整式

  在小学的时候我们已经学习了方程,是包含有代数的等式,是我们最初接触代数的学习,也是这单元的基础。首先举个例子:3x=9,3x。3x=9是一个方程等式,而3x是代数式,两者有不同,3x是一个整体,并且没有结果,而3x=9有结果,并且可以求出x的值。那么代数式只有这些吗?先看一些例于:①:10t,p/2,mn,a的平方,-0.2n;②v-2,x+y+z,1/2ab-πr的方,x的方+2x+1;③1/x,a/b的方十1,b/a-d/c。问题有了!这么多代数式都叫代数式一个名字吗?我们可以分类吗?经过观察我们可以发现前面第一组第二组和第三组是有不同的,在第三组中这些数都是分数,但它们的分母都是一个字母。而如果把一组和二组都化为分数,根据我们之前学的一个整数(整体)(x)可以化为x/1。会发现它们的分母都为1,所以第一组和第二组与第三组是不一样的,因为第一组和第二组的整体分母为1,第三组整体的分母为字母。这时分完类之后,我们就要给他们命名:第一和第二组我们称为整式,也就是分母为数字的代数式。而第三组中分母为字母的称之为分式。这样我们就给它们完成了第一阶段的分类。接下来我们可不可以把第一和第二组再继续分类?先找共同点和不同点,可以发现第一组都是一些整体,乘除的式子,而第二组则是一些有加减的式子。也可以把第二组中的式子看做好多个第一组中的整体进行运算。所以我们可以把第一组中的式子视为一个整体,而第二组则是多个整体进行加减运算。这时我们就又可以给它们命名了。因为分类标准是加减乘除运算,单项式中的都是乘除运算,而多项式加入了加减运算,所以我们可以根据这个来分类,所以第一组中数字与字母的乘积叫“单项式”,而第二组中的式子叫作“多项式”。多项式就是由多个单项式组成的式子。

  但分类还可以继续,再看一些式子:100t,0.8p,mn,a²h,-n,x。找它们的不同点,最明显的可能就是100t和0.8p中有数字,而其他没有,先根据这个规律分类。举个例子,x,我们可以看作1乘x,那么其他式子也可以这样理解吗?mn=1乘mn。a²h=1乘a²h。但l00t和0.8p可以看作是乘1吗?我们那样理解式子是日因为本身那个式子是一个没有数的代数式,所以看为1乘mn,但是100t本来就有数,所以可以看作为100乘t。代数前面的数,也就是一个单项式乘的数字都叫作“系数”,每一个单项式都有一个系数,但多项式没有,因为多项式有多个整体,多个系数,没有一个固定的。再看一下这些式子,还可不可以再换一个分类标准分类?在上一单元学习有理数时我们学习了乘方,这时我们就可以用乘方来进行分类,如m也可以看作为m¹,因为m只有一个m,也就是1乘m,所以就是m的一次方。而一个单项式中如果有多个未知数,那么我们就可以把它们相加,作为整个单项式的次数,因为数学家这样规定。(但这时我有个问题,为什么多项式的次数是其中的单项式次数相加的结果,而系数不行呢?)接上面的,举个例子:mn,它的次数为多少?按刚才说的话,这个式子可以写作m¹n¹,所以次数相加,这个单项式的次数就是2,系数为1。再看一个例子:8a²n,首先a自带了一个次数,而n的次数还是1,2与1相加为3。现在遇到的问题就是8这个数字有次数吗?理论上来说是有的,但是在单项式中数字的次数是不表示出来的,因为在前面我们已经知道单项式中的数字是单项式的系数,所以我们只需要把未知数的次数相加就可以。

  一个多项式中的字母个数,数字个数和次数是有叫法的。当一个多项数中有两个单项式时,它是一个二项的多项式,以此类推,一个多项式中有几个单项式就为几项。而次数则是,多项式中的单项式哪个次数大,那个多项式的次数就为多少。举例:x²+2x+18,x²的次数为2,2x次数为1,18的次数为0。x²次数比较大,所以这个多项式的次数为2,而其中有3个单项式,所以它是一个三项二次项的式子。

  接下来是单项式和多项式的四则运算。先看一个例子:3f+2f-7f。可以发现每个单项式中都有字母f,而这样我们可以进行化简,因为如果把式子拆开,看作3乘f加2乘f加7乘f,根据乘法结合律,可以看作(3+2+7)f,这样就可以看作把f提出来了,而前面的系数进行运算。这样可以合并的项叫做“同类项”。那到底什么是同类项呢?就是单项式中字母相同且字母次数相同,这样的多项式就可以化简,加减都是这样。但是如果一个式子中有括号时,就需要去括号才可以进行化简。如果括号前面是减号的话去括号需要变号,但要是前面是加号或者括号在式子最前面就不用变号。举个例子:(2a-8)-(1/2a-1),根据刚才所说的,式子刚开始的括号去掉不用变号,而后面括号前面是减号,所以这个括号去掉要变号,去掉括号后这个式子就变成了2a-8-1/2a+1,再继续化简,就变成了1½a-7。而为什么要变号呢?就按照这个式子来理解,就是去掉括号代表的是减了一个1/2a,又加了一个1,就相当于是只减了个1/2a-1的差。而整式的乘除虽然我们还没有学,但是我们探索了一下,根据之前学习的知识,我们先对于可能会遇到的类型做了一个简单的分类。我们把整式分成了单项式和多项式,所以整式的乘除运算就是单项式和单项式,单项式和多项式,多项式和多项式的运算。1/2a²×2a³=a⁵,可以先看前面的系数,1/2和2相乘为1,就被消掉了。而a²×a³,就是a×a×a×a×a,也就是a⁵。(a+b)×(a+b)=(a+b)²,把a+b视为一个整体,两个a+b相乘就是它的二次方。ab²=ab×ab=a²×b²。ab²就是ab乘ab,也可以看作a×b×a×b,根据乘法交换律和结合律,看作(a×a)×(b×b)两个a乘两个b,就是a的方乘b的方。aˣ×aⁿ=a的x+n方,因为底数都是a,aˣ就可以看做x个a相乘,aⁿ就是n个a相乘,根据乘法结合律,就是x+n个a相乘。乘法和加减一样,关键在于化简。而除法的话,就是乘它的倒数,变成乘式。

  有了代数以后,很多表示方法感觉简单了许多,比如有很多时候我们解题需要举很多特例,但是有了整式我们可以推广到一般,用整式表示,必要时再把有理数代入到整式中。这一单元对于代数式先进行了分类,再学习了整式的加减法,之后有了上一单元的未来发展,无理数的基础上,还会和代数式有关联,还有这单元提到的分式,也没有深入探究。我很期待之后更多的探索。

 

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