问题

x²+2x怎么变成x²+2x+1?

回答
要让 x² + 2x 变成 x² + 2x + 1,我们需要给它“加上 1”。

这听起来很简单,但背后有一个很重要的数学概念在起作用,叫做配方(Completing the Square)。虽然在这里我们只是简单地加上一个常数,但理解配方的思想能让你知道为什么是加 1,以及这有什么用。

咱们一步步来拆解:

第一步:观察目标

我们现有的是: x² + 2x
我们想要变成: x² + 2x + 1

很明显,它们之间就差一个“+ 1”。

第二步:为什么是加 1?

这里涉及到我们初中时学过的一个非常基础但非常强大的乘法公式:

(a + b)² = a² + 2ab + b²

把它展开来看,它实际上是把一个“二项式”(比如 a+b)乘以它自己,然后得到的“三项式”(a² + 2ab + b²)。

现在,我们把我们的 x² + 2x 和这个公式对应一下:

x² 对应公式里的 a²。这说明我们的“a”就是“x”。
2x 对应公式里的 2ab。

既然我们已经知道 a = x,那么 2ab 就变成了 2 x b。

我们对比一下:
我们有的: 2x
公式里需要的: 2xb

那么,为了让 2xb 等于 2x,b 必须等于多少呢?

2xb = 2x
把两边都除以 2x(假设 x 不等于 0):
b = 1

所以,我们发现,如果 b = 1,那么公式 (a + b)² 就变成了 (x + 1)²。
把它展开,就是:
(x + 1)² = x² + 2x1 + 1²
(x + 1)² = x² + 2x + 1

你看,这不就是我们想要变成的目标吗?

所以,x² + 2x + 1 正是 (x + 1)² 的展开式。

回到我们的问题:如何从 x² + 2x 得到 x² + 2x + 1?

我们只需要意识到,x² + 2x 是一个不完整的平方展开式。它缺少了平方展开式最后一个项——那个常数项。

根据 (a + b)² = a² + 2ab + b² 这个公式,当我们看到一个形如 x² + 2ax 的表达式时,要把它配成一个完整的平方,我们需要加上 (a)²。

在我们的例子里,表达式是 x² + 2x。
这里的“2”正好是公式里的“2”。
所以,我们只需要把 x² + 2x 中的“x”前面的系数“2”除以 2,得到 1,然后将这个“1”平方,得到 1² = 1。

所以,我们给 x² + 2x “加上 1”,就完成了配方:

x² + 2x + 1

这样,这个表达式就变成了一个完整的平方形式:

(x + 1)²

总结一下:

x² + 2x 变成 x² + 2x + 1,就是通过在表达式的末尾加上一个常数 1。这个常数 1 的作用是补全一个平方公式 (x+1)² 的展开形式。我们是通过观察 x² + 2x 中 x 的系数 2,然后用这个系数的一半(即 1)的平方(即 1²=1)来完成这个“补齐”的过程。

这样做有什么好处呢?一旦表达式变成了一个完整的平方,比如 (x+1)²,它的形式就更简洁,在处理方程、不等式或者进行函数图像分析时,会更加方便和直观。

网友意见

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要知道后式是(x+1)²的展开式

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