圖解一般常見之乘法公式(二項展開式)
及其運用-----開方法
國科會 補助研究計劃
中華技術學院 主持人 : 秘書室 楊禮義老師
協同主持人: 饒文娟老師
壹、 巴斯卡(Pascal)三角形(楊輝三角形)
1 1
1 2 1
1 3 3 1
1 4 6 4 1
(a+b)222 332 23 =a+2ab+b(a+b)=a+3ab+3ab+b
2 322=a+b(2a+b)=a+b(3a+3ab+b)
33322 例如:15=(10+5)=10+5(3×10+3×10×5+5)
=1000+2375=3375
貳、
3 2 邊長(a+b)之立方體乃為一個邊長為a之立方體 a , 三個長方體ab , 三個長方
23 體 ab ,以及一個邊長為b之立方體 b所組成
3 b
32a 3ab 2 3a b
1
b a a a b b
2 b b
ab b
a 2a a
ab
222332 23 (a+b)=a+2ab+b (a+b)=a+3ab+3ab+b
22233223(a+b)=a+2ab+b =20+3×20×5+3×20×5+5 25 2 =a+b(2a+b) =8000+6000+1500+125 222218=(10+8)=10+2×10×8+8 =15625
=100+8(2×10+8)
=100+224=324
=100+224=324 3參、若有個數學題: x=8100 求解x=? 2 或化學題:由CaF之Ksp(溶解度積)求溶解度 -311 由4X=1.7×10求解x=? 相信絕大多數人都會求助於計算器來處理,可是在沒有計算器之前, 人們是如何求解呢?其實只要利用國中之乘法公式之逆運算即可順利 完成,茲介紹開方法如下。
2
開方法
開平方
,若要將324開平方即是利用二次方乘法公式的逆運算,先判知324之平方根
22是二位數,依序求出其方根中之十位數『1』(10=100,即是a),再由剩餘的224,經由 b(2a+b)之關係,試除可得到個位數『8』,8(2×10+8)=224,結果得到平方根是18。
開立方
,同理若求15625之立方根,先判知15625之立方根是二位數,也是先求出其
332立方根中之十位數『2』(20=8000,即是a),再由剩餘的7625,經由b(3a
222+3ab+b)之關係,由3a=3×20=1200,試除7625,可得到個位數『5』,得到立方根是25。
肆、兩數和差問題
22 b b b
a
a-b
a b a
a22-b=(a+b)(a-b)
a
3
b
b
a
a
22例如: 112×88=(100+12)×(100-12)=100-12=10000-144=9856
伍、結論:
3藉由(a+b)之立體模型製作展示,每一個人均可輕易地了解數
222學上二項式展開如:(a+b), a-b=(a+b)(a-b),以及(a+b)3等的幾何意義。
更重要的是不用一味地依賴計算器(五、六十年前根本沒有計算器),
可以藉由立體模型及講解,很容易地學會課業及生活上經常需要處理
的開平方(求解平方根)、開立方(求解立方根)。真正地達到學以致
用的樂趣,筆者也製作(a+b)3的精美立體模型如同樂高(lego)玩具,除了可作為學校外,既可提高教學成效,也可以組成各
式各樣的造型,,兼做益智遊戲及多重組合的家庭擺飾品。 參考資料:
科學月刊 Vol.374, p148 2001年 2月
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