内容正文:
4.2.3 整式的加减
人教版·数学·七年级上册(2024 新版)
第四章 第二节 第三课时 · 学生版
一、学习目标
① 【知识与技能】 掌握「合·去·代·算·检」五步法完整流程;理解先化简、后代入是化简求值的核心策略;能区分直接代入与整体代入两条路径,正确处理负数与分数代入时的括号护身符。
② 【过程与方法】 综合运用 §4.2.1 合并同类项(识·合·检)与 §4.2.2 去括号(合·去两步法)的双组合,再串联 §3.2 代·算·检三步法,形成第 4 章大集结;在几何情境、燃油车情境、整体代入情境中体会先化简让求值大幅提速的威力。
③ 【素养链接·数学史】 追随欧拉(Leonhard Euler, 1707-1783)的脚步——他一生留下 866 篇论文,现代数学符号(e / i / Σ / f(x) / π 的标准化)几乎全部由他定型;拉普拉斯说:「读欧拉,读欧拉,他是我们所有人的老师。」——化简求值的本质,就是让符号先做工,再让数字上场。
二、重难点
类别
内容
等级
重点
① 合·去·代·算·检 五步法完整流程;② 先化简、后代入的核心策略;③ 整体代入的识别与运用
★★★
难点
① 负数、分数代入必须加括号护身符;② 化简彻底——合并到位、去括号到位,不能留半成品;③ 整体代入的模式识别(何时该整体、何时该单代)
★★★
关键
符号(+/− 的传递)· 顺序(先化简再代入)· 检验(代入两个不同值验证等价)
★★
⚠️ 六大易错点预警
① 跳过化简直接代入——运算量爆炸、易错率飙升;② 负数代入不加括号——如 x=-2 代入 -x² 错算成 -(-2²)=-4 而非 -4(正确 -4,但过程混乱);③ 分数代入不加括号——如 -代入 2x-1 应写 2·(-)-1;④ 化简半途而废——去括号后忘合并同类项;⑤ 整体代入错位——把 a+b=3 中 a、b 单独求值;⑥ 忘检验——不做二次代入验证,错到最后不知
三、复习回顾
回顾一 · §4.2.1 合并同类项快速热身
合并下列同类项:(口算,30 秒内完成)
① 5x + 3x - 2x = ______
② 4a² - a² + 2a² = ______
③ 7xy - 3xy + xy - 5xy = ______
回顾二 · §4.2.2 去括号承接练习
去括号后合并:(笔算,2 分钟内完成)
① 3(x - 2) + 2(x + 1) = ______
② -(a - 3b) + 2(a - b) = ______
③ 5m - (3m - 2n + 1) = ______
回顾三 · §3.2 代入求值老朋友
直接代入求值:(回忆代·算·检三步法)
① 当 x = 3 时,求 2x - 5 的值 = ______
② 当 a = 2, b = -1 时,求 3a - 2b 的值 = ______
──── 承前 §3.2 + §4.2.1 + §4.2.2 → 引出 §4.2.3 五步法总集结 ────
四、新知探究
★ 探究一 · 两条路径大 PK:直接代入 vs 先化简再代入
情境:求 3(x - 2) + 2(x + 1) 在 x = 5 时的值。
两组同学两条路径同时开算——看谁又快又准!
路径 A · 直接代入(笨办法)
路径 B · 先化简再代入(聪明办法)
原式 = 3(x - 2) + 2(x + 1)
x = 5 代入:
= 3(5 - 2) + 2(5 + 1)
= 3 × 3 + 2 × 6
= 9 + 12
= 21
👉 4 步运算,涉及 2 次括号计算
原式 = 3(x - 2) + 2(x + 1)
先化简:去括号
= 3x - 6 + 2x + 2
再化简:合并同类项
= 5x - 4
再代入:x = 5
= 5 × 5 - 4 = 25 - 4 = 21
👉 1 步代入,只算一次乘法+减法
🌟 结论:答案都是 21,但路径 B 只需 1 次代入 + 1 次运算,而路径 A 需要两次代入 + 括号运算。当式子更复杂、x 是分数或负数时,路径 B 优势拉爆——这就是先化简、后代入的核心思想!
★★ 探究二 · 化简求值 五步法完整流程演练
步骤
动作
依据
护身符
① 合
合括号——观察每个括号前的符号或系数
§4.2.2 去括号法则前奏
看清 + 号 / − 号 / 系数 —— 心里先默念
② 去
去括号——脱掉括号,改变或保持符号
§4.2.2 加法分配律 k(a+b)=ka+kb
🌱 正号照抄·🔥 负号全变·💎 系数分配
③ 并
并同类项——把同类项系数加减,得最简形式
§4.2.1 加法分配律逆用 ma+na=(m+n)a
字母一致·指数各同·系数加减
④ 代
代数值——字母 → (数字),整体替换
§3.2 代入
负数、分数必加括号!
⑤ 算
算结果——按运算顺序求值
§3.2 运算顺序
先乘方·再乘除·后加减·括号最优先
⑥ 检
检验(选做)——代入另一个值验证等价
§3.2 检验思想
化简前后代同值应相等
📌 五步法口诀简称:合·去·并·代·算·检 — 也可缩写为「化简三步 + 代算检」;面向学生的核心提法为「合·去·代·算·检」五步法(其中「合并同类项」隐含在化简阶段)。
♥ 五步法演练题(分步板演)
演练 1:当 a = 2, b = -3 时,求 2(a - 2b) - (3a + b) 的值。
演练 2:当 x = -1 时,求 3x² - 2(x² - x + 1) + x 的值。
★★★ 探究三 · 整体代入 · 高阶技巧
背景:有时字母的单个值很难求(或没告诉你),但它们的组合值(如 a+b、xy、x²+y²)却给了——这时,把整体当一个变量代入。
演练 3:已知 a + b = 3,求 2(a + b) - 5 的值。
演练 4:已知 x - y = 4, xy = 2,求 3(x - y) + 2xy - 1 的值。
演练 5(挑战型):已知代数式 2x² - x + 3 的值为 5,求 4x² - 2x + 7 的值。
★★ 探究四 · 陷阱识别 · 六大易错点实战
下列步骤哪里错了? 找出问题并订正。
陷阱题
问题定位 + 订正
陷阱 1:求 -x² 在 x=-2 时的值
解:-(-2)² = -(-4) = 4
____________________
____________________
陷阱 2:求 2x-1 在 x=FF(1,2) 时
解:2·
- 1 = 1 - 1 = 0
____________________
____________________
陷阱 3:已知 a+b=5,求 3a+3b+2
解:a=2,b=3 → 3×2+3×3+2 = 17
____________________
____________________
──── 探究完毕 · 五步法与整体代入 已就位 → 进入例题 ────
五、例题
例题 1 · 基础五步法(五步齐飞)
题目:先化简,再求值——严格按合·去·并·代·算·检流程作答。
(1) 5(a - 2) - 2(a - 3),其中 a = -1
(2) 3(x + y) - (x - y),其中 x = 2, y = -1
(3) 2a² - 3(a² - 2a) + 1,其中 a = 3
(4) 4(m - n) - 2(2m + n),其中 m = 5, n = -2
(5) -3(2x² - x) + 2(3x² - x - 1),其中 x = -2
例题 2 · 分数系数 + 负数代入(护身符实战)
(1) 化简求值:(4a - 2b) - (3a + 6b),其中 a = 6, b = -3
(2) 化简求值:3x² - (2x² - 4x + 6) - x²,其中 x = -4
(3) 化简求值:2(a - 1) - 3(-a + ),其中 a = -2
(4) 化简求值:-2(x²y - xy²) + 3(2x²y - xy²),其中 x = 1, y = -
例题 3 · 综合情境(几何 / 燃油车 / 整体代入 三合一)
♦ 情境 A ·燃油车加油站分数总决战(承接 §3.2 → §4.2.1 → §4.2.2)
题目:小明的燃油车全天要跑 x 公里,途中在三个加油站分别加油。加油量与全天总里程的关系为:
· A 站加满 x 公里所需油量;
· B 站补充 x 公里所需油量;
· C 站补充 x 公里所需油量。
(1) 用含 x 的代数式表示三站合计里程;(2) 若全天里程 x = 240 公里,求三站合计里程与结果。
♦ 情境 B· 整体代入 · 隐藏关系
题目:已知 m + n = 2, mn = -3,求 3(m + n) - 2mn + 5 的值。
六、当堂检测
Part 1 · 基础五步法(5 分钟 · 5 题)
(1) 化简求值 3(2a - 1) - 2(a - 3),其中 a = -1
(2) 化简求值 (2x² - 3x + 1) - (x² - x + 2),其中 x = 2
(3) 化简求值 5(a + b) - 2(a - b) - 3a,其中 a = 1, b = -2
(4) 化简求值 -3(x² - 2xy) + 2(x² - xy),其中 x = 2, y = -1
(5) 化简求值 (4x - 6) - (3x + 9),其中 x = 6
Part 2 · 陷阱识别(4 分钟 · 4 题)
找出下列错误并订正:
(1) 当 x = -2 时,求 -x² + x 的值。
错解:-(-2)² + (-2) = -(-4) + (-2) = 4 - 2 = 2
(2) 当 a = 时,求 3a + 2 的值。
错解:3× + 2 = 1 + 2 = 3(过程规范性?)
(3) 已知 x + y = 4,求 5(x + y) - 3 的值。
错解:设 x=1, y=3 → 5×1 + 5×3 - 3 = 5 + 15 - 3 = 17
(4) 化简 3(x - 2) - (x + 1) 后代入 x = 5 求值。
错解:3x - 2 - x - 1 = 2x - 3;x=5 → 2×5-3 = 7
Part 3 · 综合挑战(6 分钟 · 3 题 · 联动 §3-§4)
(1) 【燃油车终局】 小张全天跑 x 公里,A 站加x、B 站加x、C 站加x 公里的油量。若 x = 320 公里,求当天三站合计加油覆盖里程。
(2) 【整体代入高阶】 已知代数式 x² + 2x - 3 的值为 5,求 3x² + 6x + 10 的值。
七、思维导图 + 五步法口诀
§4.2.3 化简求值 · 知识树
🌟 化简求值·总集结
├─ 【核心策略】先化简、后代入
│ └─ 对比:直接代入 vs 先化简(负数/分数时优势拉爆)
├─ 【五步法】合·去·代·算·检
│ ├─ ① 合:观察括号前符号 / 系数
│ ├─ ② 去:去括号(正号照抄·负号全变·系数分配)
│ ├─ ③ 并:合并同类项(字母一致·指数各同)
│ ├─ ④ 代:字母 → (数字) 整体替换(负数分数加括号)
│ ├─ ⑤ 算:先乘方·再乘除·后加减·括号最优先
│ └─ ⑥ 检:代入另一值验证(选做但强推荐)
├─ 【整体代入】高阶技巧
│ ├─ 识:出现 (a+b) / xy / x²+y² 等整体
│ ├─ 凑:变形提取整体(如 4x²-2x = 2(2x²-x))
│ └─ 代:整体一次到位,不求单个值
└─ 【六大易错点】负数·分数·化简半途·整体错位·忘检验·跳化简
★ 五步法三大黄金口诀 ★
🎯 顺序不能乱
🔑 括号是护身符
💎 整体代入是捷径
先化简、后代入
合→去→并→代→算→检
一步一个脚印
负数代入加括号
分数代入加括号
字母 → (数字) 整体换
看到 (a+b)、xy 类整体
提系数、凑结构
一次到位不绕路
八、分层作业
🅰 基础层(人人过关 · 建议 15 min)
A-1 五步法基础(先化简,再求值)
① 4(a - 2) - 3(a - 1),其中 a = 5
② 2x² - 3(x² - x) + 5,其中 x = -2
③ (3a - 2b) - (a - b) + a,其中 a = 3, b = -1
④ -2(m + n) + 3(2m - n),其中 m = 1, n = 2
⑤ 5x - 2(x - y) - 3y,其中 x = -1, y = 4
⑥ 3(2x²y - xy²) - 2(x²y - xy²),其中 x = 1, y = -1
A-2 分数系数 + 负数代入
① (2x - 4) - (3x + 6),其中 x = -3
② (3a - 6) + (4a - 8),其中 a = 6
③ 2(x² - x) - (x² + x),其中 x = 3
④ -3(a - 2b) + (2a - 3b),其中 a = -1, b =
A-3 综合小题(3 题)
① 已知 a+b = 4,求 3(a+b) - 5 的值
② 已知 x-y = 2, xy = 3,求 2(x-y) + 3xy 的值
③ 已知代数式 2a² - a = 4,求 4a² - 2a + 7 的值
🅱 提升层(学有余力 · 建议 15 min)
B-1 多重嵌套(3 题)
① 化简求值 3a - [2a - (a - 3b)] + b,其中 a = 2, b = -1
② 化简求值 2x² - {3x - [2x² - (x² + x)] + 1},其中 x = -1
③ 化简求值 5a - {2a - [3a - 2(a + b) + b] + b},其中 a = 1, b = 2
B-2 整体代入进阶(3 题)
① 已知 m² + m - 1 = 0,求 2m² + 2m + 3 的值
② 已知 (a + b)² = 9, ab = 2,求 3(a + b)² - 2ab + 1 的值
③ 已知 x + y = -3, x - y = 5,求 3(x + y) - 2(x - y) + xy 表达式化简,并说明能否直接求值
B-3 情境应用(3 题)
① 一个长方形长 L = 3a + 2, 宽 W = a - 1。求周长化简式;当 a = 5 时求周长
② 燃油车全天跑 x 公里,三个加油站分别加 x、x、x 公里的油量。求三站合计并判断能否覆盖全天里程
🅲 挑战层(学有专攻 · 建议 15 min · 选做)
🅲-1 多重嵌套 + 分数系数(大 boss 题)
化简求值 [4a - 2(a - b)] - [3b - (2a - 6b)] + (4a - 8b),其中 a = 3, b = -2
🅲-2 联动 §3.2 · 花坛周长求值
一个花坛由两个矩形和一个圆环组成。矩形 1:长 3a+b, 宽 2a;矩形 2:长 2a+2b, 宽 a;圆环外半径 R = a+1, 内半径 r = 1。
求花坛外围总周长(两矩形周长 + 圆环外周长)的化简表达式;当 a = 2, b = 1 时求值。
🅲-3 ★★★ 第 4 章大结局 · 自主命题终极总决战
命题任务:请你以单位设计师身份,设计一道融合 §4.1.1 单项式 → §4.1.2 多项式 → §4.2.1 合并同类项 → §4.2.2 去括号 → §4.2.3 化简求值的原创综合题,需同时满足以下 6 个条件:
① 至少含 2 次去括号(其中至少 1 次前面是负号)
② 至少含 1 次分数系数(如 、 等)
③ 化简后至少有 3 类同类项参与合并
④ 至少 1 个字母的代入值是负数或分数
⑤ 化简后的结果为 含 3 项的多项式(或经整体代入后为一个整数)
⑥ 附上你的完整解答(合·去·并·代·算·检 六步展示)
九、学习反思
本节课我的收获与不足:(请诚实作答)
反思维度
自我评价 / 记录
① 五步法「合·去·代·算·检」我能背下来吗?
☐ 完全能 ☐ 大致能 ☐ 需要复习
② 我理解「先化简、后代入」的优势了吗?
☐ 深刻理解 ☐ 一般理解 ☐ 不太清楚
③ 负数、分数代入我会加括号吗?
☐ 自动加 ☐ 偶尔忘 ☐ 经常忘
④ 整体代入我能识别吗?
☐ 一眼看出 ☐ 需要思考 ☐ 常常错过
⑤ 我最容易犯的错是哪一类?
_________________________________
⑥ 明天我打算怎么改进?
_________________________________
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4.2.3 整式的加减
人教版·数学·七年级上册(2024 新版)
第四章 第二节 第三课时 · 教师版
\一、学习目标
① 【知识与技能】 掌握「合·去·代·算·检」五步法完整流程;理解先化简、后代入是化简求值的核心策略;能区分直接代入与整体代入两条路径,正确处理负数与分数代入时的括号护身符。
② 【过程与方法】 综合运用 §4.2.1 合并同类项(识·合·检)与 §4.2.2 去括号(合·去两步法)的双组合,再串联 §3.2 代·算·检三步法,形成第 4 章大集结;在几何情境、燃油车情境、整体代入情境中体会先化简让求值大幅提速的威力。
③ 【素养链接·数学史】 追随欧拉(Leonhard Euler, 1707-1783)的脚步——他一生留下 866 篇论文,现代数学符号(e / i / Σ / f(x) / π 的标准化)几乎全部由他定型;拉普拉斯说:「读欧拉,读欧拉,他是我们所有人的老师。」——化简求值的本质,就是让符号先做工,再让数字上场。
二、重难点
类别
内容
等级
重点
① 合·去·代·算·检 五步法完整流程;② 先化简、后代入的核心策略;③ 整体代入的识别与运用
★★★
难点
① 负数、分数代入必须加括号护身符;② 化简彻底——合并到位、去括号到位,不能留半成品;③ 整体代入的模式识别(何时该整体、何时该单代)
★★★
关键
符号(+/− 的传递)· 顺序(先化简再代入)· 检验(代入两个不同值验证等价)
★★
⚠️ 六大易错点预警
① 跳过化简直接代入——运算量爆炸、易错率飙升;② 负数代入不加括号——如 x=-2 代入 -x² 错算成 -(-2²)=-4 而非 -4(正确 -4,但过程混乱);③ 分数代入不加括号——如 -代入 2x-1 应写 2·(-)-1;④ 化简半途而废——去括号后忘合并同类项;⑤ 整体代入错位——把 a+b=3 中 a、b 单独求值;⑥ 忘检验——不做二次代入验证,错到最后不知
三、复习回顾
回顾一 · §4.2.1 合并同类项快速热身
合并下列同类项:(口算,30 秒内完成)
① 5x + 3x - 2x = ______
② 4a² - a² + 2a² = ______
③ 7xy - 3xy + xy - 5xy = ______
答:① 6x ② 5a² ③ 0
提醒:同类项判定金标准 = 字母相同 + 相同字母的指数也相同;系数相加减,字母照抄。
回顾二 · §4.2.2 去括号承接练习
去括号后合并:(笔算,2 分钟内完成)
① 3(x - 2) + 2(x + 1) = ______
② -(a - 3b) + 2(a - b) = ______
③ 5m - (3m - 2n + 1) = ______
答:① 3x-6+2x+2 = 5x-4 ② -a+3b+2a-2b = a+b ③ 5m-3m+2n-1 = 2m+2n-1
三大黄金口诀:🌱 正号照抄 · 🔥 负号全变 · 💎 系数分配
回顾三 · §3.2 代入求值老朋友
直接代入求值:(回忆代·算·检三步法)
① 当 x = 3 时,求 2x - 5 的值 = ______
② 当 a = 2, b = -1 时,求 3a - 2b 的值 = ______
答:① 2×3-5 = 6-5 = 1 ② 3×2-2×(-1) = 6+2 = 8
代入护身符:负数、分数代入时加括号!代入是 字母 → (数字) 的整体替换,不是简单粘贴。
──── 承前 §3.2 + §4.2.1 + §4.2.2 → 引出 §4.2.3 五步法总集结 ────
四、新知探究
★ 探究一 · 两条路径大 PK:直接代入 vs 先化简再代入
情境:求 3(x - 2) + 2(x + 1) 在 x = 5 时的值。
两组同学两条路径同时开算——看谁又快又准!
路径 A · 直接代入(笨办法)
路径 B · 先化简再代入(聪明办法)
原式 = 3(x - 2) + 2(x + 1)
x = 5 代入:
= 3(5 - 2) + 2(5 + 1)
= 3 × 3 + 2 × 6
= 9 + 12
= 21
👉 4 步运算,涉及 2 次括号计算
原式 = 3(x - 2) + 2(x + 1)
先化简:去括号
= 3x - 6 + 2x + 2
再化简:合并同类项
= 5x - 4
再代入:x = 5
= 5 × 5 - 4 = 25 - 4 = 21
👉 1 步代入,只算一次乘法+减法
🌟 结论:答案都是 21,但路径 B 只需 1 次代入 + 1 次运算,而路径 A 需要两次代入 + 括号运算。当式子更复杂、x 是分数或负数时,路径 B 优势拉爆——这就是先化简、后代入的核心思想!
教学建议:① 让两组同学同时开算,形成视觉对比的强烈冲击;② 引导发现路径 B 的化简结果 5x-4 更简洁,暴露原式的本质结构;③ 反问:如果 x 换成 -3 或 FF(1,2),哪种更容易?引出负数/分数代入必须先化简的强化认知。
★★ 探究二 · 化简求值 五步法完整流程演练
步骤
动作
依据
护身符
① 合
合括号——观察每个括号前的符号或系数
§4.2.2 去括号法则前奏
看清 + 号 / − 号 / 系数 —— 心里先默念
② 去
去括号——脱掉括号,改变或保持符号
§4.2.2 加法分配律 k(a+b)=ka+kb
🌱 正号照抄·🔥 负号全变·💎 系数分配
③ 并
并同类项——把同类项系数加减,得最简形式
§4.2.1 加法分配律逆用 ma+na=(m+n)a
字母一致·指数各同·系数加减
④ 代
代数值——字母 → (数字),整体替换
§3.2 代入
负数、分数必加括号!
⑤ 算
算结果——按运算顺序求值
§3.2 运算顺序
先乘方·再乘除·后加减·括号最优先
⑥ 检
检验(选做)——代入另一个值验证等价
§3.2 检验思想
化简前后代同值应相等
📌 五步法口诀简称:合·去·并·代·算·检 — 也可缩写为「化简三步 + 代算检」;面向学生的核心提法为「合·去·代·算·检」五步法(其中「合并同类项」隐含在化简阶段)。
♥ 五步法演练题(分步板演)
演练 1:当 a = 2, b = -3 时,求 2(a - 2b) - (3a + b) 的值。
① 合:观察 → 第一括号系数 2,第二括号前 −号
② 去:2(a-2b)-(3a+b) = 2a-4b-3a-b
③ 并:= (2a-3a) + (-4b-b) = −a - 5b
④ 代:a=2, b=-3 → −(2) − 5×(-3)
⑤ 算:= -2 + 15 = 13
⑥ 检:原式代入 = 2(2-2×(-3))-(3×2+(-3)) = 2×8 - 3 = 13 ✓
演练 2:当 x = -1 时,求 3x² - 2(x² - x + 1) + x 的值。
① 合:观察 → 中间括号系数 -2(负号+2)
② 去:= 3x² - 2x² + 2x - 2 + x
③ 并:= (3x²-2x²) + (2x+x) - 2 = x² + 3x - 2
④ 代:x=-1 → (-1)² + 3×(-1) - 2
⑤ 算:= 1 - 3 - 2 = −4
⑥ 检:原式 = 3×1 - 2(1+1+1) + (-1) = 3 - 6 - 1 = -4 ✓
★★★ 探究三 · 整体代入 · 高阶技巧
背景:有时字母的单个值很难求(或没告诉你),但它们的组合值(如 a+b、xy、x²+y²)却给了——这时,把整体当一个变量代入。
演练 3:已知 a + b = 3,求 2(a + b) - 5 的值。
识:式子中出现(a+b) 整体,且已知a+b=3
代:整体代入 → = 2×3 - 5
算:= 6 - 5 = 1
护身符:整体代入不求 a、b 单独值——那是费力不讨好的错路!
演练 4:已知 x - y = 4, xy = 2,求 3(x - y) + 2xy - 1 的值。
识:出现 (x-y) 整体 和 xy 整体
代:= 3×4 + 2×2 - 1
算:= 12 + 4 - 1 = 15
演练 5(挑战型):已知代数式 2x² - x + 3 的值为 5,求 4x² - 2x + 7 的值。
识:已知 2x²-x+3=5 → 2x² - x = 2(把 2x²-x 视为整体)
变形:4x² - 2x + 7 = 2(2x² - x) + 7
代:= 2×2 + 7
算:= 4 + 7 = 11
整体代入的高阶思维:看到形似结构,提系数、凑整体!
★★ 探究四 · 陷阱识别 · 六大易错点实战
下列步骤哪里错了? 找出问题并订正。
陷阱题
问题定位 + 订正
陷阱 1:求 -x² 在 x=-2 时的值
解:-(-2)² = -(-4) = 4
错在:(-2)² = 4(不是 -4)
正解:-x² = -(-2)² = -4
加括号护身符生效!
陷阱 2:求 2x-1 在 x=FF(1,2) 时
解:2·
- 1 = 1 - 1 = 0
正解:2×() - 1 = 1 - 1 = 0 ✓
这题结果偶然正确——但过程不规范!
规范:字母 → (数字) 是整体替换
陷阱 3:已知 a+b=5,求 3a+3b+2
解:a=2,b=3 → 3×2+3×3+2 = 17
错在:擅自指定 a=2,b=3
正解:3a+3b+2 = 3(a+b)+2 = 3×5+2 = 17
答案巧合——但方法错!应整体代入
──── 探究完毕 · 五步法与整体代入 已就位 → 进入例题 ────
五、例题
例题 1 · 基础五步法(五步齐飞)
题目:先化简,再求值——严格按合·去·并·代·算·检流程作答。
(1) 5(a - 2) - 2(a - 3),其中 a = -1
解:原式 = 5a - 10 - 2a + 6 = 3a - 4
当 a = -1,原式 = 3×(-1) - 4 = -3 - 4 = −7
(2) 3(x + y) - (x - y),其中 x = 2, y = -1
解:原式 = 3x + 3y - x + y = 2x + 4y
当 x=2, y=-1,原式 = 2×2 + 4×(-1) = 4 - 4 = 0
(3) 2a² - 3(a² - 2a) + 1,其中 a = 3
解:原式 = 2a² - 3a² + 6a + 1 = -a² + 6a + 1
当 a=3,原式 = -9 + 18 + 1 = 10
(4) 4(m - n) - 2(2m + n),其中 m = 5, n = -2
解:原式 = 4m - 4n - 4m - 2n = -6n
当 n=-2,原式 = -6×(-2) = 12
巧合发现:m 被消掉了——化简让无关变量现形,答案与 m 无关!
(5) -3(2x² - x) + 2(3x² - x - 1),其中 x = -2
解:原式 = -6x² + 3x + 6x² - 2x - 2 = x - 2
当 x=-2,原式 = -2 - 2 = −4
提醒:化简后仅剩 x-2,二次项完全消除!
例题 2 · 分数系数 + 负数代入(护身符实战)
(1) 化简求值:
(4a - 2b) - (3a + 6b),其中 a = 6, b = -3
解:原式 = 2a - b - a - 2b = a - 3b
当 a=6, b=-3,原式 = 6 - 3×(-3) = 6 + 9 = 15
(2) 化简求值:3x² - (2x² - 4x + 6) - x²,其中 x = -4
解:原式 = 3x² - x² + 2x - 3 - x² = x² + 2x - 3
当 x=-4,原式 = (-4)² + 2×(-4) - 3 = 16 - 8 - 3 = 5
护身符生效:(-4)² 加括号后 = 16,而非 -16!
(3) 化简求值:2(a - 1) - 3(-a + ),其中 a = -2
解:原式 = a - 2 + 3a - 1 = 4a - 3
当 a=-2,原式 = 4×(-2) - 3 = -8 - 3 = −11
(4) 化简求值:-2(x²y - xy²) + 3(2x²y - xy²),其中 x = 1, y = -
解:原式 = -2x²y + 2xy² + 6x²y - 3xy² = 4x²y - xy²
当 x=1, y=-:原式 = 4×1×(-) - 1× = -2 - = −
例题 3 · 综合情境(燃油车 / 整体代入 )
♦ 情境 A ·燃油车加油站分数总决战(承接 §3.2 → §4.2.1 → §4.2.2)
题目:小明的燃油车全天要跑 x 公里,途中在三个加油站分别加油。加油量与全天总里程的关系为:
· A 站加满 x 公里所需油量;
· B 站补充 x 公里所需油量;
· C 站补充 x 公里所需油量。
(1) 用含 x 的代数式表示三站合计里程;(2) 若全天里程 x = 240 公里,求三站合计里程与结果。
(1) 解:三站合计 = x + x + x
合并同类项(分母同化 8):x + x + x = x = x
(2) 当 x=240:三站合计 = 240 公里(正好覆盖全天里程!)
三代传承:§3.2 燃油车 §4.2.1 §4.2.2 都用同一 ¾+⅛+⅛=1 的分数完美合并——这就是数学的美:形式变化本质不变
♦ 情境 B · 整体代入 · 隐藏关系
题目:已知 m + n = 2, mn = -3,求 3(m + n) - 2mn + 5 的值。
识:(m+n) 整体已给 = 2,mn 整体已给 = -3
代:原式 = 3×2 - 2×(-3) + 5
算:= 6 + 6 + 5 = 17
整体代入护身符:m、n 单独值都是非有理数(用求根公式才能求),但组合值全给了——整体代入直接抄近道!
六、当堂检测
Part 1 · 基础五步法(5 分钟 · 5 题)
(1) 化简求值 3(2a - 1) - 2(a - 3),其中 a = -1
(2) 化简求值 (2x² - 3x + 1) - (x² - x + 2),其中 x = 2
(3) 化简求值 5(a + b) - 2(a - b) - 3a,其中 a = 1, b = -2
(4) 化简求值 -3(x² - 2xy) + 2(x² - xy),其中 x = 2, y = -1
(5) 化简求值 (4x - 6) - (3x + 9),其中 x = 6
(1) 原 = 6a-3-2a+6 = 4a+3;a=-1 → 4×(-1)+3 = −1
(2) 原 = x²-2x-1;x=2 → 4-4-1 = −1
(3) 原 = 5a+5b-2a+2b-3a = 7b;b=-2 → −14
(4) 原 = -3x²+6xy+2x²-2xy = -x²+4xy;x=2,y=-1 → -4-8 = −12
(5) 原 = 2x-3-x-3 = x-6;x=6 → 0
Part 2 · 陷阱识别(4 分钟 · 4 题)
找出下列错误并订正:
(1) 当 x = -2 时,求 -x² + x 的值。
错解:-(-2)² + (-2) = -(-4) + (-2) = 4 - 2 = 2
(2) 当 a = 时,求 3a + 2 的值。
错解:3× + 2 = 1 + 2 = 3(过程规范性?)
(3) 已知 x + y = 4,求 5(x + y) - 3 的值。
错解:设 x=1, y=3 → 5×1 + 5×3 - 3 = 5 + 15 - 3 = 17
(4) 化简 3(x - 2) - (x + 1) 后代入 x = 5 求值。
错解:3x - 2 - x - 1 = 2x - 3;x=5 → 2×5-3 = 7
(1) 错在:(-2)² = 4(不是 -4);正解:-4 + (-2) = −6
(2) 结果正确但规范性欠佳;正解应写:3×() + 2 = 1 + 2 = 3(分数代入加括号)
(3) 错在:擅自指定 x、y 单个值;正解:5×4-3 = 17(结果虽同,方法必须整体代入)
(4) 错在:3(x-2) = 3x-6 而非 3x-2;正解:3x-6-x-1 = 2x-7;x=5 → 3
Part 3 · 综合挑战(6 分钟 · 3 题 · 联动 §3-§4)
(1) 【燃油车终局】 小张全天跑 x 公里,A 站加x、B 站加x、C 站加x 公里的油量。若 x = 320 公里,求当天三站合计加油覆盖里程。
解:三站合计 = x + x + x = x
当 x=320,合计 = 320 公里(正好全天里程)
(2) 【整体代入高阶】 已知代数式 x² + 2x - 3 的值为 5,求 3x² + 6x + 10 的值。
识:由 x²+2x-3=5 得 x² + 2x = 8
变形:3x²+6x+10 = 3(x²+2x)+10
代算:= 3×8 + 10 = 34
七、思维导图 + 五步法口诀
§4.2.3 化简求值 · 知识树
🌟 化简求值·总集结
├─ 【核心策略】先化简、后代入
│ └─ 对比:直接代入 vs 先化简(负数/分数时优势拉爆)
├─ 【五步法】合·去·代·算·检
│ ├─ ① 合:观察括号前符号 / 系数
│ ├─ ② 去:去括号(正号照抄·负号全变·系数分配)
│ ├─ ③ 并:合并同类项(字母一致·指数各同)
│ ├─ ④ 代:字母 → (数字) 整体替换(负数分数加括号)
│ ├─ ⑤ 算:先乘方·再乘除·后加减·括号最优先
│ └─ ⑥ 检:代入另一值验证(选做但强推荐)
├─ 【整体代入】高阶技巧
│ ├─ 识:出现 (a+b) / xy / x²+y² 等整体
│ ├─ 凑:变形提取整体(如 4x²-2x = 2(2x²-x))
│ └─ 代:整体一次到位,不求单个值
└─ 【六大易错点】负数·分数·化简半途·整体错位·忘检验·跳化简
★ 五步法三大黄金口诀 ★
🎯 顺序不能乱
🔑 括号是护身符
💎 整体代入是捷径
先化简、后代入
合→去→并→代→算→检
一步一个脚印
负数代入加括号
分数代入加括号
字母 → (数字) 整体换
看到 (a+b)、xy 类整体
提系数、凑结构
一次到位不绕路
八、分层作业
🅰 基础层(人人过关 · 建议 15 min)
A-1 五步法基础(先化简,再求值)
① 4(a - 2) - 3(a - 1),其中 a = 5
② 2x² - 3(x² - x) + 5,其中 x = -2
③ (3a - 2b) - (a - b) + a,其中 a = 3, b = -1
④ -2(m + n) + 3(2m - n),其中 m = 1, n = 2
⑤ 5x - 2(x - y) - 3y,其中 x = -1, y = 4
⑥ 3(2x²y - xy²) - 2(x²y - xy²),其中 x = 1, y = -1
① a-5, a=5→0 ② -x²+3x+5, x=-2→-4-6+5=-5 ③ 3a-b, a=3,b=-1→10
④ 4m-5n, m=1,n=2→4-10=-6 ⑤ 3x-y, x=-1,y=4→-3-4=-7 ⑥ 4x²y-xy², x=1,y=-1→-4-(-1)=-3
A-2 分数系数 + 负数代入
① (2x - 4) - (3x + 6),其中 x = -3
② (3a - 6) + (4a - 8),其中 a = 6
③ 2(x² - x) - (x² + x),其中 x = 3
④ -3(a - 2b) + (2a - 3b),其中 a = -1, b =
① 原 = x-2-x-2 = -4(常数!与 x 无关)
② 原 = 2a-4+a-2 = 3a-6, a=6→12
③ 原 = x²-2x-x²-x = x²-3x, x=3→6-9=-3
④ 原 = -3a+6b+2a-3b = -a+3b, a=-1,b=→1+1=2
A-3 综合小题(3 题)
① 已知 a+b = 4,求 3(a+b) - 5 的值
② 已知 x-y = 2, xy = 3,求 2(x-y) + 3xy 的值
③ 已知代数式 2a² - a = 4,求 4a² - 2a + 7 的值
① 3×4-5 = 7 ② 2×2+3×3 = 13 ③ 2(2a²-a)+7 = 2×4+7 = 15
🅱 提升层(学有余力 · 建议 15 min)
B-1 多重嵌套(3 题)
① 化简求值 3a - [2a - (a - 3b)] + b,其中 a = 2, b = -1
② 化简求值 2x² - {3x - [2x² - (x² + x)] + 1},其中 x = -1
③ 化简求值 5a - {2a - [3a - 2(a + b) + b] + b},其中 a = 1, b = 2
① 3a-[2a-a+3b]+b = 3a-a-3b+b = 2a-2b, a=2,b=-1→4+2=6
② 内层 x²+x → 2x²-x²-x = x²-x → 3x-(x²-x)+1 = -x²+4x+1 → 2x²+x²-4x-1 = 3x²-4x-1, x=-1→3+4-1=6
③ 内层 3a-2a-2b+b = a-b → 2a-(a-b)+b = a+2b → 5a-(a+2b) = 4a-2b, a=1,b=2→4-4=0
B-2 整体代入进阶(3 题)
① 已知 m² + m - 1 = 0,求 2m² + 2m + 3 的值
② 已知 (a + b)² = 9, ab = 2,求 3(a + b)² - 2ab + 1 的值
③ 已知 x + y = -3, x - y = 5,求 3(x + y) - 2(x - y) + xy 表达式化简,并说明能否直接求值
① m²+m=1 → 2(m²+m)+3 = 2×1+3 = 5
② = 3×9-2×2+1 = 27-4+1 = 24
③ 化简:3(x+y)-2(x-y)+xy = 3x+3y-2x+2y+xy = x+5y+xy;不能直接整体代入(xy 未给);可先解 x+y=-3, x-y=5 → x=1,y=-4 → 1-20+(-4) = -23
B-3 情境应用(3 题)
① 一个长方形长 L = 3a + 2, 宽 W = a - 1。求周长化简式;当 a = 5 时求周长
② 燃油车全天跑 x 公里,三个加油站分别加 x、x、x 公里的油量。求三站合计并判断能否覆盖全天里程
① S = π(4r+3)² - πr² = π(16r²+24r+9) - πr² = 15πr²+24πr+9π;r=1 → 48π
② C = 2(L+W) = 2(3a+2+a-1) = 2(4a+1) = 8a+2;a=5 → 42
③ 合 = x+x+x = x+x+x = x — 正好覆盖!
🅲 挑战层(学有专攻 · 建议 15 min · 选做)
🅲-1 多重嵌套 + 分数系数(大 boss 题)
化简求值 [4a - 2(a - b)] - [3b - (2a - 6b)] + (4a - 8b),其中 a = 3, b = -2
解:先内到外:4a-2a+2b = 2a+2b;3b-2a+6b = 9b-2a
原式 = (2a+2b) - (9b-2a) + (4a-8b)
= a + b - 3b + a + a - 2b
= (1 + + 1)a + (1 - 3 - 2)b = a - 4b
当 a=3, b=-2:×3 - 4×(-2) = 8 + 8 = 16
🅲-2 联动 §3.2 · 花坛周长求值
一个花坛由两个矩形和一个圆环组成。矩形 1:长 3a+b, 宽 2a;矩形 2:长 2a+2b, 宽 a;圆环外半径 R = a+1, 内半径 r = 1。
求花坛外围总周长(两矩形周长 + 圆环外周长)的化简表达式;当 a = 2, b = 1 时求值。
解:
矩形 1 周长 = 2(3a+b+2a) = 2(5a+b) = 10a+2b
矩形 2 周长 = 2(2a+2b+a) = 2(3a+2b) = 6a+4b
圆环外周长 = 2π(a+1) = 2πa + 2π
总周长 = 10a+2b + 6a+4b + 2πa+2π = (16+2π)a + 6b + 2π
当 a=2, b=1: (16+2π)×2 + 6×1 + 2π = 32 + 4π + 6 + 2π = 38 + 6π
🅲-3 ★★★ 第 4 章大结局 · 自主命题终极总决战
命题任务:请你以单位设计师身份,设计一道融合 §4.1.1 单项式 → §4.1.2 多项式 → §4.2.1 合并同类项 → §4.2.2 去括号 → §4.2.3 化简求值的原创综合题,需同时满足以下 6 个条件:
① 至少含 2 次去括号(其中至少 1 次前面是负号)
② 至少含 1 次分数系数(如 、 等)
③ 化简后至少有 3 类同类项参与合并
④ 至少 1 个字母的代入值是负数或分数
⑤ 化简后的结果为 含 3 项的多项式(或经整体代入后为一个整数)
⑥ 附上你的完整解答(合·去·并·代·算·检 六步展示)
参考命题范例:
原题:先化简,再求值 (4x² - 6xy + 2) - (x² - 3xy + 1) + 2x²,其中 x = -1, y = -
解:合 → 观察系数 和 −号;去 → 2x² - 3xy + 1 - x² + 3xy - 1 + 2x²;并 → 3x² + 0xy + 0 = 3x²;代 → 3×(-1)² = 3;算 → 3
命题的最高教学目标:从做题到设计题——学生具备元认知时,第 4 章目标达成!
九、学习反思
本节课我的收获与不足:(请诚实作答)
反思维度
自我评价 / 记录
① 五步法「合·去·代·算·检」我能背下来吗?
☐ 完全能 ☐ 大致能 ☐ 需要复习
② 我理解「先化简、后代入」的优势了吗?
☐ 深刻理解 ☐ 一般理解 ☐ 不太清楚
③ 负数、分数代入我会加括号吗?
☐ 自动加 ☐ 偶尔忘 ☐ 经常忘
④ 整体代入我能识别吗?
☐ 一眼看出 ☐ 需要思考 ☐ 常常错过
⑤ 我最容易犯的错是哪一类?
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⑥ 明天我打算怎么改进?
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