Wyrażenia algebraiczne
2. Działania na wyrażeniach algebraicznych

Na pewno wiesz, że to francuski matematyk i astronom François Viète (1540‑1603) jako pierwszy wprowadził oznaczenia literowe dla niewiadomych i współczynników. Ale czy wiesz, że to Viète podczas wojny francusko – hiszpańskiej, posługując się wyrażeniami algebraicznymi, znalazł klucz do szyfru używanego przez Hiszpanów? Królowi Hiszpanii wydawało się niemożliwe, że jeden człowiek potrafi złamać szyfr, który zbudowany był z około 500 symboli. Wniósł więc skargę do papieża o używanie przez Francuzów czarnej magii.
Dziś wyrażania algebraiczne są używane powszechnie – do zapisywania wzorów, równań, a nawet oznaczeń na metkach ubrań. Ważna jest zatem umiejętność operowania wyrażeniami algebraicznymi – przekształcanie ich i sprowadzanie do najprostszej postaci. A w szczególności dodawania i odejmowania.
Zapiszesz w prostszej postaci wyrażania zawierające sumy i różnice algebraiczne.
Rozwiniesz i utrwalisz umiejętności związane z mnożeniem wyrażeń algebraicznych.
Sprowadzisz do najprostszej postaci wyrażenia algebraiczne zawierające iloczyny i sumy algebraiczne.
Wykorzystasz wyrażania algebraiczne do dowodzenia twierdzeń.
Dodawanie i odejmowanie sum algebraicznych
Wyrażenia algebraiczne to liczby, litery lub liczby i litery połączone znakami działań. W wyrażeniach algebraicznych mogą występować też nawiasy.
Przykłady wyrażań algebraicznych | |
|---|---|
Zapis symboliczny | Nazwa |
Suma | |
Różnica | |
Iloczyn | |
Iloraz | |
Jednomian to liczba lub litera, lub iloczyn liter, lub iloczyn liczb i liter.
Przykłady jednomianów |
|---|
; ; ; ; |
Jednomian staramy się zapisać w postaci uporządkowanej – najpierw zapisujemy współczynnik liczbowy, następnie zmienne w porządku alfabetycznym.
Przykłady jednomianów w postaci uporządkowanej | |
|---|---|
Jednomian | Współczynnik liczbowy |
Jednomiany, które różnią się co najwyżej współczynnikiem liczbowym, nazywamy podobnymi. Jednomiany podobne składają się z tych samych zmiennych, występujących w tej samej potędze.
Przykłady jednomianów podobnych | ||
|---|---|---|
; ; | ; ; | ; ; |
Suma algebraiczna (wielomian)Suma algebraiczna (wielomian) to wyrażenie algebraiczne, w którym występuje dodawanie jednomianów. Składniki sumy nazywamy wyrazami sumy algebraicznejwyrazami sumy algebraicznej.
Przykłady sum algebraicznych | |
|---|---|
Suma | Wyrazy sumy |
, | |
Wartość liczbowa wyrażenia algebraicznego, to liczba, którą otrzymamy, gdy do danego wyrażenia w miejsce niewiadomych (liter), wstawimy dane liczby i wykonamy wskazane działania.
Przykłady obliczania wartości liczbowej wyrażeń algebraicznych | |
|---|---|
Obliczamy wartość liczbową wyrażenia , jeśli | |
Dodawanie i odejmowanie sum algebraicznych
Aby dodać lub odjąć sumy algebraiczne, należy najpierw opuścić nawiasy, o ile istnieją, a następnie wykonać redukcję wyrazów podobnych, o ile to możliwe. Przy czym nawiasy poprzedzone znakiem „+” usuwamy, bez zmiany znaków przed wyrazami w nawiasach. Nawiasy poprzedzone znakiem – usuwamy, zmieniając znak każdego wyrazu występującego w nawiasie na przeciwny.
Dodamy następujące wyrażenia:
,
,
.
Zauważ, że przed każdym z nawiasów stał znak „+”, zatem opuszczając nawiasy nie zmienialiśmy znaków jednomianów zapisanych w nawiasach.
Odejmiemy wyrażenia i .
Zauważ, że przed drugim nawiasem stał znak „-”, zatem opuszczając nawias, zmienialiśmy znaki jednomianów zapisanych w nawiasie na przeciwne.
Niech
,
,
.
Zapiszemy w prostszej postaci wyrażenie:
.
1 sposób
Sprowadzamy najpierw do najprostszej postaci wyrażenie , a następnie do wyniku podstawiamy odpowiednie wyrażenia, opuszczamy nawiasy i redukujemy wyrazy podobne.
2 sposób
Oznaczmy: .
W miejsce , , podstawiamy odpowiednie wyrażenia, wykonujemy wskazane działania i redukujemy wyrazy podobne.
Wykażemy, że suma kolejnych liczb naturalnych dodatnich jest podzielna przez .
Oznaczmy:
- kolejne liczby naturalne dodatnie.
Liczba jest liczbą naturalną.
Zatem iloczyn liczby 3 i liczby jest podzielny przez .
Wykażemy, że suma dwóch liczb naturalnych, z których pierwsza przy dzieleniu przez daje resztę , a druga przy dzieleniu przez daje resztę , dzieli się przez .
Oznaczmy:
- liczba, która w dzieleniu przez daje resztę ,
- liczba, która w dzieleniu przez daje resztę .
Liczba to liczba naturalna, zatem iloczyn dzieli się
przez .
Mnożenie wyrażeń algebraicznych
Czy wiesz, że działania na wyrażeniach algebraicznych można wykonywać też pisemnie? Na przykład mnożenie sumy algebraicznej przez liczbę wykonujemy analogicznie jak mnożenie liczby przez liczbę. W wyniku otrzymując oczywiście wyrażenie algebraiczne.
Aby pomnożyć w pamięci liczbę jednocyfrową przez dwucyfrową, można skorzystać z prawa rozdzielności mnożenia względem dodawania.
Na przykład:
Pomnożyliśmy każdy składnik sumy przez , a następnie dodaliśmy otrzymane iloczyny.
Analogicznie podstępujemy, mnożąc sumę algebraicznąsumę algebraiczną przez liczbę, bądź ogólnie – przez dowolny jednomian.
Wykonamy mnożenie.
Aby pomnożyć jednomian przez sumę algebraiczną, mnożymy każdy wyraz tej sumy przez ten jednomian i otrzymane iloczyny dodajemy.
Aby pomnożyć w pamięci dwie liczby co najmniej dwucyfrowe, można zapisać każdą z nich w postaci sumy lub różnicy, której jednym ze składników będzie pełna dziesiątka i dopiero wykonać mnożenie.
Na przykład:
,
.
Mnożyliśmy każdy wyraz pierwszej sumy przez każdy wyraz drugiej sumy i otrzymane iloczyny dodawaliśmy.
Podobnie postępujemy, mnożąc sumy algebraiczne.
Wykonamy mnożenie.
Wykonamy mnożenie.
Zauważ, że w obu przypadkach, po wykonaniu mnożenia, aby zapisać wyrażenie w prostszej postaci, redukowaliśmy wyrazy podobne.
Aby pomnożyć dwie sumy algebraiczne, mnożymy każdy wyraz pierwszej sumy przez każdy wyraz drugiej sumy i otrzymane iloczyny dodajemy. Następnie, jeśli jest to możliwe, redukujemy wyrazy podobne.
Jak zmieni się pole koła, gdy jego promień zwiększymy o ?
Oznaczmy:
– promień koła
Wtedy:
– promień koła zwiększony o
– początkowe pole koła
– pole koła o zwiększonym promieniu
Odpowiedź:
Pole koła zwiększy się o .
Wyłączanie czynnika przed nawias
Wyłączanie wspólnego czynnika przed nawias to zamiana sumy algebraicznej na iloczyn.
Jeżeli w każdym ze składników sumy algebraicznej występuje taki sam czynnik, to można ten wspólny czynnik wyłączyć przed nawias.
Przedstawimy sumy algebraiczne w postaci iloczynów:
Interaktywny test sprawdzający
Celem testów samosprawdzających jest utrwalenie tego, co już wiesz o wyrażeniach algebraicznych i rozwinięcie umiejętności związanych z przekształcaniem sum algebraicznych.
Jeśli uda ci się poprawnie rozwiązać wszystkie zadania, jesteś prawdziwym mistrzem!
Dodawanie i odejmowanie sum algebraicznych
Wymyśl podobne zadania i zaproś koleżankę lub kolegę do ich rozwiązania.
Ułóż domino matematyczne. Staraj się większość obliczeń wykonywać w pamięci.

Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/D2N727QQ1
Przeanalizuj ułożone przez siebie domino i zastanów się – jakie wyrażenie otrzymujemy w wyniku mnożenia jednomianów, jakie w przypadku mnożenia sumy przez liczbę (lub jednomian), a jakie w przypadku mnożenia sum algebraicznych.
Przeanalizuj ułożone przez siebie wyrażenia i zastanów się – jakie wyrażenie otrzymujemy w wyniku mnożenia jednomianów, jakie w przypadku mnożenia sumy przez liczbę (lub jednomian), a jakie w przypadku mnożenia sum algebraicznych.
Zestaw ćwiczeń interaktywnych
Wyłącz największy wspólny czynnik przed nawias.
Wykaż, że iloczyn dwóch liczb nieparzystych jest liczbą nieparzystą.
Słownik
wyrażenie algebraiczne, w którym występuje dodawanie jednomianów
składniki sumy algebraicznej