内容正文:
4.2.1 同类项与合并同类项
一、学习目标
【知识技能】理解同类项的概念,能准确识别同类项;掌握合并同类项的法则,
能正确地合并同类项;会利用合并同类项将整式化简。
【数学思考】经历从具体问题抽象出同类项概念的过程,发展符号意识和抽象思维能力。
【问题解决】能运用合并同类项的法则进行整式的化简,并解决简单的实际问题。
【核心素养】通过同类项概念的形成和合并同类项法则的探究,培养观察、分析、
归纳的能力,体会分类思想和类比思想,发展数学运算素养。
二、学习重难点
【重点】同类项的概念,合并同类项的法则及应用。
【难点】准确识别同类项,特别是含多个字母、指数为1或省略不写的情况;
合并同类项时系数的符号处理。
三、情境导入
【生活情境】超市里的分类摆放
走进超市,我们会看到:
• 水果区:苹果、香蕉、橙子……摆放在一起
• 蔬菜区:白菜、萝卜、西红柿……摆放在一起
• 饮料区:可乐、果汁、矿泉水……摆放在一起
为什么超市要把同类的商品摆放在一起呢?
答:方便顾客寻找,也方便工作人员管理和清点。
数学中也有类似的分类思想——把具有相同特征的项归为一类,
这就是我们今天要学习的——同类项。
【思考】有这样一个多项式:3x² + 2x + 5x² - x + 1,你能把它化简吗?
图1:同类项判断对比图
【概念生成】同类项的定义
定义:所含字母相同,并且相同字母的指数也分别相同的项叫做同类项。
特别地,所有的常数项都是同类项。
判断标准(两相同,两无关):
① 两相同:所含字母相同;相同字母的指数分别相同。
② 两无关:与系数无关;与字母的排列顺序无关。
例如:3x²y 与 -5x²y 是同类项;
2ab 与 3ba 是同类项(字母顺序不同,但字母相同,指数相同);
5 与 -8 是同类项(都是常数项)。
四、合作探究
探究点1:同类项的识别
【活动1】判断下列各组中的两个项是不是同类项,并说明理由。
(1) 3x 与 3y (2) 2x² 与 3x³ (3) 5ab 与 -4ba
(4) -7x²y 与 3yx² (5) 8 与 -9 (6) 3² 与 x²
(7) 2πr 与 5r (8) 3a²b 与 2ab² (9) - y 与 3 y
【方法归纳】判断同类项的技巧
① 先看字母是否相同,再看相同字母的指数是否相同;
② 注意指数为1的情况,字母的指数是1时通常省略不写;
③ 所有的常数项都是同类项,常数的指数不考虑;
④ π是常数,不是字母,含有π的项要注意判断;
⑤ 同类项与系数大小无关,与字母的排列顺序无关。
探究点2:合并同类项的法则
【活动2】填空,并说说你的理由:
(1) 3x + 5x = ______x = ______
(2) -3x² + 2x² = ______x² = ______
(3) 3ab² - 5ab² = ______ab² = ______
(4) 5m + 2m - 4m = ______m = ______
图2:合并同类项法则示意图
【概念】合并同类项
定义:把多项式中的同类项合并成一项,叫做合并同类项。
法则:合并同类项后,所得项的系数是合并前各同类项的系数的和,
且字母连同它的指数不变。
简单记为:系数相加,字母和指数不变。
依据:乘法分配律 a(b+c) = ab + ac 的逆用。
例如:3x² + 2x² = (3+2)x² = 5x²
探究点3:合并同类项的步骤
图3:合并同类项步骤流程图
【活动3】试着合并下列多项式中的同类项:
4x² + 2x + 7 + 3x - 8x² - 2
【解题步骤示范】
解:4x² + 2x + 7 + 3x - 8x² - 2
= 4x² - 8x² + 2x + 3x + 7 - 2 (找同类项,移同类项——交换律、结合律)
= (4-8)x² + (2+3)x + (7-2) (合并同类项——分配律)
= -4x² + 5x + 5 (写出结果)
注意:
① 移动项时要连同它的符号一起移动;
② 系数相加时要注意符号,特别是系数为负数的情况;
③ 合并同类项后,通常按某个字母的降幂(或升幂)排列。
【特别提醒】合并同类项注意事项
① 只有同类项才能合并,不是同类项不能合并;
② 合并同类项时,要把所有同类项都合并,不能漏掉;
③ 系数互为相反数的同类项合并后结果为0;
④ 合并后系数为1时,1要省略不写,如 1x² 写成 x²;
⑤ 合并后系数为-1时,只写负号,如 -1x 写成 -x;
⑥ 常数项都是同类项,要合并在一起。
五、典型例题
题型一:同类项的识别
【例1】下列各组中,属于同类项的是( )
A. 2x²y 与 2xy² B. -3a²b 与 3ba²
C. abc 与 ab D. x³ 与 2³
【解析】根据同类项的定义判断:
A. 相同字母的指数不同(x的指数分别是2和1,y的指数分别是1和2),不是同类项;
B. 字母相同(都是a、b),相同字母的指数也相同(a都是2次,b都是1次),
与字母顺序无关,是同类项;
C. 所含字母不同(第一个有c,第二个没有),不是同类项;
D. 第一个含字母x,第二个是常数,不是同类项。
答案:B
题型二:利用同类项的概念求参数
【例2】若 -3 y 与 5 是同类项,求 a + b 的值。
【解析】根据同类项的定义:相同字母的指数分别相同。
由题意得:2a = 4(x的指数相同),b - 1 = 1(y的指数相同)
解得:a = 2,b = 2
所以 a + b = 2 + 2 = 4
题型三:合并同类项
【例3】合并下列各式中的同类项:
(1) 3x² - 2x + 5x² - 3x + 1
(2) -4ab + a²b + 3ab - a²b
(3) 2(x-y)² + 3(x-y) + 5(y-x)² - 3(y-x)
【解析】
(1) 3x² - 2x + 5x² - 3x + 1
= (3+5)x² + (-2-3)x + 1
= 8x² - 5x + 1
(2) -4ab + a²b + 3ab - a²b
= ( - )a²b + (-4+3)ab
= ( - )a²b - ab
= -a²b - ab
(3) 分析:把 (x-y) 看作一个整体,注意 (y-x)² = (x-y)²,y-x = -(x-y)
2(x-y)² + 3(x-y) + 5(y-x)² - 3(y-x)
= 2(x-y)² + 5(x-y)² + 3(x-y) + 3(x-y)
= 7(x-y)² + 6(x-y)
题型四:化简求值
【例4】先化简,再求值:
2x² - 5x + x² + 4x - 3x² - 2,其中 x = 。
【解析】先合并同类项化简,再代入求值。
解:2x² - 5x + x² + 4x - 3x² - 2
= (2+1-3)x² + (-5+4)x - 2
= -x - 2
当 x = 时,
原式 = - - 2 = -
六、错误诊所
【易错点1】同类项判断错误
例1:判断下列各组中的两项是不是同类项:
(1) 2x²y 与 -3yx² ( )
(2) 4ab 与 4abc ( )
(3) x² 与 2² ( )
(4) -5 与 0 ( )
【错解】(1)× (2)√ (3)√ (4)×
【错因分析】
(1) 同类项与字母的顺序无关,2x²y 和 -3yx² 是同类项;
(2) 所含字母不同,4ab 含 a、b,4abc 含 a、b、c,不是同类项;
(3) x² 含字母x,2²是常数4,不含字母,不是同类项;
(4) 所有常数项都是同类项,-5和0都是常数,是同类项。
【正解】(1)√ (2)× (3)× (4)√
【易错点2】合并同类项时出错
例2:下列合并同类项正确的是( )
A. 3a + 2b = 5ab B. 5y - 2y = 3
C. -3x + 5x = 2x² D. 3x²y - 2yx² = x²y
【错解】B 或 C
【错因分析】
A. 3a和2b不是同类项,不能合并;
B. 5y - 2y = 3y,不是3,字母和字母的指数不变;
C. -3x + 5x = 2x,不是2x²,字母的次数不变;
D. 正确。
【正解】D
【易错点1】判断同类项时忽略字母的指数
病例:判断 3a²b 与 3ab² 是否为同类项。
错解:是同类项(只看字母相同,没看指数)。
诊断:3a²b 中 a 的指数是2,b 的指数是1;3ab² 中 a 的指数是1,b 的指数是2。
相同字母的指数不相同,所以不是同类项。
正解:不是同类项。
警示:判断同类项要抓"两相同":字母同,指数同,缺一不可!
【易错点2】合并同类项时符号处理错误
病例:合并同类项:3x - 5x + 2x
错解:3x - 5x + 2x = (3-5+2)x² = 0x² = 0
诊断:错误在于把字母的指数也相加了。合并同类项时字母和指数都不变!
正解:3x - 5x + 2x = (3-5+2)x = 0x = 0
警示:合并同类项的法则是"系数相加,字母和指数不变",不要把指数也加起来!
【易错点3】移动项时漏掉符号
病例:合并同类项:4x² + 2x - 8x² + 3x
错解:4x² + 2x - 8x² + 3x = (4+8)x² + (2+3)x = 12x² + 5x
诊断:移动 -8x² 时漏掉了负号,应该是 -8 而不是 +8。
正解:4x² + 2x - 8x² + 3x = (4-8)x² + (2+3)x = -4x² + 5x
警示:交换位置时,每一项都要连同它前面的符号一起移动,特别注意负号!
【易错点4】系数为±1时的写法
病例:合并同类项:-x² + 2x² - x + 3x
错解:-x² + 2x² - x + 3x = -1x² + 2x² - 1x + 3x = 1x² + 2x
诊断:结果中系数为1或-1时,1要省略不写。
正解:-x² + 2x² - x + 3x = x² + 2x
警示:系数是1或-1时,通常省略1不写,如 1x → x,-1x → -x。
七、达标检测
A组 基础巩固
1. 下列各组式子中,是同类项的是( )
A. 3x²y 与 -3xy² B. 3xy 与 -2yx
C. 2x 与 2x² D. 5xy 与 5yz
2. 下列合并同类项正确的是( )
A. 2a + 3b = 5ab B. 5y - 2y = 3
C. -3x² + 3x² = 0 D. 3x² + 2x³ = 5x⁵
3. 若 -2x³ 与 5 y² 是同类项,则( )
A. m = 3, n = 2 B. m = 2, n = 3
C. m = -3, n = 2 D. m = 2, n = -3
4. 合并同类项 -3x + 4x 的结果是( )
A. 7x B. -7x C. x D. -x
5. 下列各组中,不是同类项的是( )
A. 5² 与 2⁵ B. -ab 与 ba
C. 0.2a²b 与 a²b D. a²b³ 与 -a³b²
6. 合并下列各式中的同类项:
(1) 3x - 5x = ________
(2) -3a² + 2a² = ________
(3) 2ab - 3ab + ab = ________
(4) 5m - 3n - 2m + n = ________
7. 若单项式 3x² 与 -2 y³ 是同类项,则 m + n = ______。
B组 能力提升
8. 若 y³ 与 x 是同类项,则 k + m = ______。
9. 先化简,再求值:3x² - 2x + 1 - 2x² - 3x + 4,其中 x = -2。
10. 已知关于 x 的多项式 2x² - (3m+2)x + 5 合并后不含一次项,求 m 的值。
11. 若 -3 y² 与 5x³ 的和是单项式,求 的值。
12. 合并同类项:
(1) 3(x+y)² - 2(x-y) + 5(x+y)² + 3(x-y)
(2) 2a²b - 3ab² + a²b + 2ab² - 3a²b
C组 拓展创新
13. 【规律探究】观察下列单项式:
-x, 3x², -5x³, 7x⁴, -9x⁵, 11x⁶, …
(1) 写出第 7 个和第 8 个单项式;
(2) 写出第 n 个单项式。
14. 【综合应用】已知 A = 2x² + 3xy - 2x - 1,B = -x² + xy - 1,
且 3A + 6B 的值与 x 无关,求 y 的值。
八、中考链接
【中考真题1】(2023·湖南中考)
下列各组中的两项,属于同类项的是( )
A. a² 与 a B. -3ab 与 2ab
C. a²b 与 ab² D. a 与 b
【解析】根据同类项的定义:所含字母相同,并且相同字母的指数也分别相同。
A. a的指数不同;B. 字母都是a、b,指数都是1,是同类项;C. 指数不同;D. 字母不同。
答案:B
【中考真题2】(2024·山东中考)
计算 3a - 2a 的结果正确的是( )
A. 1 B. a C. -a D. -5a
【解析】合并同类项:3a - 2a = (3-2)a = a
答案:B
【中考真题3】(2023·广东中考)
如果单项式 - y³ 与 x² 是同类项,那么 a、b 的值分别为( )
A. a = 2, b = 3 B. a = 1, b = 2
C. a = 1, b = 3 D. a = 2, b = 2
【解析】根据同类项定义:a+1 = 2,b = 3,所以 a = 1,b = 3。
答案:C
九、数学文化
【数学史话】代数学的发展与符号化历程
代数学的发展经历了漫长的历史,从修辞代数到符号代数,经过了几千年的演变。
1. 修辞代数时代(约公元前1700年—公元250年)
这一时期的数学家完全用文字来叙述和解决代数问题,没有使用符号。
例如,古埃及纸草书中这样描述问题:"一个量,加上它的四分之一,等于15。"
古巴比伦人则用楔形文字在泥板上记录方程问题。
2. 缩写代数时代(约公元250年—16世纪)
古希腊数学家丢番图(Diophantus,约246—330年)被称为"代数学之父"。
他在《算术》一书中首次使用了缩写符号来表示未知数和运算,例如用希腊字母
ς(sigma)表示未知数。中国古代数学家也使用"天元术"等方法来表示未知数。
3. 符号代数时代(16世纪至今)
法国数学家韦达(François Viète, 1540—1603)首次系统地用字母表示已知数
和未知数,创立了符号代数。笛卡尔(René Descartes, 1596—1650)进一步
完善了符号体系,用字母表开头的字母表示已知数,末尾的字母表示未知数,
这就是我们今天使用的表示方法。
合并同类项是代数运算的基础,它的本质是乘法分配律的逆用。
这个看似简单的法则,却是整个代数学大厦的基石之一。
十、小结与反思
【知识梳理】
• 同类项概念:所含字母相同,并且相同字母的指数也分别相同的项叫做同类项。
所有的常数项都是同类项。
• 同类项判断:两相同(字母同、指数同),两无关(与系数无关、与字母顺序无关)。
• 合并同类项:把多项式中的同类项合并成一项,叫做合并同类项。
• 合并法则:系数相加,字母和字母的指数不变。
• 合并步骤:找→移→并→写(找同类项、移同类项、合并同类项、写出结果)。
【方法技巧】
• 识别同类项:先看字母,再看指数,不看系数,不看顺序。
• 合并同类项:系数相加要注意符号,字母和指数不变要牢记。
• 整体思想:把某些代数式看作整体(如 (x+y)²),简化计算。
• 化简求值:先化简,再代入,计算更简便。
• 不含某项的条件:该项的系数为0。
【易错警示】
1. 判断同类项时,要同时满足"两相同",缺一不可;
2. 合并同类项时,只把系数相加,字母和指数都不变;
3. 移动项时,要连同它前面的符号一起移动;
4. 系数是1或-1时,1通常省略不写;
5. 常数项都是同类项,要合并在一起;
6. 不是同类项不能合并,要保留在结果中。
【学习反思】
□ 我理解了同类项的概念,能正确识别同类项
□ 我掌握了合并同类项的法则,能正确合并同类项
□ 我会利用合并同类项进行化简求值
□ 我能根据同类项的概念求字母参数的值
□ 我理解了整体思想在合并同类项中的应用
我的困惑:________________________________________________
我的收获:________________________________________________
参考答案
一、学习目标
(略,见正文)
二、学习重难点
(略,见正文)
三、情境导入
思考题答案. 3x² + 2x + 5x² - x + 1 = 8x² + x + 1
四、合作探究
探究点1 活动1答案. (1) 不是(字母不同) (2) 不是(x的指数不同) (3) 是(字母同、指数同,与顺序无关)(4) 是(字母同、指数同,与顺序无关) (5) 是(都是常数项) (6) 不是(一个是常数,一个含字母)(7) 是(π是常数,不是字母) (8) 不是(相同字母指数不同) (9) 是(m是正整数时,字母同、指数同)
探究点2 活动2答案. (1) (3+5)x = 8x (2) (-3+2)x² = -x²(3) (3-5)ab² = -2ab² (4) (5+2-4)m = 3m
探究点3 活动3答案. 4x² + 2x + 7 + 3x - 8x² - 2 = -4x² + 5x + 5
五、典型例题
题型一:同类项的识别
【解析】根据同类项的定义判断:
A. 相同字母的指数不同(x的指数分别是2和1,y的指数分别是1和2),不是同类项;
B. 字母相同(都是a、b),相同字母的指数也相同(a都是2次,b都是1次),
与字母顺序无关,是同类项;
C. 所含字母不同(第一个有c,第二个没有),不是同类项;
D. 第一个含字母x,第二个是常数,不是同类项。
答案:B
题型二:利用同类项的概念求参数
【解析】根据同类项的定义:相同字母的指数分别相同。
由题意得:2a = 4(x的指数相同),b - 1 = 1(y的指数相同)
解得:a = 2,b = 2
所以 a + b = 2 + 2 = 4
所以 a + b = 2 + 2 = 4
题型三:合并同类项
【解析】
(1) 3x² - 2x + 5x² - 3x + 1
= (3+5)x² + (-2-3)x + 1
= 8x² - 5x + 1
(2) -4ab + a²b + 3ab - a²b
= ( - )a²b + (-4+3)ab
= ( - )a²b - ab
= -a²b - ab
(3) 分析:把 (x-y) 看作一个整体,注意 (y-x)² = (x-y)²,y-x = -(x-y)
2(x-y)² + 3(x-y) + 5(y-x)² - 3(y-x)
= 2(x-y)² + 5(x-y)² + 3(x-y) + 3(x-y)
= 7(x-y)² + 6(x-y)
所以 a + b = 2 + 2 = 4
解得:a = 2,b = 2
由题意得:2a = 4(x的指数相同),b - 1 = 1(y的指数相同)
【解析】根据同类项的定义:相同字母的指数分别相同。
题型四:化简求值
【例4】先化简,再求值:
2x² - 5x + x² + 4x - 3x² - 2,其中 x = 。
【解析】先合并同类项化简,再代入求值。
解:2x² - 5x + x² + 4x - 3x² - 2
= (2+1-3)x² + (-5+4)x - 2
= -x - 2
当 x = 时,
原式 = - - 2 = -
六、错误诊所
【易错点1】同类项判断错误
【错解】(1)× (2)√ (3)√ (4)×
【错因分析】
(1) 同类项与字母的顺序无关,2x²y 和 -3yx² 是同类项;
(2) 所含字母不同,4ab 含 a、b,4abc 含 a、b、c,不是同类项;
(3) x² 含字母x,2²是常数4,不含字母,不是同类项;
(4) 所有常数项都是同类项,-5和0都是常数,是同类项。
【正解】(1)√ (2)× (3)× (4)√
【易错点2】合并同类项时出错
【错解】B 或 C
【错因分析】
A. 3a和2b不是同类项,不能合并;
B. 5y - 2y = 3y,不是3,字母和字母的指数不变;
C. -3x + 5x = 2x,不是2x²,字母的次数不变;
D. 正确。
【正解】D
七、达标检测
A组 基础巩固
1. B
2. C
3. A
4. C
5. D
6. (1) -2x (2) -a² (3) 0 (4) 3m - 2n
7. 5 (m=2, n=3, m+n=5)
B组 能力提升
8. 4 (k-2=1, k=3;2m+1=3, m=1;k+m=4)
9. 化简:x² - 5x + 5;当x=-2时,原式 = (-2)² - 5×(-2) + 5 = 4 + 10 + 5 = 19
10. 一次项系数为 -(3m+2),不含一次项则系数为0,所以 -(3m+2) = 0,3m+2 = 0,m =
11. 和是单项式说明是同类项,所以 m=3, n=2,m^n = 3² = 9
12. (1) 8(x+y)² + (x-y)(2) -ab²
C组 拓展创新
13. (1) 第7个:-13x⁷;第8个:15x⁸(2) 第n个:(-1)^n · (2n-1) · x^n
14. 3A + 6B = 3(2x²+3xy-2x-1) + 6(-x²+xy-1)
= 6x²+9xy-6x-3-6x²+6xy-6
= 15xy - 6x - 9
= (15y-6)x - 9
因为值与x无关,所以x的系数为0,即 15y-6=0,y = =
八、中考链接
真题1. B
真题2. B
真题3. C
九、数学文化
(略,阅读了解)
十、小结与反思
(略,自行总结)
学科网(北京)股份有限公司
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