代数式与整式:用字母代替数
代数式
字母空盒子
单项式/多项式
同类项才能合
乘法公式
平方差/完全平方
找规律
列前几项看差
开场场景:用火柴棒摆三角形。摆 1 个三角形用 3 根,摆 2 个拼在一起用 5 根,摆 3 个用 7 根……老师问"摆 100 个用几根?"你总不能真摆 100 个吧。这一节教你用一个字母 n 把规律写出来,第 n 个图形要几根,一秒算出来。
义是什么:字母就是个空盒子
大白话:代数式就是用字母和数字、加减乘除搭出来的式子。3x、2a+5、x²−1 都是。字母不是神秘符号,就是个还没填数的空盒子。盒子里到底是几?后面再填。
名词:单项式(没有加减的一坨乘积,如 3x);多项式(几个单项式加减连起来,如 3x+2);同类项(字母部分一模一样的项,才能合并,3x 和 5x 合 = 8x,3x 和 3y 不能合)。
路怎么想到的:找规律先列前几项
心法:碰到"第 n 个图形要几根"这类题,先把前 3 项的数列出来:1→3,2→5,3→7。看相邻两项差几(差 2),再套到第 n 个上。
合并同类项:先找哪些项字母长得一样,把它们归堆;括号前是负号,去括号时里面每一项都要变号。乘开 (x+a)(x+b):首首、外外、内内、尾尾,四项都要见面,别漏中间。
完整解法:三道例题
用途与案例
生活:规律探究
电影院"第 1 排 20 个座位,每排比前一排多 2 个",第 n 排 = 20+2(n−1) = 2n+18。有了 n,第 50 排直接算。
职业:编程变量
程序员写 price = 5 * n,n 就是变量。整式就是编程里变量表达式的数学祖宗。
展往哪儿长
初中:整式运算、因式分解(把 x²+5x+6 拆回 (x+2)(x+3))。高中:整式升级为多项式函数,二次函数 ax²+bx+c、数列通项公式全是整式。大学:多项式环、泰勒展开(任何函数都能用多项式逼近)、计算机里的多项式哈希。
奥数延展:已知 a+b=5,ab=6,求 a²+b²。不用分别求 a、b,用 a²+b² = (a+b)²−2ab = 25−12 = 13。这就是"整体思想"。
(a+b)² 漏中间项:写成 a²+b² 是经典错误。正确:(a+b)² = a²+2ab+b²。为什么漏:你以为平方只管自己,其实括号里的 a 和 b 要互相见面一次,每人出一份就是 2ab。
练习
基础:化简 3a + 5 − a + 2。
查看解答
3a−a=2a,5+2=7 → 2a+7。错了或卡壳?回到本章「同类项合并和 (a+b)² 漏 2ab」那一段,把例题再顺一遍。
进阶:展开 (x−3)(x+4)。
查看解答
x²+4x−3x−12 = x²+x−12。错了或卡壳?回到本章「同类项合并和 (a+b)² 漏 2ab」那一段,把例题再顺一遍。
奥数:已知 x+y=4,xy=3,求 x²+y²。
查看解答
x²+y² = (x+y)²−2xy = 16−6 = 10。错了或卡壳?回到本章「同类项合并和 (a+b)² 漏 2ab」那一段,把例题再顺一遍。
证教材级补充:乘法公式(平方差与完全平方)
推导:①(a+b)(a−b) 用分配律展开 = a·a + a·(−b) + b·a + b·(−b) = a² − ab + ab − b²。②中间两项 −ab+ab 抵消,剩 a² − b²。③(a+b)² = (a+b)(a+b) = a² + ab + ab + b² = a² + 2ab + b²。④这就是为什么"漏 2ab"是经典错——ab 要见面两次。
基础例题:用平方差算 99 × 101。
99×101 = (100−1)(100+1) = 100² − 1 = 9999。比硬乘快十倍。错了或卡壳?回到本章「同类项合并和 (a+b)² 漏 2ab」那一段,把例题再顺一遍。
进阶例题:(2x+3)² = ?
= (2x)² + 2·(2x)·3 + 3² = 4x² + 12x + 9。错了或卡壳?回到本章「同类项合并和 (a+b)² 漏 2ab」那一段,把例题再顺一遍。
① 字母就是空盒子,先不管是几把关系写下来。
② 同类项才能合并,括号前负号全变号。
③ (a+b)² = a²+2ab+b²,中间那项不能丢。
- 用自己的话讲:本章核心是「代数式 / 乘法公式」,合上书用自己的话讲一遍,不许照抄。
- 举个反例 / 什么时候最容易错:"为什么 (a+b)² 不能直接写成 a²+b²?"括号里的 a 和 b 要互相见面一次,每人出一份就是 2ab。
- 哪里还卡壳(标记你的薄弱点):哪一句你要翻书才说得顺?那个地方就是你的薄弱点,拿笔圈出来。