前言
很早什乙,很早……的時(shí)候,想為班里數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生整理一份補(bǔ)習(xí)資料已球。在我的想象中臣镣,這份補(bǔ)習(xí)資料首先不是各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的簡(jiǎn)單堆積,要能以數(shù)學(xué)發(fā)生學(xué)的視角智亮,清晰地呈現(xiàn)出數(shù)學(xué)的發(fā)展忆某、變化脈絡(luò),溝通各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)在邏輯聯(lián)系阔蛉;其次能從易到難弃舒,整理常見(jiàn)的練習(xí)題,包括典型習(xí)題與易錯(cuò)習(xí)題状原;最好還能把相關(guān)的數(shù)學(xué)基本思想包含進(jìn)去聋呢;如果語(yǔ)言再流暢、精簡(jiǎn)颠区、有趣一些削锰,就更好了。
乍一看毕莱,想的還挺美器贩,emmmm,結(jié)果嘛朋截,一來(lái)工作很忙磨澡,二來(lái)這項(xiàng)工作也確實(shí)繁瑣,于是就一直拖到了現(xiàn)在质和。之前也嘗試過(guò)幾次稳摄,但每次都半途中止,真的是太煎熬了饲宿。
但是厦酬,每次看到班里的學(xué)生,總會(huì)有一種聲音在耳邊回響……堅(jiān)持做下去吧瘫想,不僅(或許)能幫助到學(xué)生仗阅,自己的收獲會(huì)更大。不要想著一次性做好国夜,先慢慢整理著减噪,再不斷完善。
正好臨近期末,在思考著為學(xué)生準(zhǔn)備點(diǎn)什么筹裕,那就借此機(jī)會(huì)醋闭,選擇一部分內(nèi)容,按照自己的預(yù)想嘗試著做一下朝卒。
最后選擇的內(nèi)容是代數(shù)中证逻,從算數(shù)到代數(shù)式的轉(zhuǎn)變。代數(shù)的學(xué)習(xí)具有清晰的脈絡(luò)抗斤,如果能梳理清楚各知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系囚企,會(huì)產(chǎn)生事半功倍的效果。小學(xué)時(shí)瑞眼,我們學(xué)習(xí)了自然數(shù)龙宏、分?jǐn)?shù)、小數(shù)等一系列數(shù)伤疙,初一又學(xué)了負(fù)數(shù)银酗,初二學(xué)習(xí)了無(wú)理數(shù)。除了學(xué)習(xí)各種各樣的數(shù)之外掩浙,我們還學(xué)習(xí)了有字母的代數(shù)式花吟,從數(shù)到式的跨越秸歧,也是從小學(xué)到初中跨越的一個(gè)難點(diǎn)厨姚,很多同學(xué)就是在這個(gè)轉(zhuǎn)變的過(guò)程中遇到了很大的麻煩。
那如何解決這個(gè)問(wèn)題呢键菱?一個(gè)很好的方法谬墙,就是類(lèi)比學(xué)習(xí)。
一经备、為什么要用字母代表數(shù)
有一天拭抬,善于思考的小聰同學(xué)在計(jì)算中發(fā)現(xiàn)了這樣一個(gè)神奇的規(guī)律:
于是,他開(kāi)心的找到老師侵蒙,興高采烈地說(shuō)道:“老師造虎,我發(fā)現(xiàn)了一個(gè)神奇的規(guī)律》坠耄”?
?老師同樣開(kāi)心的問(wèn)道:“什么規(guī)律啊算凿,快來(lái)給老師說(shuō)一說(shuō)±绻Γ”?
?小聰剛要說(shuō)氓轰,突然意識(shí)到一個(gè)問(wèn)題,我該怎么表達(dá)這個(gè)規(guī)律呢浸卦?想了一會(huì)后署鸡,用文字語(yǔ)言說(shuō)到:“一個(gè)數(shù)減1乘以這個(gè)數(shù)加1,等于這個(gè)數(shù)的平方減1⊙デ欤”
同學(xué)們时捌,你們會(huì)不會(huì)覺(jué)得小聰?shù)奈淖终Z(yǔ)言表示很繁瑣呢?如果只是口頭表達(dá)還好撒穷,如果書(shū)面表達(dá)匣椰,就真的太繁瑣了。現(xiàn)在我們已經(jīng)知道了端礼,為了方便的表示一般規(guī)律禽笑,我們?nèi)祟?lèi)引入了字母表示數(shù)。如果用字母表示任意數(shù)蛤奥,那么小聰發(fā)現(xiàn)的規(guī)律就可以很簡(jiǎn)潔佳镜、方便地表示為
用字母表示數(shù)的原因還不止如此,接下來(lái)老師問(wèn)了小聰一個(gè)問(wèn)題:“你發(fā)現(xiàn)的規(guī)律是不是一定正確呢凡桥?”
小聰很自信地說(shuō)到蟀伸,“絕對(duì)正確,我們可以舉其他例子缅刽,比如啊掏,可以一直舉下去∷ッ停”
同學(xué)們迟蜜,你認(rèn)同小聰?shù)摹白C明”方法嗎?或者說(shuō)啡省,小聰?shù)姆椒ㄋ恪白C明”嗎娜睛?
答案是否定的,因?yàn)槲覀儾豢赡馨阉械那闆r都舉完卦睹,站在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕嵌绕杞洌覀冇肋h(yuǎn)無(wú)法保證不會(huì)出現(xiàn)一個(gè)“黑天鵝”。
用字母表示之后结序,我們就可以很方便的嚴(yán)格證明了——
以上障斋,就是我們?yōu)槭裁匆胱帜副硎緮?shù)的兩個(gè)原因:
1.?可以方便、簡(jiǎn)潔徐鹤、清晰的表示一般規(guī)律垃环;
2. 便于嚴(yán)格的證明一般規(guī)律。
二凳干、代數(shù)式如何分類(lèi)晴裹?
既然我們引入了字母表示數(shù),那會(huì)出現(xiàn)什么情況呢救赐?當(dāng)然是各種各樣的代數(shù)式了涧团,比如:
大家想一想只磷,不同的字母+加減乘除、乘方開(kāi)方等運(yùn)算泌绣,能組合出多少種結(jié)果出來(lái)钮追?
那么,這些看似“雜亂無(wú)章阿迈,毫無(wú)規(guī)律”的代數(shù)式元媚,我們?cè)撛趺刺幚砟兀?/p>
我們可以類(lèi)比對(duì)“數(shù)”的處理——分析代數(shù)式的特點(diǎn),并根據(jù)特點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi)苗沧。?
類(lèi)比之下刊棕,我們可以把代數(shù)式(其實(shí)是有理式)分為整式和分式,判別依據(jù)就是分母中含有字母待逞。此時(shí)我們把焦點(diǎn)聚焦到“字母”上甥角,不再關(guān)注系數(shù)(純數(shù)字),比如是分式识樱,而
屬于整式嗤无。
初學(xué)《整式》時(shí),我們沒(méi)有提到“無(wú)理式”的概念怜庸,在學(xué)習(xí)了“無(wú)理數(shù)”之后当犯,我們知道了生活中還存在一類(lèi)無(wú)限不循環(huán)的小數(shù)。仿照“無(wú)理數(shù)”割疾,我們自然也會(huì)在代數(shù)式中找到相對(duì)應(yīng)的“無(wú)理式”嚎卫,至于判別依據(jù),就是看代數(shù)式中是否含有“根號(hào)”杈曲,所以又叫“根式”【注:在目前所學(xué)階段驰凛,我們可以把無(wú)理式與根式劃等號(hào)】胸懈。當(dāng)然了担扑,在初中階段,我們所接觸的根式都是二次根式趣钱,最多拓展到三次根式涌献。
綜上所述,我們重新梳理代數(shù)式的分類(lèi):
大家發(fā)現(xiàn)沒(méi)有首有,我們?cè)?b>對(duì)代數(shù)式分類(lèi)時(shí)燕垃,所依據(jù)的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)算形式的不同。我們還知道井联,整式還可以進(jìn)一步分為單項(xiàng)式與多項(xiàng)式卜壕。其實(shí),這種分類(lèi)方法也是基于運(yùn)算形式的不同烙常。
我們先來(lái)復(fù)習(xí)一下單項(xiàng)式與多項(xiàng)式的概念:
(1)在整式中轴捎,數(shù)與字母只有乘法(含乘方)運(yùn)算的代數(shù)式叫做單項(xiàng)式,比如侦副,
侦锯。
(2)在整式中,除了乘法(含乘方)運(yùn)算之外秦驯,還有加減運(yùn)算的代數(shù)式叫做多項(xiàng)式尺碰,比如∫氚——課本上的說(shuō)法是“幾個(gè)單項(xiàng)式的和叫做多項(xiàng)式”亲桥。
這樣的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)倒也清晰,但我們還是要多問(wèn)一句固耘,這樣分類(lèi)的意義何在两曼?我們?yōu)槭裁匆@么分?我們用三個(gè)例子說(shuō)明:
這三個(gè)典型錯(cuò)誤玻驻,是同學(xué)們經(jīng)常遇到的悼凑,說(shuō)明單項(xiàng)式與多項(xiàng)式在參與其他運(yùn)算時(shí),會(huì)出現(xiàn)完全不同的運(yùn)算結(jié)果璧瞬,絕對(duì)不能簡(jiǎn)單套用户辫,這點(diǎn)同學(xué)們一定要切記!
多說(shuō)一句嗤锉,借助這3個(gè)問(wèn)題討論區(qū)分單項(xiàng)式與多項(xiàng)式的意義渔欢,只是數(shù)學(xué)老師方便大家理解記憶,屬于老師的一孔之見(jiàn)瘟忱。大家可以在后續(xù)的學(xué)習(xí)中自行體會(huì)對(duì)整式進(jìn)一步分為單項(xiàng)式與多項(xiàng)式的必要性及意義奥额。
綜上,對(duì)比“數(shù)”的分類(lèi)访诱,我們?cè)僖淮胃麓鷶?shù)式分類(lèi):
同分?jǐn)?shù)一定是最簡(jiǎn)形式一樣垫挨,在代數(shù)式分類(lèi)時(shí),也要是最簡(jiǎn)形式触菜,簡(jiǎn)單說(shuō)就是不含括號(hào)九榔,比如我們不能說(shuō)是單項(xiàng)式。
在整個(gè)分類(lèi)中涡相,整式哲泊、根式我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)了,下個(gè)學(xué)期催蝗,就輪到分式的學(xué)習(xí)了切威。學(xué)習(xí)的時(shí)候,仍然記得與分?jǐn)?shù)的學(xué)習(xí)類(lèi)比丙号,切記先朦,類(lèi)比學(xué)習(xí)決不等于照搬照抄且预。
還有一個(gè)問(wèn)題,我們知道烙无,代數(shù)式是由“字母+運(yùn)算”的形式組成的锋谐。但在對(duì)代數(shù)式分類(lèi)時(shí),所依據(jù)的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)算形式的不同截酷。我們?yōu)槭裁床贿x擇“字母”的不同作為分類(lèi)依據(jù)呢涮拗?這個(gè)問(wèn)題,大家可以自行思考迂苛。
三三热、代數(shù)式的運(yùn)算
在處理完代數(shù)式的分類(lèi)之后,就是代數(shù)式的運(yùn)算了三幻,我們同樣選擇類(lèi)比數(shù)的運(yùn)算學(xué)習(xí)就漾。大家在計(jì)算時(shí),特別不喜歡分?jǐn)?shù)念搬,這是因?yàn)橛?jì)算分?jǐn)?shù)時(shí)還需要通分抑堡。為什么要通分呢?這是因?yàn)榉謹(jǐn)?shù)的計(jì)數(shù)單位不同朗徊,所以我們要統(tǒng)一計(jì)數(shù)單位首妖。
我們還是通過(guò)一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明:
整數(shù)的計(jì)數(shù)單位是1,比如4我們可以理解為4個(gè)計(jì)數(shù)單位1爷恳,5可以理解為5個(gè)計(jì)數(shù)單位1有缆,那4加5就可以理解為:4個(gè)計(jì)數(shù)單位+5個(gè)計(jì)數(shù)單位=9個(gè)計(jì)數(shù)單位,也就是9個(gè)1温亲,所以結(jié)果是9棚壁。如果用算數(shù)表示就是:
如果是分?jǐn)?shù),那結(jié)果會(huì)是怎樣的呢栈虚?分?jǐn)?shù)的計(jì)數(shù)單位是袖外,我們同樣舉例說(shuō)明:
把一個(gè)披薩平均分成了4分,那么每一份就是整體的节芥,3塊披薩就是3個(gè)
在刺,也就是
逆害。
同理头镊,如果把同樣的披薩平均分成5份,那么每一份就是整體的魄幕,3塊披薩就是3個(gè)
相艇,也就是
。
現(xiàn)在問(wèn)題來(lái)了纯陨,第一個(gè)3塊與第二個(gè)3塊一樣嗎坛芽?答案是不一樣留储,因?yàn)槊恳粔K的大小不一樣,在數(shù)學(xué)里就是計(jì)數(shù)單位不一樣咙轩,所以我們不能簡(jiǎn)單的把和
直接相加获讳。
為了要把兩個(gè)分?jǐn)?shù)相加,我們首先要統(tǒng)一計(jì)數(shù)單位活喊,這就是通分丐膝。
根據(jù)分?jǐn)?shù)的性質(zhì),我們可以令钾菊,就是把計(jì)數(shù)單位“變換”為
帅矗;同理,令
煞烫。所以就有:
現(xiàn)在我們繼續(xù)看一個(gè)代數(shù)式的加法浑此,,還能不能繼續(xù)運(yùn)算呢滞详?答案是不行凛俱,因?yàn)?img class="math-inline" src="https://math.jianshu.com/math?formula=a" alt="a" mathimg="1">和
代表不同的含義,二者沒(méi)有相同的計(jì)數(shù)單位料饥,并且還不能像分?jǐn)?shù)一樣通分最冰,所以這就是最后的結(jié)果。
同樣的例子還包括稀火,我們現(xiàn)在知道
暖哨,這是因?yàn)?img class="math-inline" src="https://math.jianshu.com/math?formula=%5Csqrt%7B2%7D%20" alt="\sqrt{2} " mathimg="1">與
都是無(wú)理數(shù),無(wú)限不循環(huán)小數(shù)凰狞,簡(jiǎn)單說(shuō)就是沒(méi)有規(guī)律的數(shù)篇裁,當(dāng)然也找不到合適的計(jì)數(shù)單位,所以也不能直接相加赡若。
正因如此达布,根式的加減法與整式的合并同類(lèi)項(xiàng)很相似,區(qū)別就在于根式需要進(jìn)一步化簡(jiǎn)為最簡(jiǎn)根式逾冬,才能區(qū)別是不是“同類(lèi)根式”黍聂,比如與
其實(shí)是“同類(lèi)根式”,
身腻。這也是我們?yōu)槭裁匆?jiǎn)二次根式的原因产还。
這里多說(shuō)一句,沒(méi)有相同的計(jì)數(shù)單位嘀趟,不能直接相加減脐区,但乘除法卻不受影響,這里面的因?yàn)樗运矗覀兙鸵院罄^續(xù)探究了牛隅。