Jednomiany i sumy algebraiczne
Algebra to jeden z najstarszych działów matematyki, powstały już w starożytności. Znanymi przedstawicielami tej dziedziny jest Diofantos, Gottfried Leibniz czy Girolamo Cardano. Algebra, którą poznajemy w szkole, wprowadza pojęcie zmiennej i wielomianu razem z jego rozkładem na czynniki i znajdowaniem pierwiastków. W tym materiale zdefiniujemy czym jest jednomian i wyrażenie algebraiczne, czyli główne narzędzia algebry elementarnej.
Spośród poniższych wyrażeń algebraicznych wybierzemy te, które są jednomianami.
Jednomianem nazywamy wyrażenie algebraiczne, które jest liczbą, literą lub iloczynem liczb i liter.
Wyrażenie algebraiczne zbudowane jest z jednomianów.
Wyrażenie algebraiczne | Jednomiany tworzące to wyrażenie |
---|---|
, , | |
, , | |
, , |
Występujący w jednomianie znak mnożenia często pomijamy, na przykład:
Jeżeli w jednomianie pierwszym czynnikiem jest litera, a drugim liczba, to znaku mnożenia nie pomijamy, albo zmieniamy kolejność czynników (mnożenie jest przemienne), na przykład:
Uporządkujemy jednomian i odczytamy jego współczynnik liczbowy.
Jednomian jest uporządkowany, jeżeli jego pierwszym czynnikiem jest liczba, a następnymi litery w kolejności alfabetycznej.
Liczbę, która występuje na początku uporządkowanego jednomianu nazywamy współczynnikiem liczbowym tego jednomianu.
W jednomianie współczynnik liczbowy możemy pominąć . Współczynnik możemy zastąpić znakiem minus
Sumą algebraiczną nazywamy wyrażenie, które jest sumą jednomianów. Jednomiany te nazywamy wyrazami sumy.
Wyrażenie algebraiczne, w którym występuje odejmowanie jednomianów, jest także sumą algebraiczną, ponieważ odejmowanie możemy zastąpić dodawaniem jednomianów przeciwnych.
Sumę algebraiczną
możemy zapisać bez użycia nawiasów
Spośród jednomianów wybierzmy te, które różnią się tylko współczynnikiem liczbowym.
Jednomianami podobnymi nazywamy jednomiany, w których występują takie same czynniki literowe w tej samej potędze.
Jednomiany podobne różnią się współczynnikiem liczbowym lub kolejnością czynników. Jednomiany podobne występujące w sumie algebraicznej nazywamy wyrazami podobnymi sumy algebraicznej.
Redukcją wyrazów podobnych nazywamy przekształcenie sumy algebraicznej polegające na wykonaniu dodawania lub odejmowania wyrazów podobnych. W wyniku redukcji wyrazów podobnych otrzymujemy prostszą postać sumy algebraicznej.
Konstruujemy pewną figurę, która powstaje przez powtórzenie tych samych czynności. W pierwszym etapie konstruujemy trójkąt. W drugim etapie na jednym z boków wyjściowego trójkąta budujemy kolejny, taki sam trójkąt. W trzecim etapie budujemy trójkąt na jednym z boków drugiego trójkąta i tak powtarzamy te czynności razy. Zobaczmy, jak to wygląda na rysunku.
Odpowiemy sobie teraz na kilka pytań.
Z ilu odcinków składa się pierwszy trójkąt? Tu odpowiedź jest łatwa. Wynosi .
Z ilu odcinków składa się figura w drugim etapie? Odpowiedź brzmi . A w trzecim? .
Czy zauważamy już pewną zależność?
Każdy kolejny etap budowy figury powiększa swoją ilość odcinków o . Zatem z ilu odcinków będzie składała się figura w setnym etapie? A ile w -tym?
Skonstruujemy zatem odpowiednie wyrażenie algebraiczne, które pozwoli nam wyznaczyć ilość odcinków w zależności od numeru etapu. W pierwszym etapie mamy trzy odcinki i każdy kolejny etap powiększa się co dwa, zatem możemy to zapisać jako wzór postaci .
Wówczas w setnym etapie figura składa się z odcinków.
Połącz w pary podobne do siebie jednomiany.
<span aria-label=" minus, trzy xyz" role="math"><math><mo>-</mo><mn>3</mn><mi>xyz</mi></math></span>, <span aria-label="dwanaście xy" role="math"><math><mn>12</mn><mi>xy</mi></math></span>, <span aria-label="trzydzieści dwa xz" role="math"><math><mn>32</mn><mi>xz</mi></math></span>, <span aria-label=" minus, cztery x" role="math"><math><mo>-</mo><mn>4</mn><mi>x</mi></math></span>, <span aria-label="zero kropka siedem yz" role="math"><math><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>7</mn><mi>yz</mi></math></span>
Połącz w pary jednomiany podobne.
<span aria-label=" minus, k" role="math"><math><mo>-</mo><mi>k</mi></math></span>, <span aria-label="minus, dwa m indeks górny, dwa, k" role="math"><math><msup><mrow><mo>-</mo><mn>2</mn><mi>m</mi></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow></msup><mi>k</mi></math></span>, <span aria-label="początek ułamka, jeden, mianownik, trzy, koniec ułamka, m" role="math"><math><mfrac><mrow><mn>1</mn></mrow><mrow><mn>3</mn></mrow></mfrac><mi>m</mi></math></span>, <span aria-label="początek ułamka, dwa, mianownik, siedem, koniec ułamka, k indeks górny, dwa" role="math"><math><mfrac><mrow><mn>2</mn></mrow><mrow><mn>7</mn></mrow></mfrac><msup><mrow><mi>k</mi></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow></msup></math></span>, <span aria-label="sześć m m" role="math"><math><mn>6</mn><mi>m</mi><mi>m</mi></math></span>, <span aria-label="zero kropka dwa trzy m indeks górny, dwa, k indeks górny, dwa" role="math"><math><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>23</mn><msup><mrow><mi>m</mi></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow></msup><msup><mrow><mi>k</mi></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow></msup></math></span>, <span aria-label=" minus, m k" role="math"><math><mo>-</mo><mi>m</mi><mi>k</mi></math></span>, <span aria-label="pięć m k indeks górny, dwa" role="math"><math><mn>5</mn><mi>m</mi><msup><mrow><mi>k</mi></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow></msup></math></span>
Połącz sumę algebraiczną i odpowiadający jej jednomian.
<span aria-label=" minus, trzy a" role="math"><math><mo>-</mo><mn>3</mn><mi>a</mi></math></span>, <span aria-label="trzy a" role="math"><math><mn>3</mn><mi>a</mi></math></span>, <span aria-label="dwa a" role="math"><math><mn>2</mn><mi>a</mi></math></span>, <span aria-label=" minus, a" role="math"><math><mo>-</mo><mi>a</mi></math></span>, <span aria-label="a" role="math"><math><mi>a</mi></math></span>
Podaj przykład jednomianu podobnego do jednomianu
,
,
.
Połącz w pary jednomian i odpowiadający mu współczynnik liczbowy.
<span aria-label=" minus, dwa a k, razy, początek ułamka, trzy, mianownik, cztery, koniec ułamka, k indeks górny, cztery, razy, nawias, minus, cztery a zamknięcie nawiasu" role="math"><math><mo>−</mo><mn>2</mn><mi>a</mi><mi>k</mi><mo>·</mo><mfrac><mn>3</mn><mn>4</mn></mfrac><msup><mi>k</mi><mn>4</mn></msup><mo>·</mo><mo>(</mo><mo>−</mo><mn>4</mn><mi>a</mi><mo>)</mo></math></span>, <span aria-label=" minus, początek ułamka, jeden, mianownik, trzy, koniec ułamka, z indeks górny, cztery, razy, trzydzieści z" role="math"><math><mo>-</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>3</mn></mfrac><msup><mi>z</mi><mn>4</mn></msup><mo>·</mo><mn>30</mn><mi>z</mi></math></span>, <span aria-label="dwa kropka dwa r s t nawias, minus, s zamknięcie nawiasu r t nawias, minus, dwa zamknięcie nawiasu" role="math"><math><mn>2</mn><mo>,</mo><mn>2</mn><mi>r</mi><mi>s</mi><mi>t</mi><mo>(</mo><mo>−</mo><mi>s</mi><mo>)</mo><mi>r</mi><mi>t</mi><mo>(</mo><mo>−</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></math></span>, <span aria-label="trzy x nawias, minus, dwa y z zamknięcie nawiasu" role="math"><math><mn>3</mn><mi>x</mi><mo>(</mo><mo>−</mo><mn>2</mn><mi>y</mi><mi>z</mi><mo>)</mo></math></span>, <span aria-label=" minus, zero kropka cztery cztery a h r nawias, minus, a h zamknięcie nawiasu nawias, minus, dziesięć r h a zamknięcie nawiasu" role="math"><math><mo>−</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>44</mn><mi>a</mi><mi>h</mi><mi>r</mi><mo>(</mo><mo>−</mo><mi>a</mi><mi>h</mi><mo>)</mo><mo>(</mo><mo>−</mo><mn>10</mn><mi>r</mi><mi>h</mi><mi>a</mi><mo>)</mo></math></span>, <span aria-label="zero kropka sześć t, razy, nawias, minus, d zamknięcie nawiasu, razy, nawias, minus, początek ułamka, sto, mianownik, sześć, koniec ułamka, zamknięcie nawiasu" role="math"><math><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>6</mn><mi>t</mi><mo>·</mo><mo>(</mo><mo>−</mo><mi>d</mi><mo>)</mo><mo>·</mo><mo>(</mo><mo>−</mo><mfrac><mn>100</mn><mn>6</mn></mfrac><mo>)</mo></math></span>, <span aria-label="zero kropka jeden jeden y z x nawias, minus, dwa x z zamknięcie nawiasu dwa y" role="math"><math><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>11</mn><mi>y</mi><mi>z</mi><mi>x</mi><mo>(</mo><mo>−</mo><mn>2</mn><mi>x</mi><mi>z</mi><mo>)</mo><mn>2</mn><mi>y</mi></math></span>
Połącz w pary sumę algebraiczną i odpowiadający jej jednomian.
<span aria-label="minus, x indeks górny, dwa, minus, x indeks górny, dwa, minus, x indeks górny, dwa" role="math"><math><msup><mrow><mo>-</mo><mi>x</mi></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow></msup><mo>-</mo><msup><mrow><mi>x</mi></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow></msup><mo>-</mo><msup><mrow><mi>x</mi></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow></msup></math></span>, <span aria-label="trzynaście x indeks górny, dwa, plus, dwa x, plus, nawias, minus, trzynaście x indeks górny, dwa, zamknięcie nawiasu" role="math"><math><mn>13</mn><msup><mrow><mi>x</mi></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow></msup><mo>+</mo><mn>2</mn><mi>x</mi><mo>+</mo><mfenced separators=""><mrow><mo>-</mo><mn>13</mn><msup><mrow><mi>x</mi></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow></msup></mrow></mfenced></math></span>, <span aria-label="x indeks górny, dwa, minus, pięć x indeks górny, dwa, plus, siedem x indeks górny, dwa" role="math"><math><msup><mrow><mi>x</mi></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow></msup><mo>-</mo><mn>5</mn><msup><mrow><mi>x</mi></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow></msup><mo>+</mo><msup><mrow><mn>7</mn><mi>x</mi></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow></msup></math></span>, <span aria-label="x, minus, x, minus, dwa x, plus, x" role="math"><math><mi>x</mi><mo>-</mo><mi>x</mi><mo>-</mo><mn>2</mn><mi>x</mi><mo>+</mo><mi>x</mi></math></span>, <span aria-label="x, plus, trzy x indeks górny, dwa, minus, x, plus, nawias, minus, pięć x indeks górny, dwa, zamknięcie nawiasu" role="math"><math><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>3</mn><msup><mrow><mi>x</mi></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow></msup><mo>-</mo><mi>x</mi><mo>+</mo><mo>(</mo><mo>-</mo><mn>5</mn><msup><mrow><mi>x</mi></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow></msup><mo>)</mo></math></span>, <span aria-label="dwanaście x, plus, x, minus, piętnaście x" role="math"><math><mn>12</mn><mi>x</mi><mo>+</mo><mi>x</mi><mo>-</mo><mn>15</mn><mi>x</mi></math></span>, <span aria-label="trzy x, minus, siedem x, plus, pięć x" role="math"><math><mn>3</mn><mi>x</mi><mo>-</mo><mn>7</mn><mi>x</mi><mo>+</mo><mn>5</mn><mi>x</mi></math></span>, <span aria-label="cztery x, plus, x indeks górny, dwa, plus, x indeks górny, dwa, minus, cztery x" role="math"><math><msup><mrow><mn>4</mn><mi>x</mi><mo>+</mo><mi>x</mi></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow></msup><mo>+</mo><msup><mrow><mi>x</mi></mrow><mrow><mn>2</mn></mrow></msup><mo>-</mo><mn>4</mn><mi>x</mi></math></span>
Zapisz za pomocą wyrażenia algebraicznego obwód trójkąta. Oblicz wartość liczbową tego wyrażenia dla i.