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立方和公式推导过程

2026-01-03 00:02:42

立方和公式推导过程】在数学中,立方和公式是一个重要的代数公式,用于计算两个数的立方之和。其标准形式为:

$$ a^3 + b^3 = (a + b)(a^2 - ab + b^2) $$

该公式在因式分解、多项式运算以及几何问题中都有广泛应用。以下将通过代数推导的方式,逐步展示立方和公式的推导过程,并以表格形式进行总结。

一、基本概念

立方和是指两个数分别取立方后相加的结果,即 $ a^3 + b^3 $。

要将其进行因式分解,需要找到一个合适的因式组合,使得乘积等于原式。

二、推导过程

1. 观察与假设

假设存在一个因式分解形式:

$$ a^3 + b^3 = (a + b)(\text{某个二次多项式}) $$

我们的目标是找出这个“某个二次多项式”。

2. 展开右边表达式

展开右边的乘法:

$$ (a + b)(a^2 - ab + b^2) $$

使用分配律进行乘法运算:

$$

= a(a^2 - ab + b^2) + b(a^2 - ab + b^2)

$$

$$

= a^3 - a^2b + ab^2 + a^2b - ab^2 + b^3

$$

3. 合并同类项

在上述结果中,$-a^2b + a^2b = 0$,$ab^2 - ab^2 = 0$,因此剩下:

$$

a^3 + b^3

$$

4. 验证等式成立

由此可知:

$$

a^3 + b^3 = (a + b)(a^2 - ab + b^2)

$$

三、总结表格

步骤 内容说明
1 立方和公式定义:$ a^3 + b^3 $
2 假设因式分解形式:$ (a + b)(\text{二次多项式}) $
3 展开右侧乘法:$ (a + b)(a^2 - ab + b^2) $
4 通过分配律展开并合并同类项,得到 $ a^3 + b^3 $
5 验证等式成立,得出最终公式:$ a^3 + b^3 = (a + b)(a^2 - ab + b^2) $

四、结论

立方和公式的推导过程体现了代数中的因式分解思想,通过对多项式结构的分析和展开,可以清晰地看到其成立的逻辑基础。该公式不仅有助于简化复杂的代数表达式,也为后续的数学学习提供了重要工具。

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