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$(a + d)(b + c)$
$ab + ac + bd + cd$
$(a + d)(b + c) = ab + ac + bd + cd$
​$ (a + d)(2b + c)$​
​$ac+2ab+2bd+cd$​
​$ (a + d)(2b + c) = ac+2ab+2bd+cd$​
解:​$(3)$​包含图​$②$​和图​$③$​共有​$7$​种拼法,
每种长方形相邻两边长分别是
​$①a+d,$​​$b+c;$​​$②a+d,$​​$2b+c;$​​$③a+d,$​​$b+2c;$​​$④a+d,$​​$2b+2c;$​
​$⑤a+ 2d,$​​$b+c;$​​$⑥2a+d,$​​$b+c;$​​$⑦2a+2d,$​​$b+c$​
【分析】
首先,明确每种卡片的面积:A型面积为$ab$,B型为$ac$,C型为$cd$,D型为$bd$。
对于(1),拼长方形需将卡片边对齐拼接,使图形长和宽规整。先考虑每种卡片各取1张,面积和因式分解为$(a+d)(b+c)$,可拼出对应长方形;再考虑取2张A型、2张B型加1张C型、1张D型,面积和因式分解为$(2a+d)(b+c)$,也可拼出对应长方形。
对于(2),大长方形面积有两种表示:长×宽,或各卡片面积和,两者相等可得等式。
对于(3),枚举每种卡片至少1张的不同取法,通过面积和因式分解,得到不同长和宽的组合,确定长方形种类。
【解析】
(1) 示意图说明:
图②:用1张A型、1张B型、1张C型、1张D型卡片拼接,拼成的长方形长为$a+d$,宽为$b+c$,拼接时使对应边长对齐,保证无缝隙无重合。
图③:用2张A型、2张B型、1张C型、1张D型卡片拼接,拼成的长方形长为$2a+d$,宽为$b+c$,将同类型卡片先拼接,再与其他卡片组合对齐。
(2) 图②中:
长方形面积用长×宽表示为$\boldsymbol{(a + d)(b + c)}$;
用各卡片面积和表示为$\boldsymbol{ab + ac + bd + cd}$;
由此得等式:$\boldsymbol{(a + d)(b + c) = ab + ac + bd + cd}$。
图③中:
长方形面积用长×宽表示为$\boldsymbol{(2a + d)(b + c)}$;
用各卡片面积和表示为$\boldsymbol{2ab + 2ac + bd + cd}$;
由此得等式:$\boldsymbol{(2a + d)(b + c) = 2ab + 2ac + bd + cd}$。
(3) 枚举其他符合条件的取法:
取1张A型、1张B型、1张C型、2张D型,面积和为$ab+ac+2cd+2bd=(a+2d)(b+c)$,可拼出长$a+2d$、宽$b+c$的长方形;
取2张A型、1张B型、1张C型、1张D型,面积和为$2ab+ac+cd+bd=(a+d)(2b+c)$,可拼出长$a+d$、宽$2b+c$的长方形;
取1张A型、2张B型、1张C型、1张D型,面积和为$ab+2ac+cd+bd=(a+d)(b+2c)$,可拼出长$a+d$、宽$b+2c$的长方形;
取2张A型、2张B型、2张C型、2张D型,面积和为$2ab+2ac+2cd+2bd=(2a+2d)(b+c)$,可拼出长$2a+2d$、宽$b+c$的长方形;
综上,共4种不同长方形。
【答案】
(1) 图②:长为$(a + d)$、宽为$(b + c)$的长方形(由1张A、1张B、1张C、1张D拼成);图③:长为$(2a + d)$、宽为$(b + c)$的长方形(由2张A、2张B、1张C、1张D拼成);(示意图按描述绘制)
(2) 图②:$\boldsymbol{(a + d)(b + c)}$;$\boldsymbol{ab + ac + bd + cd}$;$\boldsymbol{(a + d)(b + c) = ab + ac + bd + cd}$
图③:$\boldsymbol{(2a + d)(b + c)}$;$\boldsymbol{2ab + 2ac + bd + cd}$;$\boldsymbol{(2a + d)(b + c) = 2ab + 2ac + bd + cd}$
(3) 4种,分别是长为$a+2d$宽为$b+c$、长为$a+d$宽为$2b+c$、长为$a+d$宽为$b+2c$、长为$2a+2d$宽为$b+c$的长方形。
【知识点】
1. 长方形面积计算
2. 因式分解的应用
3. 图形拼接问题
【点评】
本题将代数因式分解与几何面积计算结合,考查长方形面积公式的灵活运用及数形结合思维,需全面考虑卡片取法,避免遗漏。
【难度系数】
0.7