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初一数学·约 10 分钟·二维图解

第5题 · 四个整式计算:逐项去括号,再合并同类项

忠实完成原照四小题:分数系数先通分;减去括号等于乘−1;外面乘数不漏常数项;x²y与xy²总次数相同也不能合并。逐项显示原项、乘数和乘积,再按相同字母指数分组。

题目

计算:

  1. −a+b+(−1/2)a+(1/2)b;
  2. 2x−(x−y)+2×(x+y);
  3. −3×(2x²−xy)+4×(x²+xy−6);
  4. 3×(2x²y−xy²)−(4xy²+3x²y);

答案:(1)−(3/2)a+(3/2)b;(2)3x+3y;(3)−2x²+7xy−24;(4)3x²y−7xy²。

这课要能做到:给每个原项保留符号,把括号外的乘数分配到每一项,并解释为什么有些项可以合并、有些不能。需要会正负数相乘、分数通分,并知道同类项要逐个字母核对指数;可以先复查第2题的同类项规则。本题只要求计算,没有给字母的取值。

第一小题:先带着符号分组,再通分

没有括号,先把a项与b项分开。−a的系数是−1,b的系数是1,不能因为没有写数字就把它们漏掉。

a项:−a−(1/2)a=[−1−(1/2)]a=−(3/2)a。

b项:b+(1/2)b=[1+(1/2)]b=(3/2)b。

这里−1=−2/2,1=2/2。先把整数与分数写成同分母,再相加减。

带着每一项的符号分组。箭头左右等值,只改变系数,字母部分不变。

第1组:a(字母及指数相同)

−a(−1/2)a

提取相同部分:(−1−1/2)×a

先通分:−2/2−1/2

系数相加(−3/2)a

第2组:b(字母及指数相同)

b(1/2)b

提取相同部分:(1+1/2)×b

先通分:2/2+1/2

系数相加(3/2)b

合并结果:(−3/2)a+(3/2)b

为什么可以只计算系数?分配律反过来用,就是pa+qa=(p+q)a。a是相同的乘数,不会因为相加而变成a²;同理,b项也保留b。

所以结果是−(3/2)a+(3/2)b。a与b不同,最后仍然保留两项。

第二小题:减去整个括号,两项都乘−1

−(x−y)=(−1)×x+(−1)×(−y)=−x+y。

这里“−y”可以看作系数−1乘y,外面的−1再乘这个−1,得到系数+1。不是把两个不同位置的减号直接删掉,而是用了负数乘负数得正数。

后面的2也分别乘两项:2(x+y)=2x+2y。最前面的2x独立在括号外,原样保留。

每条箭头表示一次等值运算。乘数同时作用于这一项的系数;字母和指数原样保留。

这一组:1×(2x)

原项 × 外面乘数2x× (1)
完成2x

这一组:−1×(x−y)

原项 × 外面乘数x× (−1)
完成−x
原项 × 外面乘数−y× (−1)
完成y

这一组:2×(x+y)

原项 × 外面乘数x× (2)
完成2x
原项 × 外面乘数y× (2)
完成2y

2x−x+y+2x+2y

带着每一项的符号分组。箭头左右等值,只改变系数,字母部分不变。

第1组:x(字母及指数相同)

2x−x2x

提取相同部分:(2−1+2)×x

系数相加3x

第2组:y(字母及指数相同)

y2y

提取相同部分:(1+2)×y

系数相加3y

合并结果:3x+3y

去括号后:2x−x+y+2x+2y。

按同类项分组:x项的系数为2−1+2=3;y项的系数为1+2=3。

所以结果是3x+3y。

第三小题:常数−6也在括号内,不能漏乘

看到−3和4各在一个括号外,先把两组乘法分别写完:

−3(2x²−xy)=−6x²+3xy。

4(x²+xy−6)=4x²+4xy−24。

−3乘−xy得到+3xy;4乘−6得到−24。符号是每次乘法算出来的,不能凭“括号前有负号”就把所有乘积都写成负数。

每条箭头表示一次等值运算。乘数同时作用于这一项的系数;字母和指数原样保留。

这一组:−3×(2x²−xy)

原项 × 外面乘数2x²× (−3)
完成−6x²
原项 × 外面乘数−xy× (−3)
完成3xy

这一组:4×(x²+xy−6)

原项 × 外面乘数x²× (4)
完成4x²
原项 × 外面乘数xy× (4)
完成4xy
原项 × 外面乘数−6× (4)
完成−24

−6x²+3xy+4x²+4xy−24

带着每一项的符号分组。箭头左右等值,只改变系数,字母部分不变。

第1组:x²(字母及指数相同)

−6x²4x²

提取相同部分:(−6+4)×x²

系数相加−2x²

第2组:xy(字母及指数相同)

3xy4xy

提取相同部分:(3+4)×xy

系数相加7xy

第3组:常数

−24

提取相同部分:(−24)

系数相加−24

合并结果:−2x²+7xy−24

去括号后:−6x²+3xy+4x²+4xy−24。

平方项:−6x²+4x²=(−6+4)x²=−2x²。

乘积项:3xy+4xy=(3+4)xy=7xy。

常数项只有−24,单独保留。因此结果是−2x²+7xy−24。

第四小题:x²y与xy²不能只比总次数

先把两种字母部分认清:x²y里x的指数是2、y的指数是1;xy²里则分别是1、2。虽然总次数都是3,每个字母对应的指数不同,所以不是同类项。

先逐项相乘:

3(2x²y−xy²)=6x²y−3xy²。

−(4xy²+3x²y)=−4xy²−3x²y。

总次数都是3,仍要逐个字母比较:

字母部分x的指数y的指数总次数
x²y213
xy²123

x²y与xy²不是同类项,不能合成一项。

每条箭头表示一次等值运算。乘数同时作用于这一项的系数;字母和指数原样保留。

这一组:3×(2x²y−xy²)

原项 × 外面乘数2x²y× (3)
完成6x²y
原项 × 外面乘数−xy²× (3)
完成−3xy²

这一组:−1×(4xy²+3x²y)

原项 × 外面乘数4xy²× (−1)
完成−4xy²
原项 × 外面乘数3x²y× (−1)
完成−3x²y

6x²y−3xy²−4xy²−3x²y

带着每一项的符号分组。箭头左右等值,只改变系数,字母部分不变。

第1组:x²y(字母及指数相同)

6x²y−3x²y

提取相同部分:(6−3)×x²y

系数相加3x²y

第2组:xy²(字母及指数相同)

−3xy²−4xy²

提取相同部分:(−3−4)×xy²

系数相加−7xy²

合并结果:3x²y−7xy²

再分组:6x²y−3x²y=3x²y;−3xy²−4xy²=−7xy²。

所以结果是3x²y−7xy²,不能再把这两项合成一项。

为什么这些改写对所有允许的字母取值都成立

每次去括号都来自分配律k(U+V)=kU+kV;有三项时,同样每项都乘k。减法可以写成加上相反数,因此−(U−V)=−U+V。

合并同类项则反过来用分配律pM+qM=(p+q)M。只有同一种字母乘积M,才能这样合并。这些运算性质是一般理由;代几个数字只用于核对有没有抄漏或算错。

例如第三小题取x=2、y=1,原式为−3(8−2)+4(4+2−6)=−18;化简式为−8+14−24=−18,两边相同。一个数值例子不能代替上面的恒等改写。

先预测,再展开核对

把第二小题的第一个括号改为x+y,得到2x−(x+y)+2(x+y)。和原题比,哪次乘法的结果改变?最后结果是什么?

展开答案与理由

改变的是(−1)×y。原来括号里是−y,乘−1得到+y;现在是+y,乘−1得到−y。

所以新式=2x−x−y+2x+2y=3x+y。x项不变,y项的系数从1+2=3变为−1+2=1。方法保留,但必须按新条件重新计算符号。

再判断:3(x²y−xy²)能不能直接写成0?

展开判断与反例

不能。分配后是3x²y−3xy²,这两项不是同类项。取x=2、y=1时,它等于12−6=6,并不是0。少量数值可以反驳“恒等于0”,一般的不能合并理由仍是逐个字母的指数不相同。

近五年中考真题:同样先去括号,再合并

2022·湖北黄冈·第17题。这道题直接用到括号前的减号与同类项合并,不需要乘法公式。按原卷可信文本完整收录,包含给定取值;没有选项或附图。

先化简,再求值:4xy−2xy−(−3xy),其中x=2,y=−1。

展开真题答案与解析

−(−3xy)=+3xy。原式=4xy−2xy+3xy=(4−2+3)xy=5xy。

再代x=2、y=−1:5×2×(−1)=−10。三个字母部分都是xy,合并时只加系数;减去负的整项先转成加,最后代入负数时加括号。

出处:2022年湖北省黄冈市中考数学试卷(word版、无答案),第17题。已逐字核对题号、完整算式与x、y取值;该题没有图。

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