2.1 整式
1.用字母表示数
(1)用字母表示数的意义
用字母表示数,字母和数一样可以参与运算,可以用式子把数量关系简明地表示出来.
用字母表示数为叙述和研究问题带来很大方便,用字母表示数是代数的一个重要特点,是数学发展史上的一大进步.
①用字母表示数可以简明地表达数学运算律.
用字母简明地表示加法交换律、乘法交换律、加法结合律、乘法结合律、乘法分配律等.
②用字母表示数可以简明地表达公式、法则.
用字母表示三角形面积公式、正方形、长方形、圆及梯形的周长、面积等公式,分数运算法则等.
③用字母表示数可以简明地表达问题中的数量关系.
例如,有两个数,其中第二个数比第一个数小4.如果用字母a表示第一个数,则第二个数为a-4.
④用字母表示数可以简洁、准确地表达一些数学概念.
如用a与b表示互为相反数的两个数,则a+b=0;若a+b=0,则a与b互为相反数.
(2)用字母表示数应注意的问题
①字母的确定性:在同一个问题中,同一个字 ( http: / / www.21cnjy.com )母表示同一个量,不同的量要用不同的字母来表示;如长方形的长和宽要分别用a,b两个字母表示,面积用S表示,则有S=ab.
②字母的限制性:用字母表示实际问题的某一数量时,字母的取值须使实际问题有意义;并且符合实际.
③字母具有一般性:用字母可以表示我们已经学过的和今后要学的任何一个数.
④字母的不确定性:同一个式子可以表示多种实际问题中的数量关系.
⑤字母的抽象性:要逐步理解和接受有些问题的结果可能就是一个用字母表示的式子.
(3)用字母表示数的书写规定
①含有字母的式子中如果出现乘号,通常将乘号写成“·”或省略不写.
字母与字母相乘时“×”省略,按字母表顺序书写,如m×n写成mn;相同字母写成幂的形式,
如a×a写成a2,(a+b)×(a+b)写成(a+b)2.
数字与字母相乘时省略“×”,但数字要写在字母的前面,数字是带分数要化成假分数;如4×n写成4n,1×a要写成a.
数字与数字相乘时乘号不能省略,也不能写成“·”,仍用“×”.
②含有字母的式子中如果出现除法运算时,一般按照分数的写法来写,即除号不用,改用分数线.
如s÷t写成,x÷2一般写成或x.
③式子后面有单位时,单位名称写在最后,若是和差形式的式子,要在单位前把式子括起来.
如t ℃升高2 ℃后是(t+2) ℃,不能写成t+2 ℃.
【例1-1】 列式子表示下列关系:
①全校学生总数是x,其中女生占总数的48%,则女生人数是__________,男生人数是__________;
②一辆长途汽车从杨柳村出发,3小时后到达相距s千米的溪河镇,这辆长途汽车的平均速度是__________;
③产量由m千克增长10%,就达到了__________千克;
④若三角形一边长为a,并且这边上的高为h,则这个三角形的面积为__________;
⑤有这样一组数字:3,6,9,12,…,则第n个数可表示为__________.
解析:列式子,可以将这个字母看作一个具体数 ( http: / / www.21cnjy.com ),只不过它不具体.④三角形面积等于二分之一底乘以高;⑤关键在于找到序号1,2,3,…n与数字之间的关系,此题成3倍关系.
答案:①48%x (1-48%)x ②千米/时
③(1+10%)m ④ah ⑤3n
【例1-2】 式子2a+b表示的实际意义是________________________________.
解析:同一个式子在不同问题中意义不同,因此本题答案不唯一,只要将a,b赋予实际意义即可.
答案:①工人甲每小时加工a个零件,工人乙每 ( http: / / www.21cnjy.com )小时加工b个零件,甲加工两小时,乙加工1小时共加工(2a+b)个零件;②笔记本每本a元,钢笔每支b元,两本笔记本、一支钢笔共(2a+b)元;…….
2.单项式
(1)定义:数或字母的积构成的式子,叫做单项式.单独的一个数或一个字母也是单项式.
(2)理解:除单独的一个数以外,所有的单项式都可以分为两部分,一部分是数字因数,另一部分是字母因数(可以含有乘方运算),如:n可以看作1×n,-可以看作-×ab等.
解技巧 判断单项式 判断是否是单项式主要抓住两点:①不能含有加减运算;②单项式中可以含有分母,但分母中一定不含有字母.
【例2】 判断下列各式哪些是单项式.
(1);(2)abc;(3)b2;(4)-5ab2;(5)y;(6)x2y;(7)-5;(8).
分析:由单项式概念可知(2)~(7)都是,(1)字母x与1之间是和的运算,(8)中字母在分母上.
解:(2)(3)(4)(5)(6)(7)是单项式,(1)和(8)不是.
3.单项式的系数与次数
(1)系数:单项式中的数字因数叫做这个单项式的系数.
注意点:
①当单项式的系数是1或-1时,“1”通常省略不写;
②圆周率π是常数;
③当单项式的系数是带分数时,必须写成假分数;
④单项式的系数应包括它前面的符号.
(2)次数:在一个单项式中,所有字母的指数的和叫做这个单项式的次数.
注意点:
①单项式的次数是所有字母的指数的和,且仅指字母的指数.
注意:单项式52x3y2的次数是5次的,52是系数,52的指数2不是字母的 指数,所以不算.
②当字母因数是单个的字母时,指数是1而不是0,切不可弄错.如5ab2中a的指数是1,单项式次数是3不是2.
【例3】 判断下列各式是否是单项式,如果不是,请说明理由;如果是,请指出它的系数和次数.
①x+1;②;③πr2;④-a2b.
分析:①②不是单项式,是和、商,不是数字与字母的积,③④是,其中π,-是单项式中的数字因数,是系数.
解:①不是,因为原式中出现了加法运算;②不是,因为原式是2与y的商;
③是,它的系数是π,次数是2;
④是,它的系数是-,次数是3.
4.多项式
(1)定义:几个单项式的和叫做多项式.
(2)多项式的项:在多项式中,每个单项式叫做多项式的项,其中不含字母的项叫做常数项;
①名称:一个多项式含有几项,就叫几项式,
如:多项式3n4-2n2+1有3n4,-2n2,+1三项,称作三项式.
②注意:多项式中的每一项都带有符号,不论移动还是将来运算都要带着符号;
(3)次数:多项式里次数最高项的次数就是多项式的次数.
①多项式的所有项中,哪项的次数最高,这项的次数就是(代表了)整个多项式的次数.
②要知道多项式的次数,前提 ( http: / / www.21cnjy.com )是必须了解每一项的次数;当一个多项式中的各项的次数都相同(不存在哪一项的次数最高),或次数最高的项有多个时,任取某一项的次数作为这个多项式的次数.如多项式a2+2ab+b2的次数是2.
③在多项式中,一个项的次数是几,就称它为几次项.如:多项式3n4-2n2+1中3n4称为四次项,-2n2称为二次项,+1为常数项.
谈重点 多项式的系数和次数 ①系数:多项式是由单项式构成的,因此对于多项式中的每一项,都有次数和系数(常数项除外),但多项式没有系数概念;②次数:对于多项式,多项式中的项,单项式都有次数,它们之间既有区别也有联系;③方法:合为多项式,分为单项式,判断一个多项式的项的构成,一般类比数的运算:看作省略括号和加号的形式去判断,只看作是性质符号,不看作运算符号.
【例4-1】 指出下列多项式的项和次数:
(1)3x-1+3x2;(2)4x3+2x-2y2.
分析:注意两点:①构成多项式的每一个单项式就是多项式的项,注意要带着符号;②次数最高那项的次数就是这个多项式的次数.
解:(1)有3x,-1,+3x2三项,其中+3x2这项的次数是2次的,最高,所以这个多项式的次数是2.
(2)有4x3,+2x,-2y2三项,其中4x3的次数最高,是3次,所以这个多项式的次数是3.
【例4-2】 指出下列多项式是几次几项式,并分别指出其中的二次项.
(1)x3-2x2+5x-1;(2)x3-2x2y2+3y2.
分析:①多项式中由几项构成就称为几项式,次数是几就是几次式;二次项是指构成多项式的项中,次数为2的单项式,并且有几个写几个.
解:(1)x3-2x2+5x-1有x3,-2x2,+5x,-1四项,且次数是3,所以是三次四项式;二次项是-2x2.
(2)x3-2x2y2+3y2是四次三项式;二次项是3y2.
几次几项式中的数字要大写,不能用阿拉伯数字哦!
5.整式
(1)定义:单项式与多项式统称整式.
(2)理解:
①整式包括单项式和多项式两类,类似于整数和分数统称为有理数一样.
②是整式不一定是单项式(多项式),但是单项式或多项式一定是整式.
【例5】 下列式子中哪些是单项式?哪些是多项式?哪些是整式?
x2+5,-1,x2-3x+2,π,,x2+,.
分析:根据概念:-1,π,是单项式,x2+5,x2-3x+2是多项式,单项式和多项式都是整式,因,x2+中含有数字(字母)除以字母,所以不是单项式也不是多项式,也就不是整式.
解:单项式有:-1,π,;
多项式有:x2+5,x2-3x+2;
整式有:-1,π,,x2+5,x2-3x+2.
6.单项式系数情况汇总
单项式中的系数一般包括下面几种情况:
(1)省略系数情况:当系数是1或-1时,省略了系数1或-1,但不能说没系数.如:ab的系数是1,-ab的系数是-1.
(2)分数系数:当写作xy3形式时,比较容易确定,当写作-这种形式时,它的实质是-·xy,应注意区别.
(3)用科学记数法表示的系数:如:3×105a2b,它的系数是3×105,其中指数5不是单项式中的次数.
(4)π作系数:因为π是一个常数,所以π是系数,不是字母;
(5)整数或小数系数(或百分数):一般较好辨认,其中的数字部分就是系数.
【例6-1】 指出下列单项式的系数.
(1)4x;(2)-;(3)-3 ( http: / / www.21cnjy.com ).2×103x2y;(4)-;(5)-4.3x2y;(6)-3a2bc;(7)xy2;(8)-20%a;(9)2×103a;(10)2πR2.
解:系数分别是:(1)4;(2)-;(3)-3.2×103;(4)-;(5)-4.3;(6)-3;(7)1;(8)-20%;(9)2×103;(10)2π.
【例6-2】 下列说法正确的是( ).
A.5y+1是单项式
B.单项式的系数是2
C.单项式的系数是
D.单项式4xy2是二次单项式
答案:C
【例6-3】 写出一个系数为,关于x,y的四次单项式.
解:答案不唯一,只要符合要求即可,如:xy3,x2y2,….
7.多项式应用方法归类
多项式的应用和单项式的应用一样,重点在于概念的把握,它的应用主要分为两类,一是基础应用:考查多项式的识别,或在已知一个多项式的前提下,认定多项式的次数、项、是几次几项式、认定各项系数、次数等;二是变化应用,根据要求写出符合条件的多项式,或已知多项式具备某些特征,通过具备的特征,判断多项式中未知数的系数,未知的指数应具备的特点,从而通过列式求未知数的值,这些题目,一般具有灵活性特点,要综合分析判断,很多时候具有开放性.
解技巧 列多项式 紧紧抓住定义和要求,写出符合题意的式子,或根据题意列出关系式,从而判断字母的取值情况.
【例7-1】 多项式-3xy+5x ( http: / / www.21cnjy.com )3y-2x2y3+5是__________次__________项式,最高次项的系数是__________,二次项是__________,常数项是__________.
解析:多项式中次数最高项的次数就代表了多项式 ( http: / / www.21cnjy.com )的次数,有几项就是几项式,在所有项中次数最高的是5次,有4项,所以是五次四项式,最高次项是-2x2y3,所以系数就是-2,次数是2的项是-3xy,5是常数项.
答案:五 四 -2 -3xy 5
【例7-2】 写出一个多项式,使它的项数是3,次数是4.
分析:根据定义,写出符合要求的式子,字母不限,也可以有两个或三个4次项.
解:答案不唯一,如:2x4-3x2+1,3x2y2-4xy+1,….
【例7-3】 已知n是自然数,多项式yn+1+3x3-2x是三次三项式,那么n可以是哪些数?
分析:已知多项式是三次三项式,由题目可知,yn+1项的次数不能超过3,即n+1的值不能超过3,n又是自然数,所以n=0或1或2.
解:n可以是0,1,2.
8.多项式的排列
当多项式的项较多时,为了容 ( http: / / www.21cnjy.com )易识别,我们一般将多项式按某一字母的次数由高到低或由低到高进行排列,由低到高排列叫做升幂排列,由高到低排列叫做降幂排列;
(1)根据加法交换律交换项的位置,所以排列后的多项式的值不变,注意:在排列过程中交换加数(即项)的位置时一定要连同项的符号一起交换;
(2)不论升幂排列还是降 ( http: / / www.21cnjy.com )幂排列都是按其中某一个字母的次数的高低排列,而不是按项的次数的高低,当只有一个字母时,因字母的次数就是项的次数,所以按次数排列和按字母次数排列一样.
【例8-1】 将下列各式按x的升幂排列.
(1)x3+4x-7-2x4;
(2)6x4-2xy3+3x3y-4x2y2+5y4.
分析:按x的升幂排列就是按x的次数从低到高排列,不用考虑y的次数,(2)题5y4项中不含x,所以这项中的x的次数最低.
解:(1)-7+4x+x3-2x4;
(2)5y4-2xy3-4x2y2+3x3y+6x4.
【例8-2】 将多项式-x3-xy2+2yx2+3y3按y的降幂排列正确的是( ).
A.-3y3-xy2+2yx2+x3
B.-x3+2yx2-xy2+3y3
C.3y3-xy2+2yx2-x3
D.3y3-x3-xy2+2yx2
解析:是按字母y的指数从高到低排列,并 ( http: / / www.21cnjy.com )且在排列过程中一定要带着项的符号移动项的位置,A符号错,B按x的降幂排列,D顺序错乱,只有C符合要求.
答案:C
9.顺水、逆水行驶问题
轮船在河流中行驶,由于水流本身的速度,实际速度要受到水流速度的影响,因此轮船在水流中的行驶就分三种情况:顺水行驶、逆水行驶、静水行驶,因此速度也就有四种速度:静水速度(v静)、逆水速度(v逆)、顺水速度(v顺),水流速度(v水),并且四个速度之间存在着内在的联系:
①v顺=v静+v水;②v逆=v静-v水;③v水=v顺-v静=v静-v逆=(v顺-v逆).
【例9-1】 飞机无风时的飞行速度为a ( http: / / www.21cnjy.com )千米/时,风速为20千米/时.(1)飞机顺风飞行的速度是__________千米/时;飞机逆风飞行的速度是__________千米/时;
(2)飞机顺风飞行4小时的行程是__________千米;飞机逆风飞行3小时的行程是__________千米.
答案:(1)(a+20) (a-20) (2)4(a+20) 3(a-20)
【例9-2】 已知某轮船顺水航行的速度是40千米/时,逆水航行的速度是36千米/时,你能求出水流速度吗?若不能,请说明理由,若能,是多少?
分析:由v水=(v顺-v逆)可知,水流速度=(顺水速度-逆水速度)÷2=(40-36)÷2=2(千米/时),所以能求出水流速度.
解:能,水流速度=(40-36)÷2=2(千米/时).
10.用单项式、多项式概念的判定作用求未知数的值
数学中的概念是通过事物的特征下的定 ( http: / / www.21cnjy.com )义,因此还具有判定特征的作用,即,在知道是某种事物的前提下,我们又可以知道这种事物必备的特点,因此在整式的应用中,我们可以通过概念规定的条件,在知道是某种式子的前提下,推理认识它所具备的性质,从而通过列式,求出某些未知数的值.如:由单项式-2x4可知它的系数是-2,次数是4,反过来若知道-axm的系数是-2、次数是4,就可以知道-a=-2,m=4,从而求出a=2,多项式的运用也是如此.
【例10-1】 如果-5xym-1为4次单项式,则m=__________.
解析:因为-5xym-1是4次单项式,所以x,y的指数和应是4,x的指数是1,y的指数就是3,所以m-1=3,所以m=4.
答案:4
【例10-2】 已知多项式5xmy2-(m-2)xy-3x,如果它的次数为4次,则m应为多少?如果多项式只有两项,则m为多少?
分析:①次数最高项的次数是多项式的次数, ( http: / / www.21cnjy.com )在已知的多项式中只有5xmy2次数能成为多项式的次数,所以m+2应该等于4,因此,m=2时,多项式的次数就是4次;②如果多项式是二项式,只有-(m-2)xy这项不存在才可以,所以这项的系数只能是0,即-(m-2)=0,因此当m=2时,这项的系数是0,所以m=2.
解:如果多项式的次数为4次,则m应是2;如果多项式只有两项,则m也是2.