人民教育出版社
数学活动
活动1 月历中的奥秘(续)
如图1是某月的月历.
(1)选择其中所示的蓝色方框部分,将每个蓝色方框部分中4个位置上的数交叉相乘,再相减,能得出什么结论?请再选择几个类似的部分试一试,看一看是否符合这个规律.
(2)换一个月的月历试一试,是否有同样的规律?
(3)请利用整式的运算对以上的规律加以证明.
(4)你还能发现其他规律吗?

活动2 和为定值的两数积的规律
(1)计算下列两个数的积(每组中两个数的和为定值),你能发现结果有什么规律吗?
① $30×30$,$35×25$,$43×17$,$52×8$;
② $50×50$,$53×47$,$74×26$,$91×9$.
(2)你能用本章所学知识解释你发现的规律吗?
(3)利用你发现的规律解决下面的问题:
用10 m长的绳子围成一个长方形,长方形的最大面积是多少?此时长方形的两条邻边长有什么关系?你能得出更一般的结论吗?
答案:解:
活动1
(1)计算给出的两个蓝色方框:
第一个方框的数为6、7、13、14:$6×14=84$,$7×13=91$,$91-84=7$;
第二个方框的数为16、17、23、24:$16×24=384$,$17×23=391$,$391-384=7$。
结论:2×2蓝色方框中4个数交叉相乘再相减,结果恒为7。
举例验证:选取方框数1、2、8、9,$2×8-1×9=16-9=7$;选取方框数21、22、28、29,$22×28-21×29=616-609=7$,均符合该规律。
(2)更换任意一个月的月历,选取任意2×2的相邻四个数验证,交叉相乘再相减的结果仍为7,存在同样的规律。
(3)证明:设2×2方框左上角的数为$n$,则右上角的数为$n+1$,左下角的数为$n+7$,右下角的数为$n+8$。
计算交叉乘积的差:
$\begin{aligned}(n+1)(n+7)-n(n+8)&=n^2+7n+n+7-n^2-8n\\&=7\end{aligned}$
因此该运算的结果恒为7,规律成立。
(4)其他规律:2×2方框中,对角两个数的和相等,即$n+(n+8)=(n+1)+(n+7)=2n+8$。
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活动2
(1)计算各组乘积:
① $30×30=900$,$35×25=875$,$43×17=731$,$52×8=416$;
② $50×50=2500$,$53×47=2491$,$74×26=1924$,$91×9=819$。
规律:两个数的和为定值时,两数的差越小,乘积越大;当两数相等时,乘积取得最大值。
(2)利用平方差公式解释:设两个数的和为定值$2a$,两数的差为$2b$,则两个数可表示为$a+b$和$a-b$,两数的乘积为:
$(a+b)(a-b)=a^2-b^2$
由于$a$为定值,因此$b$越小,乘积$a^2-b^2$越大;当$b=0$时,两数都等于$a$,差为0,此时乘积取得最大值$a^2$。
(3)10m长的绳子围成长方形,长方形的长与宽的和为$10÷2=5\ \mathrm{m}$,为定值。
根据上述规律,当长和宽相等,即长=宽=2.5m时,面积最大,最大面积为$2.5×2.5=6.25\ \mathrm{m}^2$。
此时长方形的两条邻边长度相等,图形为正方形。
一般结论:周长固定的长方形,当它为正方形时,面积取得最大值。
答:长方形的最大面积是$6.25\ \mathrm{m}^2$,此时两条邻边长度相等,周长固定的长方形中正方形的面积最大。