两数N次方差的一般计算公式
在数学的学习中,有时候会碰到求两数的平方差的题目,在六年级的奥数学习中,通过面积和体积的计算公式,发现了相邻两数二次方和三次方的计算规律,后来我把它推演到不相邻两个数的N次方,发现同样有效。就如同二次方差用于计算面积差,三次方的差用于计算体积差一样,也许N次方的差在将来用于计算N维度的差。
推导过程:
一、 由二次方看
首先,我们知道两个数的二次方的计算方法
已知一个数A的平方,求这个数相邻数的平方。
解答:如图,一个数A的平方如图中有色部分,即A^2;这个数的相邻数的平方可以看图中的白色方框包含的部分和绿色边框包含的部分,他们分别是:
5^2-4^2=5^(2-1)+4^(2-1)=5+4=9
几何上可以理解为:图中白色框的一边5与另一边4相加
4^2-3^2=4^(2-1)+3^(2-1)=4+3=7
几何上可以理解为:图中绿色框的一边3与另一边4的相加
所以对于相邻两数的二次方的差计算的一般公式如下:
(A+1)^2-A^2=(A+1)^(2-1)*A^(2-2)+(A+1)^(2-2)*A^(2-1)
对于最外边白色框与里边绿色框的平方差,可通过图形看到
(A+1)^2-(A-1)^2=(A+1)^(2-1)* (A-1)^(2-2)*2+(A+1)^(2-2)*(A-1)^(2-1)*2
=[(A+1)^(2-1)* (A-1)^(2-2)+(A+1)^(2-2)*(A-1)^(2-1)]*2
几何上理解为: 长方向的A+1与[(A+1)-(A-1)]=2的面积、宽方向上A-1与[(A+1)-(A-1)]=2的面积,两块面积的和。
同理,推广到两个不相邻数P与Q的平方差,可表示为:
P^2-Q^2=[P^(2-1)*Q^(2-2)+P^(2-2)*Q^(2-1)]*(P-Q)
二、再看三次方的情况
我们看相邻两个数的三次方的差的计算方法: