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数学公式

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结果

二项式的平方
25
展开结果
9
2ab 中间项 12
4

什么是二项式的平方?

二项式是含有两项的代数式,例如 a + b。所谓“平方”,就是把这个式子与自身相乘:\((a + b)^2\)。最常见的两个完全平方公式(在中国数学教材中称为“完全平方公式”)是 $$\left(a + b\right)^2 = a^2 + 2ab + b^2$$ 和 $$\left(a - b\right)^2 = a^2 - 2ab + b^2$$ 本计算器可对这两种形式进行数值展开,并逐项列出每个部分,方便你一步步核对自己的演算过程。

正方形分成四个区域,分别表示 a²、两个 ab 矩形和 b²
\((a+b)^2\) 的几何意义:一个大正方形分成 \(a^2\)、两个 \(ab\) 矩形和 \(b^2\)。

如何使用本计算器

先填入第一项 a 的数值,选择二项式中间用加号还是减号,再填入第二项 b。计算器会给出展开后的总值,以及三个组成部分:\(a^2\)、中间项 \(2ab\)(和的情形为正,差的情形为负)以及 \(b^2\)。小数和负数均完全支持。

公式推导

利用乘法分配律(也就是常说的 FOIL 法则)把 \((a + b)(a + b)\) 展开,可得 $$a\cdot a + a\cdot b + b\cdot a + b\cdot b = a^2 + 2ab + b^2$$ 其中交叉项 \(ab\) 与 \(ba\) 合并成 \(2ab\)。对于差的情形,中间项的符号会反过来,因为 \((a - b)(a - b)\) 会产生 \(-ab - ba = -2ab\),从而得到 \(a^2 - 2ab + b^2\)。注意:首项和末项始终是正的平方数。

三个彩色项 a²+2ab+b²,表示二项式平方的展开
展开式的每一项对应其来源:\(a^2\)、中间的 \(2ab\) 项和 \(b^2\)。

例题演示

展开 \((3 + 2)^2\)。此处 \(a = 3\),\(b = 2\)。计算 \(a^2 = 9\),中间项 \(2ab = 2 \times 3 \times 2 = 12\),\(b^2 = 4\)。三者相加得 $$9 + 12 + 4 = 25$$ —— 正好等于 \((3 + 2)^2 = 5^2 = 25\)。再看 \((5 - 3)^2\):\(a^2 = 25\),\(-2ab = -30\),\(b^2 = 9\),于是 $$25 - 30 + 9 = 4 = 2^2$$

常见问题

支持负数吗? 支持。\(a\) 或 \(b\) 都可以填入负数,公式依然成立。

为什么中间项有时是负的? 因为 \((a - b)^2\) 会得到 \(-2ab\)。当你选择“减号”运算时,中间项的符号就会变成负。

可以输入小数吗? 可以,两项都接受任意小数。

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