單元二:多項式與其加減運算
課文A:多項式
介紹完乘法公式後,接著我們要談的是「多項式」。
什麼是多項式呢?
如3x2− 2x + 1 和 2x + 3這樣的數學式,就稱作「x 的多項式」。多項式
是一種包含「變數」和「係數」的式子,並且只運用到加法、減法和乘
法。
但是,當變數 x 出現在分母或絕對值時,就不屬於多項式,
如 1
x2+2x−3 和 |2x2− 3x + 5|。
而既然稱作「多項式」代表是由很多「項」所構成,以3x2− 2x + 1來
說,就包含3x2、−2x 和+1三項,如下圖
3x2− 2x + 1
※項與係數
多項式由許多「項」組成,這些不同的「項」,各有不同的名稱,每個
「項」裡又包含了「係數」。
以 3x2這一項來說,因為 x 的次數為二次方,所以我們稱它為「二次
項」,而 3 則是它的「係數」。
項 項 項
2
3 x2
再以−2x這一項來說,因為 x 的次數為一次方,所以我們稱它為「一次
項」,而-2 則是它的「係數」。
−2 x
而最後一項+1,乍看之下似乎沒有任何的變數 x,但其實它的項式是 x0
(x 的 0 次方),也就是+1 代表+1x0,所以我們稱它為「零次項」,而因
為任何數的 0 次方都等於 1(除了 0 以外),所以我們把+1x0簡寫成+1,
由於它是一個固定不變的數,所以我們又稱它為「常數項」,並說這個多
項式的常數項為+1。
※次數與項數
一個多項式所有「項」中的最高次方,我們稱作這個多項式的「次數」
。比方說,多項式 2x2− 3x + 1中,總共有2x2、−3x和+1三個項,其中
的最高次方數是 2 次方(即2x2項的次方數),所以我們稱這個多項式為
「二次多項式」。而因為它有三個項,所以它的「項數」為 3。當一個多
項式項數為 1 時,我們叫做「單項式」,如5x2或−4x。
係數
係數
3
如果一個單項式是一個不是 0 的常數時,如−7,因為它的最高次方數是
0 次方(即−7 = −7x0),所以我們稱它為「零次多項式」。
上面我們提到,如果單項式是一個不是 0 的常數時,我們稱它為「零次
多項式」。換句話說,0 並不是「零次多項式」,因為 0 可能代表 0 乘以任
何的項式,如0𝑥8
、
0𝑥2,因此 0 並不是「零次多項式」。那麼 0 是不是一個多項式呢?
雖然 0 不是「零次多項式」,但 0 確實也是一個多項式。
由於我們從小認識的 0,竟然不只是數字,也是一個「多項式」,所以我
們給它取一個專屬的名字叫做「零多項式」。
※降冪與升冪
一個多項式是由許多「項」組成,每一項都有它的次數,我們怎麼去排
列這些項呢?我們舉一個四次多項式x3+ 2x2− 5x4− 3x + 1為例。它總
共有 5 項,分別是x3、+2x2、−5x4、−3x和+1。如下圖
x
3+ 2x
2− 5x
4− 3x + 1
你有沒有發現,如果以各項的次數來說,這 5 項的排列是沒有按照次方
大小順序的。它的排列順序是三次項→二次項→四次項→一次項→常數
項(零次項)。
三次項 二次項 四次項 一次項 常數項
4
如果我們要依各項次數大小順序來排,就可以有兩種排法,第一是由小
至大,也就是常數項(零次項)→一次項→二次項→三次項→四次項。
排出來就是
1 − 3x + 2x2+ x3− 5x4
這樣的排列方式我們叫做「升冪」。「冪」指的就是次方,因此升冪就是
按照各項的次數由低至高進行排列。
第二種則是由大至小,也就是四次項→三次項→二次項→一次項→常數
項(零次項)。排出來就是
−5x4+ x3+ 2x2− 3x + 1
這樣的排列方式我們叫做「降冪」。也就是按照各項的次數由高至低進行
排列。
升冪和降冪都是按照各項的次數進行排列,其中降冪排列是我們比較常
用的方式。
5
下面我們就來做一些題目,練習上面的觀念。
Ex 1:判斷下面式子是不是多項式,並且在□內打勾。
式子 是否為多項式 式子 是否為多項式
2x2− 5x □是 □否 1 x2+1
x+ 1 □是 □否
3 □是 □否 |x2− 3x + 1| □是 □否
−x2+1
2x □是 □否 0 □是 □否
Ex 2:下面選項(A)到(F)都是 x 的多項式,依據下面的問題,填入適當
的代碼
(A) 2x2+ 3x + 1 (B) 0 (C) −4x2− 2
(D) 2x (E) −3
5 (F) 1
2x + 1 (1) 哪些是二次多項式?____________
(2) 哪些是一次多項式?____________
(3) 哪些是單項式?____________
(4) 哪些是零次多項式?____________
(5) 哪些是零多項式?____________
6
Ex 3:依據下列各多項式完成下列表格
多項式 次數 二次項係數 一次項係數 常數項
−2x3− 5x2+ x − 1
3x − 5
−2 3
Ex 4:請將多項式8 − 2x2− 5x − 2x3,分別依升冪和降冪排列。
Ex 5:已知(a − 5)x3− (b + 2)x2 − (a + b − 5)x + (a − b + 3)為一次多
項式,求 a、b 的值與原多項式。
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Ex 1:判斷下面式子是不是多項式,並且在□內打勾。
式子 是否為多項式 式子 是否為多項式
2x2− 5x □是 □否 1 x2+1
x+ 1 □是 □否
3 □是 □否 |x2− 3x + 1| □是 □否
−x2+1
2x □是 □否 0 □是 □否
解:
因為當文字符號 x 出現在分母或絕對值時,就不屬於多項式,所以
1 x2+1
x+ 1和|x2− 3x + 1|都不是多項式。而2x2− 5x、3、−x2+1
2x和 0 都是多項式。
Ex 2:下面選項(A)到(F)都是 x 的多項式,依據下面的問題,填入適當
的代碼
(A) 2x2+ 3x + 1 (B) 0 (C) −4x2− 2
(D) 2x (E) −3
5 (F) 1
2x + 1 (1) 哪些是二次多項式?____________
(2) 哪些是一次多項式?____________
(3) 哪些是單項式?____________
8
(4) 哪些是零次多項式?____________
(5) 哪些是零多項式?____________
解:
(1)二次多項式代表最高次方是二次,所以(A)、(C)都是二次多項式。
(2)一次多項式代表最高次方是一次,所以(D)、(F)都是一次多項式。
(3)單項式代表只有一項,所以(B)、(D)、(E)都是單項式。
(4)零次多項式指的是一個不為 0 的常數,所以(E)都零次多項式。
(5)零多項式指的就是 0,所以答案是(B)。
Ex 3:依據下列各多項式完成下列表格
多項式 次數 二次項係數 一次項係數 常數項
−2x3− 5x2+ x − 1
3x − 5
−2 3
9
解:
多項式 次數 二次項係數 一次項係數 常數項
−2x3− 5x2+ x − 1
3 -5 1 -1
3x − 5
1 0 3 -5
−2
3
0 0 0 − 2
3
解:
當多項式不包含每一項式時,我們稱那一項的係數為 0。如3x − 5並不包
含二次項,所以我們說多項式3x − 5的二次項係數為 0。
Ex 4:請將多項式8 − 2x2− 5x − 2x3,分別依升冪和降冪排列。
解:
升冪排列:8 − 5x − 2x2− 2x3
降冪排列:−2x3− 2x2− 5x + 8
10
Ex 5:已知(a − 5)x3− (b + 2)x2 − (a + b − 5)x + (a − b + 3)為一次多
項式,求 a、b 的值與原多項式。
解:
因為 (a − 5)x3− (b + 2)x2− (a + b − 5)x + (a − b + 3)為一次多項式
所以三次方項(a − 5)x3與二次方項−(b + 2)x2應該都為 0
故三次方項係數a − 5 = 0,且二次方項係數−(b + 2) = 0
所以a = 5、b = −2
代入原多項式,得到
−(a + b − 5)x + (a − b + 3) = −[5 + (−2) − 5]x + [5 − (−2) + 3]
= 2x + 10
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重點提問
在這一個段落裡,我們介紹了很多跟多項式有關的概念,包括什麼是多項
式、項、係數、項的次數、多項式的次數和項數、單項式、零次多項式、
常數項、零多項式、升冪和降冪等。
你對這些概念熟悉嗎?
請你參考課文的說明,完成下面的問答,並舉例說明
1. 什麼是「項」?
2. 什麼是「係數」?
3. 什麼是「項的次數」?
4. 什麼是「多項式的次數」?
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5. 什麼是「零次多項式」?
6. 什麼是「常數項」?
7. 什麼是「零多項式」?
8. 什麼是「升冪和降冪」?
․隨堂練習:
1. 判斷下面式子是不是多項式,並且在□內打勾。
式子 是否為多項式 式子 是否為多項式
3x2+ 2x □是 □否 1
x2+ 2x − 1 □是 □否
−3
5 □是 □否 |2x + 1| □是 □否
x
3 □是 □否 0 □是 □否
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2. 下面選項(A)到(F)都是 x 的多項式,依據下面的問題,填入適當的
代碼
(A) −3x2 (B) 0 (C) 2x2− 2
(D) 2x − 3 (E) −3
5 (F) 1
3x + 2 (1) 哪些是二次多項式?____________
(2) 哪些是一次多項式?____________
(3) 哪些是單項式?____________
(4) 哪些是零次多項式?____________
(5) 哪些是零多項式?____________
3. 依據下列各多項式完成下列表格
多項式 次數 二次項係數 一次項係數 常數項
3x4+ 2x − 1
x − 3
2
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4. 請將多項式3x2− 2x4+ 8 − 5x − 2x3,分別依升冪和降冪排列。
5. 已知(a + 2)x3− (b − 3)x2− (a + b − 2)x + (a − b + 1)為一次多項
式,求 a、b 的值與原多項式。
1.多項式(項與係
數)
2.多項式(2) 3 多項式(例 1~例 6)
https://www.youtube .com/watch?v=RJd- FsJQPVc
https://www.youtube.com /watch?v=zoFdnGwo6lE
https://www.youtube.com/
watch?v=cGaX2ZAwPOI
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16
課文 B:多項式的加減
介紹完什麼是多項式後,接下來我們就要學習對多項式做加、減、乘、
除的四則運算了。
首先我們要來做多項式的加減。
與其說多項式的加減是加減運算,倒不如說是做「同類項合併」。
什麼是「同類項」呢?
多項式中次方相同的項我們就稱為同類項,像是2x2和−3x2都是二次方
項,所以2x2和−3x2就是「同類項」。而−2x2和3x3,一個是二次項、一個
是三次項,次數不同,所以就不是「同類項」。
同類項怎麼合併呢?
我們用一個例子來看看。
Ex 1:化簡多項式 3x2+ 4x − 1 − 2x3+ x2− 5x + 3
◎解題思維:
在這道題目裡,有三組同類項,分別是x2項、x項和常數項。如下圖
3x2+ 4x − 1 − 2x3+ x2− 5x + 3
x項 x2項
常數項
17
我們可以將這三組同類項分別合併。如下
x2項:3x2+ x2=4x2
x項:+4x − 5x = −x
常數項:−1 + 3 = +2
另外x3項只有−2x3,沒有同類項可以跟它合併,所以維持不變。
解:3x2+ 4x − 1 − 2x3+ x2− 5x + 3
= −2x3+ 3x2+ x2+ 4x − 5x − 1 + 3
= −2x3+ 4x2− x + 2
從上面的例子中,我們介紹了同類項合併的做法,下面就讓我們來看一
些多項式加減的例子。
Ex 2:計算 (x2+ 3x − 2) + (−2x2− 5x + 1)
Ex 3:計算 (−x2+ 2x + 3) − (3x2− 2x + 1)
18
Ex 2:計算 (x2+ 3x − 2) + (−2x2− 5x + 1)
解:
(x2+ 3x − 2) + (−2x2− 5x + 1)
= x2+ 3x − 2 − 2x2− 5x + 1
= x2− 2x2+ 3x − 5x − 2 + 1
= −x2− 2x − 1
Ex 3:計算 (−x2+ 2x + 3) − (3x2− 2x + 1)
解:
(−x2 + 2x + 3) − (3x2− 2x + 1)
= −x2+ 2x + 3 − 3x2
+
2x−
1= −x2− 3x2+ 2x + 2x + 3 − 1
= −4x2+ 4x + 2
先依照去括號規則把 括號去掉!
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重點提問
請你依據課文的說明,解釋一下什麼叫作「同類項」?並以2x2+ 3x − 5 −
3x3 + 2x2− 7x + 4為例,寫出所有的同類項。
․隨堂練習:
1. 化簡多項式 −5x2+ 2x − 1 − 2x3+ 4x2− 5x − 3
2. 計算(2x2+ x − 3) + (−x2− 2x + 5)
3. 計算(−x2− 2x − 5) − (x2− 3x − 4)
還是不太懂,請看下面影 片
https://www.youtube.com/watch
?v=BhMeyDpjl_4
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課文 C:多項式加減的進階應用
Ex 1:計算下列各式,並用降冪排列
(1) (−2x3+ 5x) + (−2x − 5x2+ 7) − (x3− 3x2+ 5)
(2) (2x3+ 3x2− 5x + 7) − [(4x3 + 5x) − (2x2− 3x − 4)]
解:(1) (−2x3+ 5x) + (−2x − 5x2+ 7) − (x3− 3x2+ 5)
= −2x3+ 5x − 2x − 5x2+ 7 − x3
+
3x2−
5= −2x3− x3− 5x2
+
3x2+ 5x − 2x + 7−
5= −3x3− 2x2+ 3x + 2
解:(2) (2x3+ 3x2− 5x + 7) − [(4x3+ 5x) − (2x2− 3x − 4)]
= (2x3+ 3x2− 5x + 7) − (4x3+ 5x
−
2x2+
3x+
4)= (2x3+ 3x2− 5x + 7) − (4x3− 2x2+ 8x + 4)
= 2x3+ 3x2− 5x + 7
−
4x3+
2x2−
8x−
4= 2x3
−
4x3+ 3x2+
2x2− 5x−
8x + 7−
4= −2x3+ 5x2− 13x + 3
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Ex 2:化簡(ax2− 3x + 2) − (x2− bx + c)後會得到2x − 5則 a、b、c 的
值各為何?
解:
因為 (ax2− 3x + 2) − (x2− bx + c)
= ax2− 3x + 2
−
x2+
bx−
c= (a − 1)x2+ (b − 3)x + 2
−
c= 2x − 5
比較係數後可以知道 a − 1 = 0、b − 3 = 2、2
−
c = −5故 a = 1、b = 5、c = 7
Ex 3:曉華做一道數學題如下:
A、B 為兩多項式,A=3x2− 4x + 5,B= ,求 A+B。
結果他將 A+B 看錯成 A-B,並算出答案 x2− 2x + 1。
若題目的 B 已經污損,請你試著用他算出來的結果,找出原來的 B,並
幫他算出正確答案。
22
解:
因為小華實際上算的是 A-B,並且作出答案x2− 2x + 1
所以我們可以列出式子如下
(3x2 − 4x + 5) − B = x2− 2x + 1
所以
−B = x2− 2x + 1 − (3x2− 4x + 5)
= x2− 2x + 1
−
3x2+
4x−
5= −2x2+ 2x − 4
兩邊同乘以-1,得到
B = 2x2 − 2x + 4
故
A + B = (3x2− 4x + 5) + (2x2− 2x + 4)
= 3x2− 4x + 5 + 2x2− 2x + 4
= 5x2− 6x + 9
答:B = 2x2 − 2x + 4,正確答案為5x2− 6x + 9
23
․隨堂練習:
1. 計算下列各式,並用降冪排列
(1) (−x3+ 4x) + (−3x − 3x2 + 5) − (x3− 2x2+ 3)
(2) (3x3+ 5x2− 7x + 9) − [(2x3+ 3x) − (5x2− x − 4)]
2. 化簡(ax2− x + 3) − (2x2+ bx − c)後會得到3x − 4則 a、b、c 的值
各為何?
3. 曉華做一道數學題如下:
A、B 為兩多項式,A=2x2− x + 3,B= ,求 A+B。
結果他將 A+B 看錯成 A-B,並算出答案2x2− 3x + 5。
若題目的 B 已經污損,請你試著用他算出來的結果,找出原來的 B,
並幫他算出正確答案。
還是不太懂,請看下面影片
https://www.youtube.com/watch?v=J mfuhSZnOlo