解:
方法一:整体代入完全平方公式
将$a+b$看作一个整体,
根据完全平方公式$(x+y)^2=x^2+2xy+y^2$展开:
$\begin {aligned}(a+b+c)^2&=[(a+b)+c]^2\\&=(a+b)^2+2(a+b)c+c^2\\&=a^2+2ab+b^2+2ac+2bc+c^2\\&=a^2+b^2+c^2+2ab+2ac+2bc\end {aligned}$
方法二:多项式乘法展开
根据多项式乘多项式的运算法则直接展开:
$\begin {aligned}(a+b+c)^2&=(a+b+c)(a+b+c)\\&=a(a+b+c)+b(a+b+c)+c(a+b+c)\\&=a^2+ab+ac+ab+b^2+bc+ac+bc+c^2\\&=a^2+b^2+c^2+2ab+2ac+2bc\end {aligned}$
方法三:几何面积法(直观推导)
构造边长为$a+b+c$的正方形,将其分割为边长为$a$、$b$、$c$的3
个小正方形,以及长和宽分别为$a$与$b$、$a$与$c$、$b$与$c$的6个长方形。
正方形总面积为$(a+b+c)^2$,同时总面积等于各部分面积之和:
$(a+b+c)^2=a^2+b^2+c^2+ab+ac+ab+bc+ac+bc=a^2+b^2+c^2+2ab+2ac+2bc$