-5
[生]剪去一個邊長為b的小正方形,余下圖形的面積,即陰影部分的面積為(a2-b2)。
[師]你能用陰影部分的圖形拼成一個長方形嗎?同學(xué)們可在小組內(nèi)交流討論。(教師可巡視同學(xué)們拼圖的情況,了解同學(xué)們拼圖的想法。)
[生]老師,我們拼出來啦。
[師]講給大伙聽一聽。
[生]我是把剩下的圖形(即上圖陰影部分)先剪成兩個長方形(沿上圖虛線剪開),我們可以注意到,上面的大長方形寬是(a-b),長是a;下面的小長方形長是(a-b),寬是b。我們可以將兩個長方形拼成一個更大長方形,是由于大長方形的寬和小長方形的長都是(a-b),我們可以將這兩個邊重合,這樣就拼成了一個如圖6-6所示的圖形(陰影部分),它的長和寬分別為(a+b),(a-b),面積為(a+b)(a-b)。
圖6-6
[師]比較上面兩個圖形中陰影部分的面積,你發(fā)現(xiàn)了什么?
[生]這兩部分面積應(yīng)該是相等的,即(a+b)(a-b)=a2-b2。
[生]這恰好是我們上節(jié)課學(xué)過的平方差公式。
[生]我明白了。上一節(jié)課,我們用多項式與多項式相乘的法則驗證了平方差公式。今天,我們又通過拼圖游戲給出平方差公式的一個幾何解釋,太妙了。
[生]用拼圖來驗證平方差公式很直觀,一剪一拼,利用面積相等就可推證。
[師]由此我們對平方差公式有了更多的認(rèn)識。這節(jié)課我們來繼續(xù)學(xué)習(xí)平方差公式,也許你會發(fā)現(xiàn)它更“神奇”的作用。
(二)講授新課:
[師]出示投影片
1.想一想:
(1)計算下列各組算式,并觀察它們的特點
;;
(2)從以上的過程中,你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律?
(3)請你用字母表示這一規(guī)律,你能說明它的正確性嗎?
[生](1)中算式算出來的結(jié)果如下:
;;
[生]從上面的算式可以發(fā)現(xiàn),一個自然數(shù)的平方比它相鄰兩數(shù)的積大1。
[師]是不是大于1的所有自然數(shù)都有這個特點呢?
[生]我猜想是。我又找了幾個例子如:
;;
[師]你能用字母表示這一規(guī)律嗎?
[生]設(shè)這個自然數(shù)為a,與它相鄰的兩個自然數(shù)為a-1,a+1,則有(a+1)(a-1)=a2-1。
[生]這個結(jié)論是正確的,用平方差公式即可說明。
[生]可是,我有一個疑問,a必須是一個自然數(shù),還必須大于2嗎?(同學(xué)們驚訝,然后討論)
[生]a可以代表任意一個數(shù)。
[師]很好!同學(xué)們能大膽提出問題,又勇于解決問題,值得提倡。
[生]老師,我還有個問題,這個結(jié)論反映了數(shù)字之間的一種關(guān)系。在平時有什么用途呢?(陷入沉思)
[生]例如:計算29×31很麻煩,我們就可以轉(zhuǎn)化為(30-1)(30+1)=302-1=900-1=899。
[師]的確如此。我們在做一些數(shù)的運(yùn)算時,如果能一直有這樣“巧奪天工”的方法,太好了。
我們不妨再做幾個類似的練習(xí)。
2.做一做:
[例3]用平方差公式計算:
(1)103×97;(2)118×122
[師]我們可以發(fā)現(xiàn),直接運(yùn)算上面的算式很麻煩。但注意觀察就會發(fā)現(xiàn)新的奧妙。
[生]我發(fā)現(xiàn)了:103=100+3,97=100-3,因此103×97=(100+3)(100-3)=10000-9=9991。太簡便了!
[生]我觀察也發(fā)現(xiàn)了第(2)題的“奧妙”。
118=120-2,122=120+2;
118×122=(120-2)(120+2)=1202-4=14400-4=14396。
[生]遇到類似這樣的題,我們就不用筆算,口算就能得出。
[師]我們再來看一個例題
[例4]計算:
(1)a2(a+b)(a-b)+a2b2;
(2)(2x-5)(2x+5)-2x(2x-3)。
分析:上面兩個小題,是整式的混合運(yùn)算,平方差公式的應(yīng)用,能使運(yùn)算簡便;還需注意的是運(yùn)算順序以及結(jié)果一定要化簡。
解:(1)a2(a+b)(a-b)+a2b2
=a2(a2-b2)+a2b2
=a4-a2b2+a2b2
=a4
(2)(2x-5)(2x+5)-2x(2x-3)
=(2x)2-52-(4x2-6x)
=4x2-25-4x2+6x
=6x-25
注意:在(2)小題中,2x與2x-3的積算出來后,要放到括號里,因為它們是一個整體。
[例5]公式的逆用
(1)(x+y)2-(x-y)2;(2)252-242
分析:逆用平方差公式可以使運(yùn)算簡便。
解:(1)(x+y)2-(x-y)2
=[(x+y)+(x-y)][(x+y)-(x-y)]
=2x·2y
=4xy
(2)252-242
=(25+24)(25-24)
=49
(三)隨堂練習(xí):
1.計算:
(1)704×696
(2)(x+2y)(x-2y)+(x+1)(x-1)
(3)x(x-1)-(x-)(x+)
(可讓學(xué)生先在練習(xí)本上完成,教師巡視作業(yè)中的錯誤,或同桌互查互糾)
解:(1)704×696=(700+4)(700-4)=490000-16=489984
(2)(x+2y)(x-2y)+(x+1)(x-1)=(x2-4y2)+(x2-1)=x2-4y2+x2-1=2x2-4y2-1
(3)x(x-1)-(x-)(x+)=(x2-x)-[x2-()2]=x2-x-x2+=-x
2.補(bǔ)充練習(xí):
出示投影片
解方程:(2x+1)(2x-1)+3(x+2)(x-2)=(7x+1)(x-1)
(先由學(xué)生試著完成)
解:(2x+1)(2x-1)+3(x+2)(x-2)=(7x+1)(x-1)
(2x)2-1+3(x2-4)=7x2-6x-1
4x2-1+3x2-12=7x2-6x-1
6x=12
x=2
(四)課時小結(jié):
[師]同學(xué)們這節(jié)課一定有不少體會和收獲。
[生]我能用拼圖對平方差公式進(jìn)行幾何解釋。也就是說對平方差公式的理解又多了一個層面。
[生]平方差公式不僅在計算整式時,可以使運(yùn)算簡便,而且數(shù)的運(yùn)算如果也能恰當(dāng)?shù)赜昧似椒讲罟?,也非常神奇?br>[生]我覺得這節(jié)課我印象最深的是犯錯誤的地方。例如a(a+1)-(a+b)(a-b)一定要先算乘法,同時減號后面的積(a+b)(a-b),算出來一定先放在括號里,然后再去括號。就不容易犯錯誤了。
這是一份初中數(shù)學(xué)魯教版 (五四制)六年級下冊4 統(tǒng)計圖的選擇教案,共7頁。教案主要包含了教學(xué)目標(biāo),教學(xué)重點,教學(xué)難點,教學(xué)過程等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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