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数学“消消乐”!平方差公式保姆级教程:让(a+b)(a-b)不再难倒你:典型例题精讲

适用年级

五年级

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最近更新

2025-12-20

平方差公式解题指南:零基础小白也能懂的“消消乐”魔法

💡 阿星起步:平方差公式代数 的底层逻辑

想象一下,你请两位朋友\(a\)和\(b\)来家里做客,然后又要送他们走。来的时候是“相加”(\(a+b\)),走的时候是“相减”(\(a-b\))。这“迎”和“送”两件事合起来算(相乘),结果会怎样?

这就是平方差公式: \((a+b)(a-b) = a^2 - b^2\)。

它的本质,就是一次“全员握手配对再整理”的过程:

  1. 逐项相乘(握手): 第一个括号里的 \(a\) 和 \(b\),要分别去和第二个括号里的 \(a\) 和 \(-b\) “握手配对”。
    • \(a \times a = a^2\) (正派老大和正派老大握手,能量很强)
    • \(a \times (-b) = -ab\) (正派老大和反派小弟握手,产生负能量)
    • \(b \times a = +ab\) (正派小弟和正派老大握手,产生正能量)
    • \(b \times (-b) = -b^2\) (正派小弟和反派小弟握手,负能量平方)
  2. 合并同类项(抵消整理): 看!\(-ab\) 和 \(+ab\) 这对“双胞胎”,一正一负,能量完全相反,一见面就同归于尽,互相抵消了
  3. 最终结果: 最后剩下的,就只有“老大平方” \(a^2\) 和 “小弟平方” \(b^2\)(注意小弟前面带着负号)。所以结果是 \(a^2 - b^2\)。

我们学这个公式,就是为了跳过中间的“握手”和“抵消”步骤,一眼看穿这种特殊乘法的最终结果,计算又快又准!

🔥 三级跳挑战:从入门到大神

【入门例题】直接应用公式:计算 \((x+2)(x-2)\)。

🌱

阿星拆解:

第一步:找“老大a”和“小弟b”。 记住格式是(某数+某数)(某数-某数)。
✅ 两个括号里相同的部分是 \(x\),所以老大 \(a = x\)
✅ 两个括号里不同的部分是 \(+2\) 和 \(-2\),所以小弟 \(b = 2\)(只看数值,符号在公式里管)。

第二步:套用“消消乐”魔法公式。
公式:\((a+b)(a-b) = a^2 - b^2\)
代入:把 \(a = x\), \(b = 2\) 放进去。
✅ 得到:\((x)^2 - (2)^2\)

第三步:算出结果。
✅ \((x)^2 = x^2\)
✅ \((2)^2 = 4\)
✅ 所以最终结果是:\(x^2 - 4\)

你看,如果我们不背公式,用老方法“握手配对”:\((x+2)(x-2) = x\cdot x + x\cdot(-2) + 2\cdot x + 2\cdot(-2) = x^2 -2x +2x -4\),中间 \(-2x\) 和 \(+2x\) 果然抵消了,最后还得 \(x^2 -4\)。公式就是快!

【进阶例题】小心符号!计算 \(( -3 + mn )( -3 - mn )\)。

⚠️

阿星敲黑板:

陷阱预警! 这题第一个括号里是 \(-3 + mn\),和我们习惯的 \(a+b\) 顺序不一样!直接找 \(a\) 和 \(b\) 容易晕。

化解大法:变身术! 公式要求是 \((a+b)(a-b)\)。我们利用加法交换律,把第一个括号里的顺序调换一下,这不影响结果:
✅ \((-3 + mn)\) 可以写成 \((mn - 3)\)。

现在题目就变成了:\((mn - 3)(-3 - mn)\)。啊,好像还不是标准形式,第二个括号是 \(-3 - mn\),也不是 \(a-b\) 啊?别急,我们再把第二个括号提取一个负号试试:
✅ \((-3 - mn) = -(3 + mn)\)

现在原式 = \((mn - 3) \times [-(3 + mn)] = -(mn - 3)(3 + mn)\)。

终极变身: 我们发现 \((mn - 3)\) 和 \((3 + mn)\) 还是不一样。但 \((mn - 3) = -(3 - mn)\) 呀!
✅ 所以,原式 = \(-[-(3 - mn)](3 + mn) = (3 - mn)(3 + mn)\)。

呼…终于变成标准格式 \((3 + mn)(3 - mn)\) 了! 现在一眼就能看出:
✅ 老大 \(a = 3\)
✅ 小弟 \(b = mn\)(把 \(mn\) 看成一个整体)
✅ 代入公式:\(a^2 - b^2 = (3)^2 - (mn)^2 = 9 - m^2n^2\)

避坑总结:一定要先把它变成严格的 \((a+b)(a-b)\) 形式,其中 \(a\) 符号相同,\(b\) 符号相反。如果顺序不对,就用交换律或提取负号来调整。

【拔高例题】公式中的 \(a\) 和 \(b\) 可以是式子:计算 \((2x + 3y)(2x - 3y)\)。

🚀

思维迁移:

虽然看起来复杂了(\(2x\), \(3y\)),但“全员握手再抵消”的原型根本没变

第一步:识别整体。 别被数字和字母吓到。我们把 \(2x\) 整个看成“老大团队A”,把 \(3y\) 整个看成“小弟团队B”
✅ 即:\(a = 2x\), \(b = 3y\)。

第二步:放心代入公式。 公式 \((a+b)(a-b) = a^2 - b^2\) 对任何 \(a, b\) 都成立!
✅ 代入:\((2x + 3y)(2x - 3y) = (2x)^2 - (3y)^2\)

第三步:分别计算平方。
✅ \((2x)^2 = 2^2 \times x^2 = 4x^2\) (系数和字母都要平方!)
✅ \((3y)^2 = 3^2 \times y^2 = 9y^2\)
✅ 所以最终结果是:\(4x^2 - 9y^2\)

我们可以验证一下“握手配对”过程:
\(2x \cdot 2x = 4x^2\)
\(2x \cdot (-3y) = -6xy\)
\(3y \cdot 2x = +6xy\)
\(3y \cdot (-3y) = -9y^2\)
看,中间项 \(-6xy\) 和 \(+6xy\) 又完美抵消了!剩下 \(4x^2 - 9y^2\)。公式就是我们的“消消乐”外挂。

📝 阿星必背口诀:
“前同后反,握手配对,中间抵消,平方相减。”
(“前同”:两个括号的前一项要完全相同;“后反”:两个括号的后一项要互为相反数。)

🚀 举一反三:变式挑战

变式一:模仿练习

计算 \((m + 5)(m - 5)\)。

变式二:逆向思维

已知 \(a^2 - b^2 = 16\), 且 \(a + b = 4\), 你能快速求出 \(a - b\) 的值吗?(提示:想想公式倒过来怎么写)

变式三:综合挑战

计算 \((0.5p + \frac{2}{3}q)(0.5p - \frac{2}{3}q)\)。


解析与答案

【详尽解析】

变式一答案: \(m^2 - 25\)。
解析: 直接应用公式,\(a=m, b=5\), 得 \(m^2 - 5^2 = m^2 - 25\)。

变式二答案: \(4\)。
解析: 平方差公式逆用:\(a^2 - b^2 = (a+b)(a-b)\)。 所以 \(16 = 4 \times (a-b)\), 因此 \(a-b = 16 \div 4 = 4\)。

变式三答案: \(\frac{1}{4}p^2 - \frac{4}{9}q^2\)。
解析: 把 \(0.5p\) 和 \(\frac{2}{3}q\) 分别看作整体 \(a\) 和 \(b\)。 \((0.5p)^2 = (0.5)^2 \cdot p^2 = 0.25p^2 = \frac{1}{4}p^2\)。 \((\frac{2}{3}q)^2 = (\frac{2}{3})^2 \cdot q^2 = \frac{4}{9}q^2\)。 两者相减即可。

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