内容正文:
2.4 整式的加减
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2.4.1 同类项
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1.理解同类项的概念.
2.在根据同类项的概念在多项式中找同类项.
3.在学习中体会数学的分类思想.
学习目标
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观察超市货物摆放
情境导入
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下面9种商品可以分为哪几类?请同学们分一分.
蔬菜:___________________.
水果:___________________.
电器:___________________.
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5
举一反三:将下列代数式分类.
3x2y,-4xy2, -3, 5x2y, 2xy2, 5
3x2y和5x2y
-4xy2和2xy2
-3和5
这些被归为同一类的项有什么相同特征?
探究新知
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3x2y和5x2y
-4xy2和2xy2
-3和5
所含字母________.
相同字母的指数________.
相同
相同
定义:所含字母相同,并且相同字母的指数都相等的项叫做同类项.
注意:所有的常数项都是同类项.
二者缺一不可!
两相同
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下列各组式子中,是同类项的有哪些?
①xy2与 xy2;
②3ab2与4a2b;
③4abc与cab;
④b3与43;
⑤ 与6;
⑥5a2b3c与a2b3 .
√
×
√
×
√
×
判断同类项的关键是“一相同”“一相等”“两无关”:
①“一相同”:所含字母完全相同;
②“一相等”:相同字母的指数都相等;
③“两无关”:与系数无关,与字母的排列顺序无关.
试一试
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例1 指出下列多项式中的同类项:
(1)3x-2y+1+3y-2x-5;
(2)3x2y-2xy2+ .
解:(1)3x与-2x是同类项,-2y与3y是同类项,1与-5是同类项.
(2)3x2y与- 是同类项,-2xy2与 是同类项.
寻找多项式中的同类项,注意带上前面的符号!
典例分析
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解:要使3xky与-x2y是同类项,那么这两项中x的指数必须相等,即k=2.
所以当k=2时, 3xky与-x2y是同类项.
例2 k取何值时,3xky与-x2y是同类项?
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1.同类项是( )
A.含有相同字母
B.所含字母完全相同的项
C.所含字母相同且次数也相同的项
D.所含字母相同且相同字母的次数也分别相同的项
D
当堂检测
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2.将如图所示的两个圈中的同类项用线连起来.
3x2y
-2
4m
5xy2
-ab
ba
-6xy2
3
-4x2y
m
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3.写出3ab2c3的一个同类项. 你能写出多少个?
4.k取何值时,-3x2yk与4x2y6是同类项?
解:2ab2c3, ab2c3, 4ab2c3…,可以写无数个.
解:要使-3x2yk与4x2y6是同类项,那么这两项中的字母x、y的指数必须分别相等,即k=6.
所以当k=6时, -3x2yk与4x2y6是同类项.
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5.若关于x、y的单项式2x|2a+1|y与 xy|b|是同类项,其中a、b互为倒数,求a2+2b的值.
解:根据题意,得|2a+1|=1,|b|=1,
所以a=0或-1,b=1或-1.
又因为a、b互为倒数,所以a=-1,b=-1.
当a=-1,b=-1时,a2+2b=(-1)2+2×(-1)=1-2=-1.
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同类项
①“一相同”:所含字母完全相同;
②“一相等”:相同字母的指数都相等;
③“两无关”:与系数无关,与字母的排列顺序无关.
定义:所含字母相同,并且相同字母的指数都相等的项.
注意
数学思想:分类、归纳
课堂总结
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2.4.2 合并同类项
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1.掌握合并同类项的法则,并能准确合并同类项.
2.能在合并同类项的基础上进行化简、求值运算.
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妈妈:2个包子和1根油条.
爸爸:3个包子和2根油条.
小明:1个包子和2根油条.
6个包子
5根油条
生活中我们经常会根据实际的需要把同类事物合并起来
如果你是小明,你会怎么买?
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1.运用运算律计算:8×2+5×2
=(8+5)×2=26.
2.类比数的运算,计算:3x2y+5x2y
=(3+5)x2y
=8x2y
如果一个多项式中含有同类项,那么我们可以把同类项合并起来,使结果得以简化.
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对多项式3x2y-4xy2-3+5x2y+2xy2+5进行合并:
3x2y-4xy2-3+5x2y+2xy2+5
=3x2y+5x2y-4xy2+2xy2-3+5
加法的交换律
=(3x2y+5x2y)+(-4xy2+2xy2)+(-3+5)
加法的结合律
=(3+5)x2y+(-4+2)xy2+(-3+5)
乘法的分配律
=8x2y-2xy2+2
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把多项式中的同类项合并成一项叫做合并同类项.
3x2y+5x2y=(3+5)x2y=8x2y
相加
不变
合并同类项
系数相加
字母及其指数不变
合并同类项的法则:把同类项的系数相加,所得的结果作为和的系数,字母和字母的指数保持不变.
简记为:一相加,两不变
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例3
例1 合并下列多项式中的同类项:
(1)2a2b-3a2b+
解:原式
三项都是同类项
(2)a3-a2b+ab2+a2b-ab2+b3
原式=a3 +(-a2b+a2b)+(ab2-ab2)+ b3
=a3+b3
=a3 +(-1+1)a2b +(1-1)ab2 + b3
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合并同类项的步骤:
1.找出同类项,项数较多时,用记号标出各同类项,注意每一项符号;
2.根据加法的交换律和结合律,将同类项集中在一起;
3.根据合并同类项的法则合并同类项;
4.写出合并后的结果.
一找、二移、三合、四写
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解:3x2+4x-2x2-x+x2-3x-1
例2 求多项式3x2+4x-2x2-x+x2-3x-1的值,其中x=-3.
先合并同类项
=(3-2+1)x2+(4-1-3)x-1
=2x2-1
当x=-3时,原式=2×(-3)2-1=17.
把x=-3直接代入多项式求值,比较一下,哪个解法更简便?
先合并同类项,将多项式化简,再求值,比较简便.
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例3 如图所示的窗框,上部分为半圆,下部分为6个大小一样的长方形,长方形的长与的比为3∶2. 如果长方形的长分别为0.4m、0.5m、0.6m等,那么窗框所需材料的长度分别是多少?如果长方形的长为 a m呢?
a
a
解:我们不妨先解答最后一问,即:如果长方形的长为 a m,求窗框所需材料的长度.
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a
a
如果长方形的长为a m,那么它的宽为 a m.由图不难知道,窗框所需材料的长度为
=(9+6+π)a
=(15+π)a(m).
要解答第一问,只需分别将a=0.4、0.5、0.6等代入上式求值即可.
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a
a
例如当长方形的长为0.4m时,求窗框所需材料的长度(要求精确到0.1m,π取3.14),有
(15+π)a
≈(15+3.14)×0.4
=18.14×0.4
=7.256
≈7.3(m).
所以,当长方形的长为 0.4m时,窗框所需材料的长度约为7.3m.
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a
a
当a=0.5时,
(15+π)a
≈(15+3.14)×0.5
=18.14×0.5
=9.07
≈9.1(m).
当a=0.6时,
(15+π)a
≈(15+3.14)×0.6
=18.14×0.6
=10.884
≈10.9(m).
所以,当长方形的长为 0.5m时,窗框所需材料的长度约为9.1m;当长方形的长为 0.6m时,窗框所需材料的长度约为10.9m.
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1.若两个同类项的系数互为相反数,则合并同类项后,结果是______.
0
2.先标出下列各多项式中的同类项,再合并同类项:
(1)3x-2x2+5+3x2-2x-5
解:3x-2x2+5+3x2-2x-5
=3x-2x-2x2+3x2+5-5
=(3-2)x+(-2+3)x2+(5-5)
=x+x2
(2) 6a2-5b2+2ab+5b2-6a2
解:6a2-5b2+2ab+5b2-6a2
=6a2-6a2-5b2+5b2+2ab
=(6-6)a2+(-5+5)b2+2ab
=2ab
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3.求多项式的值:2x2-3xy+y2-2xy-2x2+5xy -2y+1,其中x = ,y =-1.
解:2x2-3xy+y2-2xy-2x2+5xy -2y+1
=2x2-2x2-3xy-2xy+5xy+y2-2y+1
=(2-2)x2+(-3-2+5)xy+y2-2y+1
=y2-2y+1
当x = ,y =-1时,原式=(-1)2-2×(-1)+1=4.
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4.某环保组织有三个工作组,这三个组参加了植树造林活动,其中甲组植树x棵,乙组的植树棵数比甲组的2倍少5,丙组的植树棵数比甲组的一半多10.
(1)这三个组一共植树多少棵?
(2)当甲组植树40棵时,这三个组一共植树多少棵?
解:(1)根据题意,得乙组植树(2x-5)棵,丙组植树 ( x+10)棵,
所以这三个组一共植树x+2x-5+ x+10=(1+2+ )x+(-5+10)= x+5(棵).
(2)当x=40时, x+5= ×40+5=145(棵),所以这三个组一共植树145棵.
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同类项
①“一相同”:所含字母完全相同;
②“一相等”:相同字母的指数都相等;
③“两无关”:与系数、字母的排列顺序无关.
合并同类项
①系数相加
②字母及其指数不变
一找、二移、三合、四写
步骤
法则
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2.4.3 去括号和添括号
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33
1.掌握去括号和添括号法则,能应用其将整式灵活变形,进行代数式化简和计算.
2.能利用去括号和添括号法则解决简单的问题.
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请同学们回忆一下有理数的加法结合律?
a+(b+c)=a+b+c
①
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对于等式①,我们可以结合下面的实例来理解:
周三下午,校图书馆内起初有a位同学. 后来又有一些同学前来阅读,第一批来了b位同学,第二批又来了c位同学,则图书馆内共有________位同学.
我们还可以这样理解:后来两批一共来了________位同学,因而图书馆内共有________位同学. 由于_______和________均表示同一个量,于是,我们便可以得到等式①.
a+b+c
b+c
a+(b+c)
a+b+c
a+(b+c)
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做一做:若图书馆内原有a位同学. 后来有些同学因上课要离开,第一批走了b位同学,第二批又走了c位同学. 试用两种方式写出图书馆内还剩下的同学数,你能从中发现什么关系?
方法一:a-b-c
方法二:a-(b+c)
我们发现:
a-(b+c)=a-b-c
②
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观察①②两个等式中括号和各项正负号的变化,你能发现什么规律?
②a-(b+c)=a-b-c
①a+(b+c)=a+b+c
括号没了,正负号没变
括号没了,正负号却变了
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括号前面是“-”号,把括号和它前面的“-”号去掉,括号里各项都改变正负号.
去括号后,括号内各项的正负号有什么变化?
(2)a-(b+c)=a-b-c
(1)a+(b+c)=a+b+c
归纳:
括号前面是“+”号,把括号和它前面的“+”号去掉,括号里各项都不改变正负号;
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例1 去括号:
(1)a+(b-c);
(3)a+(-b+c);
(2)a-(b-c);
(4)a-(-b-c).
括号前面是“+”
括号前面是“-”
解:(1)a+(b-c)=a+b-c.
(2)a-(b-c)=a-b+c.
(3)a+(-b+c)=a-b+c.
(4)a-(-b-c)=a+b+c.
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例2 先去括号,再合并同类项:
(1)(x+y-z)+(x-y+z)-(x-y-z);
(2)(a2+2ab+b2)-(a2-2ab+b2);
解:(x+y-z)+(x-y+z)-(x-y-z)
=x+y-z+x-y+z-x+y+z
=x+y+z
(a2+2ab+b2)-(a2-2ab+b2)
=a2+2ab+b2-a2+2ab-b2
=4ab
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例2 先去括号,再合并同类项:
(3)3(2x2-y2)-2(3y2-2x2)
3(2x2-y2)-2(3y2-2x2)
=6x2-3y2-6y2+4x2
=10x2-9y2 .
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【变式】化简求值: a2b- [2a2b-(a-a2b)],其中a= -1,b= -2.
解:原式=a2b- [2a2b-a+a2b]
当a=-1,b=-2时,原式=(-1)-2×(-1)2×(-2)=3.
=a2b-2a2b+a-a2b
=a-2a2b.
含有多重括号,必须将所有括号都去掉,主要有两种方法:
1.由里向外逐层去括号;
2.由外向里逐层去括号(注意将内层括号看成一项来处理).
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我们知道:
(2)a-b-c=a-(b+c)
(1)a+b+c=a+(b+c)
正负号均不变
a+(b+c)=a+b+c
①
a-(b+c)=a-b-c
②
那么:
正负号均改变
随着括号的添加,括号内各项的正负号有什么变化?
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44
(2)a-b-c=a-(b+c)
(1)a+b+c=a+(b+c)
正负号均不变
正负号均改变
添括号法则:
所添括号前面是“+”号,括到括号里的各项都不改变正负号;
所添括号前面是“-”号,括到括号里的各项都改变正负号.
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在括号内填入适当的项:
(1)x2-x+1=x2-( );
(2)2x2-3x-1=2x2+( );
(3)(a-b)-(c-d)=a-( ).
x-1
-3x-1
b+c-d
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例3 计算:
(1)214a+47a+53a
(2)214a-39a-61a
解:
原式=214a+(47a+53a)
=214a+100a
=314a
原式=214a-(39a+61a)
=214a-100a
=114a
适当添加括号,可使计算简便.
添括号与去括号过程相反,添括号是否正确,可通过去括号检验.
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1.判断下列去括号是否正确,如果不正确,请说明错在哪里,并加以改正:
(1)a-(b-c)=a-b-c;
(2)-(a-b+c)=-a+b-c ;
(3)c+2(a-b)=c+2a-b.
×
a-(b-c)=a-b+c
√
×
c+2(a-b)=c+2a-2b
22251
2.化简:
(1)(x2-y2)-3(2x2-3y2);
(2)7a2b-(-4a2b+5ab2)-2(2a2b-3ab2).
解:原式=x2-y2-6x2+9y2
=-5x2+8y2
原式=7a2b+4a2b-5ab2-4a2b+6ab2
=7a2b+ab2
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3.计算:
(1)117x+138x-38x
(2)136x-87x+57x
解:原式=117x+(138x-38x)
=117x+100x
=217x
原式=136x-(87x-57x)
=136x-30x
=106x
22251
添括号法则:
所添括号前面是“+”号,括到括号里的各项都不改变正负号;
所添括号前面是“-”号,括到括号里的各项都改变正负号.
去括号法则:
括号前面是“+”号,把括号和它前面的“+”号去掉,括号里各项都不改变正负号;
括号前面是“-”号,把括号和它前面的“-”号去掉,括号里各项都改变正负号.
22251
2.4.4 整式的加减
22251
1.知道整式加减运算的法则,熟练进行整式的加减运算
2.能用整式加减运算解决实际问题
学习目标
22251
1.合并同类项的法则是什么?
把同类项的系数相加,所得的结果作为和的系数,字母和字母的指数保持不变.
(一相加,两不变)
2.去括号的法则是什么?
括号前面是“+”号,括号里各项都不改变正负号;
括号前面是“﹣”号,括号里各项都改变正负号.
复习导入
22251
某中学合唱团出场时第1排站了n位同学,从第2排起每排都比前一排多1位同学,一共站了4排,则该合唱团一共有_____位同学参加演唱.
要解决以上问题,我们可以先解决以下问题:
(1)第二排,第三排,第四排各站了多少名学生?
n+1,n+2,n+3.
(2)一排到四排总共站了多少名学生?
n+(n+1)+(n+2)+(n+3)
该整式如何化简?
探究新知
22251
n+(n+1)+(n+2)+(n+3)
解:n+(n+1)+(n+2)+(n+3)
=n+n+1+n+2+n+3
去括号
=(n+n+n+n)+(1+2+3)
交换、结合
=4n+6
合并同类项
思考:
结合已有的知识和经验,你能总结出整式加减运算的一般步骤吗?
从这个整式的化简过程中,你发现了什么?
22251
整式加减的一般步骤:
(1)如果有括号,那么先去括号;
(2)观察有无同类项;
(3)利用加法的交换律和结合律,分组同类项;
(4)合并同类项.
概括:先去括号,再合并同类项
注意:整式加减运算的结果仍然是整式.
归纳总结
22251
例1 求整式x2-7x-2与-2x2+4x-1的差.
解:(x2-7x-2)-(-2x2+4x-1)
=x2-7x-2+2x2-4x+1
=3x2-11x-1
先去括号
再合并同类项
为什么先用括号括起来?
注意:整式加减的结果应是最简形式.
既不含同类项,也不含括号.
典例分析
22251
例2 计算:-2y3+(3xy2-x2y)-2(xy2-y3)
解:-2y3+(3xy2-x2y)-2(xy2-y3)
=-2y3+3xy2-x2y-2xy2+2y3
=xy2-x2y
22251
整式化简求值的步骤
例3 先化简,再求值:2x2y-3xy2+4x2y-5xy2,
其中x=1,y=-1.
解:2x2y-3xy2+4x2y-5xy2
=(2x2y+4x2y)-(3xy2+5xy2)
=6x2y-8xy2
当x=1,y=-1时,
原式=6×12×(-1)-8×1×(-1)2=-14.
(1)化:利用整式加减的运算步骤将整式化简;
(2)代:把已知字母或某个整式的值代入化简后的式子;
(3)算:根据有理数的运算法则进行计算.
22251
例4
例4 设abcd是一个四位数,若a+b+c+d可以被3整除,则这个数可以被3整除,为什么?
解:abcd=1000a+100b+10c+d
=(999a+99b+9c)+(a+b+c+d )
显然 999a+99b+9c能被3整除.
因此,如果a+b+c+d能被3整除,那么abcd就能被3整除.
用字母表示数,通过数与式的运算,还可以进行简单的代数推理,说明一些数学结论的道理
22251
1.计算:
(1)2x2y3+(-4x2y3)-(-3x2y3);
解:原式=2x2y3-4x2y3+3x2y3
=(2-4+3)x2y3
=x2y3
(2)(8xy-3y2)-5xy-2(3xy-2x2).
原式=8xy-3y2-5xy-6xy+4x2
=4x2+8xy-5xy-6xy-3y2
=4x2-3xy-3y2
练一练
22251
2.先化简,再求值:
(1)2a2-b2+(2b2-a2)-(a2+2b2),其中a= ,b=3;
解:2a2-b2+(2b2-a2)-(a2+2b2)
=2a2-b2+2b2-a2-a2-2b2
=2a2-a2-a2+2b2-b2-2b2
=-b2
当a= ,b=3时,原式=-32=-9.
22251
阅读材料
用分离系数法进行整式的加减运算
合并同类项
整式的加减
“合并”各同类项的系数
把各同类项的系数进行加减
关键
22251
+)
计算 (x3-2x2-5) +(x-2x2-1)及(x3-2x2-5) - (x-2x2-1).
x3 -2x2 -5
-2x2 +x -1
+)
x3 -4x2 +x -6
x3 -2x2 -5
-2x2 +x -1
-)
x3 -x -4
简化
1 -2 +0 -5
-2 +1 -1
1 -4 +1 -6
1 -2 +0 -5
-2 +1 -1
-)
1 +0 -1 -4
所以,(x3-2x2-5)+(x-2x2-1)=x3-4x2+x-6=x3-x-4.
分离系数法
将参与运算的整式按同
一个字母进行降幂排列
使两个整式的
各同类项对齐
典例分析
22251
现在让我们一起尝试用上面的方法解决下列计算问题:
(1) (2x2-x-3) +(5-4x+x2);(2) (3y3-5y2-6) - (y-2+3y2).
3x2 -5x +2
+)
2 -1 -3
1 -4 +5
3 -5 +2
(1) 解
3y3 -8y2-y -4
-)
3 -5 +0 -6
3 +1 -2
3 -8 -1 -4
(2)
所以,(2x2-x-3) +(5-4x+x2)=3x2-5x+2;(3y3-5y2-6)-(y-2+3y2)=3y3-8y2-y-4.
练一练
22251
1.整式加减运算的一般步骤是:先去括号,再合并同类项.
2.整式加减的最后结果中:
(1)不能含有同类项,即要合并到不能再合并为止;
(2)一般按照某一字母的降幂或升幂排列;
(3)不能出现带分数,带分数要化成假分数.
3.整式求值的一般步骤:
(1)整式化简;
(2)代入数值计算;
(3)对于某些特殊的代数式,可采用“整体代入”进行计算.
课堂总结
22251
$