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單元二:多項式與其加減運算

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Academic year: 2021

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(1)

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,

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)

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)

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)

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)

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)

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。

(7)

7

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)

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)

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)

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

(11)

11

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」?

(12)

12

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

(13)

13

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

(14)

14

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

(15)

15

(16)

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

常數項

(17)

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)

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!

(19)

19

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

(20)

20

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

(21)

21

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)

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

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)

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

參考文獻

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