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整式
來源:互聯網

整式為單項式和多項式的統稱,是有理式的一部分,在有理式中可以包含加、減、乘、除、乘方五種運算,但在整式中除數不能含有字母。

公元前6世紀,古希臘哲學家畢達哥拉斯(Pythagoras)提出了關于數的概念,成為代數學發展的重要奠基。17世紀,法國的數學家弗朗索瓦·維埃特(FrancoisViète)用字母代替已知和未知量,使日漸衰微的代數復生。

整式有許多運算法則,比如:在加減運算中,有去括號法則和合并同類項法則;在乘除運算中,有同底數冪相乘,底數不變,指數相加;同底數冪相除,底數不變,指數相減等運算法則。與整式相對的概念是分式,整式與分式都是有理式,如果一個有理式的分母中含有字母,則為分式;若無,則為整式。整式及其運算法則在數學、物理、經濟的領域中都具有廣泛的應用價值。

定義

用運算符號(包括加、減、乘、乘方)將數和表示數的字母連接起來的代數式稱為整式。

整式是單項式多項式重武器。只包含字母的乘法運算,不包含加減運算,稱為單項式。幾個單項式經過加減運算得到的,稱為多項式。

單項式

單項式是由數字或字母的積所組成的式子,單獨一個數或字母也是單項式。例如:、。

單項式的系數

單項式中的數字因數叫做這個單項式的系數。例如:單項式的系數是。

單項式的次數

一個單項式中,所有字母的指數的和叫做這個單項式的次數。例如:單項式的系數為,次數為。

多項式

多項式是幾個單項式的和,例如:就是一個多項式。

多項式的項

在多項式中,每個單項式叫做多項式的項,其中不含字母的項叫做常數項。一個多項式有幾項,就叫幾項式。例如:為四項式,這四項分別是:,前三項中字母的指數之和依次為,分別稱這些項為原多項式的三次項、二次項、一次項,最后一項不含字母,叫常數項。

多項式的次數

多項式里,次數最高項的次數叫作這個多項式的次數。例如:的次數為,稱為二次二項式

有時多項式的次數是對特定的字母說的。例如,是字母的二次式,稱為的二次三項式,其中,字母與分別叫做二次項與一次項的文字系數。

多項式排序

把一個多項式的各項按次數大小排序,各項次數從大到小排列的叫降冪排列,從小到大排列的叫升冪排列。例如:為降冪排列,為升冪排列。

簡史

公元前6世紀,古希臘哲學家畢達哥拉斯(Pythagoras)提出了關于數的概念,成為代數學發展的重要奠基。8至13世紀,阿拉伯數學家如歐瑪爾·海亞姆(Ghiydth aNisdbflri)在代數方面取得了許多創新性的成就,如解二次方程完全數的處理和把分式表達式轉化成小分數等。

17世紀,法國的數學家弗朗索瓦·維埃特(FrancoisViète)用字母代替已知和未知量,使日漸衰微的代數復生。

整式的運算

加減

整式的加減,主要步驟為去括號、合并同類項,將多項式化簡,結果可按某個字母的降冪排列。

去括號法則

例題:求兩個多項式與的和

解:

合并同類項法則

同類項定義:所含字母相同,并且相同字母的指數也相同的項叫做同類項。

所有常數項都是同類項;同類項與它們所含字母順序無關;同類項與系數無關。

合并同類項法則是:將多項式中的同類項合并成一項,所得項的系數是合并前各同類項系數的和,且字母連同它的指數不變。

例題:求兩個多項式與的差

解:

乘法

同底數冪的乘法

定義:同底數冪是指底數相同的冪。底數可以是具體的數,也可以是單項式多項式

同底數冪的乘法法則:同底數冪相乘,底數不變,指數相加。即(都是正整數)。

冪的乘方

定義:冪的乘方是指幾個相同的冪相乘,如:是個相乘,讀作的次冪的次方。

冪的乘方法則:冪的乘方,底數不變,指數相乘。即:(都是正整數)。

積的乘方

定義:積的乘方是指底數是乘積形式的乘方,如,等。

積的乘方法則:積的乘方,等于把積的每一個因式分別乘方,再把所得的冪相乘,即(為正整數)。

單項式乘以單項式法則

單項式與單項式相乘,把它們的系數、同底數冪分別相乘,對于只在一個單項式里含有的字母,則連同它的指數作為積的一個因式。這個法則基于乘法交換律、結合律以及同底數冪的乘法性質。

單項式乘以單項式,結果仍是單項式,對于字母因式的冪的底數是多項式形式的,應將其視為一個整體來運算,三個或三個以上的單項式相乘,法則仍適用。

例題:

單項式乘以多項式法則

單項式與多項式相乘的法則是:用單項式去乘多項式的每一項,再把所得的積相加。這個法則是乘法分配律的直接應用。單項式與多項式的積仍是一個多項式,項數與原多項式的項數相同。

例題:

多項式乘以多項式法則

多項式與多項式相乘,先用一個多項式的每一項乘另一個多項式的每一項,再把所得的積相加。這同樣是乘法分配律的推廣。

例題:

因式分解

定義:把一個多項式化為幾個最簡整式的乘積的形式,這種變形叫作把這個多項式因式分解(也叫作分解因式)。

提公因式法

一般地,如果多項式的各項有公因式,可以把這個公因式提取出來,將多項式寫成公因式與另一個因式的乘積的形式,這種分解因式的方法叫做提公因式法。

例題:

分組分解法

利用分組來分解因式的方法叫做分組分解法。

例題:

十字相乘法

十字相乘法是將一元二次多項式分解因式的一種方法。具體方法是:第一步,畫出十字相乘示意圖,設二次多項式為,先將二次項系數分解為兩個數的乘積,即,再將常數項分解為兩個數的乘積,即,當時,就表明分解符合要求。

第二步,寫結果。根據示意圖可知,

例題:

根據十字相乘法,

可知,原式

公式法

如果把乘法公式的等號兩邊互換位置,就可以得到用于分解因式的公式,用來把某些具有特殊形式的多項式分解因式,這種分解因式的方法叫做公式法。

(1)平方差公式:

(2)完全平方公式:

完全平方公式的推廣:

(3)立方和公式:

(4)立方差公式:

(5)完全立方公式:

(6)其他公式:

(為正整數)

(其中為偶數)

(其中為奇數)

除法

同底數冪的除法法則

同底數冪相除,底數不變,指數相減。即(,是正整數,并且)。

單項式除以單項式

單項式相除,把系數與同底數冪分別相除作為商的因式,對于只在被除式里含有的字母,則連同它的指數作為商的一個因式。注:單項式除以單項式主要是通過轉化為同底數冪的除法解決的。

例如:

多項式除以多項式

多項式除以單項式,先把這個多項式的每一項分別除以這個單項式,再把所得的商相加。

例如:

相關概念

分式的概念

一般地,如果表示兩個整式,并且中含有字母,那么式子叫作分式。稱為分式的式子,稱為分式的分母。例如:,。

整式與分式都是有理式,如果一個有理式的分母中含有字母,則為分式;若無,則為整式。

分式與整式的關系

整式與分式關系密切,如:整式、分式可以表達同一數量關系。例如:長方形的面積、長、寬三者之間的關系可以表示為或或;一個物體的質量、體積、密度三者之間的關系可以表示為或或。表達式的形式因要表示的量而異,有的是整式,有的是分式,但它們實際上表達的是同一數量關系,可以相互轉化。

在證明整式不等式時,可將其轉化為分式不等式來證明。

例如:已知,求證

證明:原不等式可化為 (1)

由二元均值不等式得,即,

同理,,,

以上三個不等式相加即得(1)式,從而原不等式得證。

相關推廣

多項式環

多項式環是對初等數學中多項式的推倒。定義:設是有單位元的交換環,形如的表達式稱為環上的一個關于的多項式,其中是整數,稱為的次項,叫做多項式的系數,, 稱為常數項。

把上關于的所有多項式放在一起所成的集合用表示。

多項式環的整除性

定義:令和是數域上多項式環中的兩個多項式,如果存在中的一個多項式,使,則稱整除,記作。

性質:(1)零多項式只能整除零多項式。

(2)任一多項式都能整除零多項數。

(3)零次多項式能整除任一多項式。

(4)若,則,其中,且。

(5)若,,則,其中為非零常數。

(6)若,,則。

(7)若,則,其中是任意多項式

(8)若,,且,則,一般地,若,兩兩互素,則。

(9)多項式的根與一次因式的關系:。

應用

數學領域

在數學領域,整式可以表示一些數學概念和聯系。

例題1:某人購進一批蘋果,到集貿市場零售,已知賣出的蘋果數量與售價的關系如下表,

用表示的公式是:。

例題2:如圖,在矩形中,橫向陰影部分是矩形,另一陰影部分是平行四邊形,依照圖中標注的數據,計算圖中空白部分的面積。

解:

物理領域

在物理領域,整式可以描述物體的運動、電路的特性。比如勻速運動的路程、速度、時間的關系可以用整式表示為,還可以轉化為分式: 或;同一電路中的電壓、電流、電阻的關系可以用整式表示為,還可以轉化為分式: 或。

例題:一輛汽車以50千米/小時的速度行駛,則行駛的路程(千米)與行駛的時間(小時)之間的關系式是:

經濟領域

在經濟領域中,整式可以描述經濟關系和分析經濟問題,如利潤計算、成本分析、市場份額計算等。

%

例題:某商場銷售一種名牌襯衫,每天可售出20件,每件盈利40元,為了擴大銷售,增加盈利,盡量減少庫存,商場決定采取適當的降價措施,經調查發現,如果每件襯衫每降價1元,商場每天可多售出2件,若商場平均每天要盈利1200元每件村衫要降價多少元?

解:設每件村衫應降價元,則每件盈利為元,每天可銷出件,根據題意,列方程,得:

整理,得

解方程,得

當時,每天可售出

當時,每天可售出

參考資料 >

..2023-11-26

.北方網.2023-11-26

..2023-12-11

..2023-05-13

..2023-05-13

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