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专题2.7 多项式(知识讲解)
【学习目标】
1.认识整式的意义及表示方法;
2. 理解多项式的次数及多项式的项、常数项及次数的概念;
3.掌握整式的概念,会判断一个代数式是否为整式;
4. 能准确而熟练地列式子表示一些数量关系.
【要点梳理】
要点一、多项式
1.多项式的概念:几个单项式的和叫做多项式.
特别说明:“几个”是指两个或两个以上.
2. 多项式的项:每个单项式叫做多项式的项,不含字母的项叫做常数项.
特别说明:(1)多项式的每一项包括它前面的符号.
6x2 2x7
(2)一个多项式含有几项,就叫几项式,如: 是一个三项式.
3. 多项式的次数:多项式里次数最高项的次数,叫做 这
个多项式的次数.
特别说明:(1)多项式的次数不是所有项的次数之和, 而
是多项式中次数最高的单项式的次数.
(2)一个多项式中的最高次项有时不止一个,在确定 最
高次项时,都应写出.
要点二、 整式
单项式与多项式统称为整式.
特别说明:
(1)单项式、多项式、整式这三者之间的关系如图所示.即单项式、多项式必是整式,
但反过来就不一定成立.
(2)分母中含有字母的式子一定不是整式.
【典型例题】
类型一、多项式的判断
1.定义:f(a,b)是关于a,b的多项式,如果f(a,b)=f(b,a),那么f
(a,b)叫做“对称多项式”.例如,如果f(a,b)=a2+a+b+b2,则f(b,a)=
b2+b+a+a2,显然,所以f(a,b)=f(b,a)是“对称多项式”.
(1)f(a,b)=a2﹣2ab+b2是“对称多项式”,试说明理由;
(2)请写一个“对称多项式”,f(a,b)= (不多于四项);
【答案】(1)见分析(2)a+b,答案不唯一
【分析】
(1)根据对称多项式的定义,把多项式中的a,b互换,多项式不变就是,据此即可
判断;(2)根据定义即可写出,答案不唯一.
(1)解:∵f(b,a)=a2﹣2ab+b2,
∴f(a,b)=f(a,b),
∴f(a,b)=a2﹣2ab+b2是“对称多项式”.
(2)∵f(a,b)=a+b,f(b,a)=b+a,
∴f(a,b)=f(b,a),
∴f(a,b)=a+b是“对称多项式”.
故答案为:a+b.(答案不唯一)
【点拨】本题主要考查了整式的运算,理解“对称多项式”的定义,是解题的关键.
举一反三:
【变式1】 下列代数式中哪些是单项式?哪些是多项式?分别填入所属的圈中.
指出其中各单项式的系数;多项式中哪个次数最高?次数是多少?
【答案】单项式: ;多项式: ;单项
式的系数分别为: ;多项式 的次数最高,4次.
【分析】根据单项式定义,多项式的定义,单项式系数,单项式的次数等进行解答即
可.
解:单项式: ;
多项式: ;
单项式 的系数是: ;单项式 的系数是: ;单项式 的系数是:
;多项式 的次数最高,4次.
【点拨】本题考查了多项式、单项式有关内容,熟知相关概念是解本题的关键.
【变式2】将下列代数式按尽可能多的方法分类(至少写三种):
.
【分析】根据整式和分式分类,单项式,多项式,分式分类,单项式二项式,四项式,
分式分类,即可.
解:①整式: 分式: ;
②单项式: 多项式: 分式: ;
③单项式: 二项式: 四项式: 分式:
.
【点拨】本题主要考查整式,单项式,多项式的概念,熟练掌握整式,单项式、多项
式的定义是解题的关键.
类型二、多项式的项、项的系数、次数
2.已知单项式3x2yn的次数为5,多项式6+x2y﹣ x2﹣ x2ym+3的次数为6,求
单项式(m+n)xmyn的次数与系数的和.
【答案】8
【分析】根据已知求出m、n的值,把m、n的值代入单项式,求出单项式的系数和次
数,即可得出答案.
解:∵单项式3x2yn的次数为5,多项式6+x2y− x2− x2ym+3的次数为6,
∴2+n=5,2+m+3=6,
解得:m=1,n=3,
∴(m+n)xmyn=4xy3,
系数是4,次数是1+3=4,
4+4=8,
即单项式(m+n)xmyn的次数与系数的和是8.【点拨】本题考查了多项式和单项式的应用,主要考查学生的理解能力和计算能力.
举一反三:
【变式1】已知多项式 是六次四项式,单项式 的次数与这
个多项式的次数相同,求 的值.
【答案】 .
【分析】根据多项式的次数和项数以及单项式的次数的定义求得 的值,进而求得
的值.
解:因为多项式 是六次四项式,
所以 , 解得 .
因为单项式 的次数与这个多项式的次数相同,
所以 ,
所以 ,解得 .
故 .
【点拨】本题考查了多项式的次数和项数,掌握多项式的次数和项数是解题的关键.
【变式2】已知 是关于x的多项式.
(1)当m、n满足什么条件时,该多项式是关于x的二次多项式?
(2)当m,n满足什么条件时,该多项式是关于x的三次二项式?
【答案】(1)m=1,n≠-2时,该多项式是关于x的二次多项式;(2)m=-5,n=-2
时该多项式是关于x的三次二项式.
【分析】
(1)根据多项式为二次多项式即可列出关于m,n的式子进行求解;
(2)根据多项式为三次二项式即可列出关于m,n的式子进行求解.
解:(1)由题意得:m-1=0,且n+2≠0,
解得:m=1,n≠-2,
则m=1,n≠-2时,该多项式是关于x的二次多项式;
(2)由题意得:m-1≠0,n+2=0,且2m-5n=0,
解得:m≠1,n=-2,
把n=-2代入2m-5n=0得:m=-5,
则m=-5,n=-2时该多项式是关于x的三次二项式.【点拨】此题主要考查多项式的性质,解题的关键是根据多项式的特点列式求解.
类型三、由多项式的系数、指数求值
3、已知多项式 是五次四项式,单项式 与该多项
式的次数相同.
(1)求m、n的值.
(2)若 ,求这个多项式的值.
【答案】(1) , ;(2)
【分析】
(1)根据多项式 是五次四项式,可得 ,根据单项式
与该多项式的次数相同可得 ,求解即可;
(2)根据 得出 的值,然后代入多项式中求解即可.
解:(1)∵多项式 是五次四项式,
∴ ,解得 ,
∵单项式 与该多项式的次数相同,
∴ ,
即 ,解得 ,
∴ , ;
(2)∵ ,
∴ , ,
∴ , ,
由(1)得这个多项式为: ,
∴
=
== ,
所以这个多项式的值为 .
【点拨】本题考查了多项式的项和次数,单项式的次数,绝对值以及偶次方的非负性,
有理数的混合运算,根据题意求出题目中未知数的值是解本题的关键.
举一反三:
【变式1】已知关于x,y的多项式x2ym+1+xy2–2x3–5是六次四项式,单项式3x2ny5–m的
次数与这个多项式的次数相同,求m-n的值.
【答案】1
【分析】根据多项式x2ym+1+xy2-2x3-5是六次四项式知2+m+1=6,求得m的值,根据单
项式3x2ny5-m的次数与这个多项式的次数相同知2n+5-m=6,求得n的值,再代入计算可得.
解:因为多项式x2ym+1+xy2-2x3-5是六次四项式,
所以2+m+1=6,
所以m=3,
因为单项式6x2ny5–m的次数也是六次,
所以2n+5-m=6,
所以n=2,
所以m-n=3-2=1.
【点拨】本题考查了多项式的知识,属于基础题,解答本题的关键是掌握多项式次数
的判断,得出m、n的值,难度一般.
【变式2】已知a、b互为相反数,c、d互为倒数,多项式 是
六次四项式,单项式 的次数与这个多项式的次数相同,求
的值.
【答案】10
【分析】直接利用相反数以及倒数的定义得出a+b=0,cd=1,结合多项式次数确定
方法得出m的值,再利用单项式次数确定方法得出n的值,进而得出答案.
解:∵多项式 是六次四项式,
∴2+m+1=6,解得:m=3,
∵单项式 的次数与这个多项式的次数相同,∴2n+5﹣m=6,
则2n+5﹣3=6,
解得:n=2,
∵a、b互为相反数,c、d互为倒数,
∴a+b=0,cd=1,
∴(a+b)m+mn﹣(cd﹣n)2021
=0+9﹣(1﹣2)2021
=9﹣(﹣1)
=10.
【点拨】此题主要考查了单项式和多项式次数确定方法,正确得出m,n的值是解题
关键.
类型四、按某个字母升幂(降幂)排列
4、把多项式3x5y3-5x3y2-2x4y-3xy5+x2y4-1按下列要求排列:
(1)按x的升幂排列; (2)按y的降幂排列.
【答案】(1) ;
(2)
【分析】
(1)根据升幂排列的定义,我们把多项式的各项按照x的指数从小到大的顺序排列起
来即可.
(2)根据降幂排列的定义,我们把多项式的各项按照y的指数从大到小的顺序排列起
来即可.
解:(1)按x的升幂排列: ,
(2)按y的升幂排列: .
【点拨】此题考查了多项式的降幂排列的定义.首先要理解降幂排列的定义,然后要
确定是哪个字母的降幂排列,这样才能比较准确解决问题.
举一反三:
【变式1】请把多项式 重新排列.(1)按x降幂排列: (2)按y降幂排列.
【答案】(1) ;(2)
【分析】
(1)观察x的指数,按x的指数从大到小排列,即可;
(2)观察y的指数,按y的指数从大到小排列,即可.
解:(1) 按x降幂排列: ;
(2) 按y降幂排列: .
【点拨】本题主要考查多项式的相关概念,掌握多项式的升幂或降幂排列的意义,是
解题的关键.
【变式2】已知多项式 是五次四项式,且单项式 的次数与
该多项式的次数相同.
(1)求m、n的值;
(2)把这个多项式按x的降幂排列.
【答案】(1) ;(2)
【分析】
(1)利用多项式的有关定义得到2+m-1=5,2n+1=5,然后分别求出m、n;
(2)根据降幂排列的定义求解.
解:(1)∵多项式 是五次四项式,
∴ ,
解得 .
∵单项式 的次数与该多项式的次数相同,
∴ ,
解得 ;
(2)∵m=4,
∴多项式为 ,∴按x的降幂排列为
【点拨】本题考查了多项式:几个单项式的和叫做多项式,每个单项式叫做多项式的
项,其中不含字母的项叫做常数项.多项式中次数最高的项的次数叫做多项式的次数.
类型五、据要求写出多项式
5、已知代数式:① ,② ,③ ,④ ,⑤ ,⑥ ,
⑦ ,⑧ ,⑨ .
其中属于单项式的有_________________;(填序号)
属于多项式的有____________________;(填序号)
属于整式的有__________________________.(填序号)
【答案】①②⑥⑨,③⑤,①②③⑤⑥⑨
【分析】根据单项式,多项式和整式的定义将所给的代数式分类.
解:单项式有: , , , ;
多项式有: , ;
整式有: , , , , , .
故答案是:①②⑥⑨,③⑤,①②③⑤⑥⑨.
【点拨】本题考查单项式,多项式和整式的定义,解题的关键是掌握单项式,多项式
和整式的分类.
举一反三:
【变式1】指出下列各式中,哪些是单项式、哪些是多项式、哪些是整式?填在相应
的横线上:① ;②-x;③ ;④10;⑤6xy+1;⑥ ;⑦ m2n;⑧2x2-x-5;
⑨a7;⑩
单项式:____________________________;
多项式:________________________;
整式:________________________;【答案】②④⑦⑨;①③⑤⑧;①②③④⑤⑦⑧⑨.
【分析】 , 的分母中含有字母,所以它们既不是单项式,也不是多项式,再
根据单项式、多项式和整式的概念来分类.
解:单项式有:-x,10, m2n,a7;
多项式有: , ,6xy+1,2x2-x-5;
整式有: ,-x, ,10,6xy+1, m2n,2x2-x-5,a7.
【点拨】本题主要考查了整式的定义,掌握单项式、多项式和整式的概念和关系是解
答此题的关键,注意分式与整式的区别在于分母中是否含有字母.
【变式2】若将边长为 a 、b 的正方形 ABCD 按图 ① 中的比例进行分割,可以拼
成一个长方形A B C D 不重叠、无缝隙),如图②所示.
1 1 1 1
(1)根据图①可以拼成图②的面积关系,请写出 a 、b 之间存在的关系式;
(2)已知图③中,四边形 QMNG 与四边形EFGH 分别是以 a 、b 长为边的正方形
与图①中的 a 、b 相同),在图 3 已有的四边形中,面积相等的四边形有几组?请分
别写出.
【答案】(1) (2)2组,矩形 的面积=正方形 的面积和
矩形 的面积=正方形 的面积
【分析】
(1)根据正方形、矩形的面积公式计算;
(2)根据(1)的结论得到 ,结合图形计算,得到答案.
解:(1)由题意可得:;
(2)由(1)可知, ,
,
矩形 的面积 ,
正方形 的面积 ,
矩形 的面积=正方形 的面积 ,
则矩形 的面积=正方形 的面积。
【点拨】本题考查整式的混合运算,解题关键在于对于图形面积的结合,利用面积相
等去写出等式即可.
类型六、整式的判断
6、阅读下文,寻找规律:
已知: ,观察下列各式:
;
;
;
;
…
(1)填空:
① _________;
② _________.
(2)根据你的猜想,计算:
① _________;②那么 的末尾数字为_________.
【答案】(1) , (2) ,1
【分析】
(1)由题意可知每一个式子的结果为两项的差,被减数的指数比第二个因式中第一项
的指数大1,减数都为1,根据这个规律即可直接写出答案;
(2)①把x=2,n=2020代入所得的规律中即可得到答案;②先探究 的末尾数字的
规律,然后根据规律求解.
(1)解:①根据规律可得: ;
②原式
;
(2)解:①∵ ,
把x=2,n=2020代入,
得: ,
②∵ 的末尾数字是2, 的末尾数字是4, 的末尾数字是8, 的末尾数字是
6, 的末尾数字是2,…,
∵ ,
∴ 的末尾数字是2,
∴ 的末尾数字是1.
【点拨】本题主要考查了探索规律,体现了由一般到特殊的应用,解题的关键是探索
出规律,根据规律答题.
举一反三:
【变式1】阅读下列材料,完成相应的任务:
三角形数
古希腊著名数学家的毕达哥拉斯学派把1,3,6,10,...,这样的数称为“三角
形数”,第n个“三角形数”可表示为: .
发现:每相邻两个“三角形数”的和有一定的规律.如: ; ;;…
(1)第5个“三角形数”与第6个“三角形数”的和为__________;
(2)第n个“三角形数”与第 个“三角形数”的和的规律可用下面等式表示:
__________+__________=__________,请补全等式并说明它的正确性.
【答案】(1)36(2) , ,
【分析】
(1)根据第n个“三角形数”可表示为: 进行求解即可;
(2)根据规律得到等式并化简即可证明.
(1)解:第5个“三角形数”为: ;
第6个“三角形数”为: ;
第5个“三角形数”与第6个“三角形数”的和为:15+21=36,
故答案是:36;
(2) + =
理由:
∵左边 右边
∴原等式成立.
故答案是: , , .
【点拨】本题主要考查整式的混合运算的应用,正确理解“三角形数”的概念是解题
的关键.
【变式2】下面各行中的数都是正整数, 观察规律并解答下列问题:
(1)数字12的位置在第4行,从左往右数第5个数,可以表示成(4,5),那么(5,6)表
示的数是(2)第n行有 个数(用含n的代数式表示)
(3)数字2022排在第几行?从左往右数第几个数?请简要说明理由.
【答案】(1)22(2) (3)45行;86个;理由见分析
【分析】
(1)根据图中的数据,可以发现数字的变化特点,从而写出(5,6)表示的数;
(2)根据图中的数据,可以写出第n行的数字个数;
(3)根据前面发现的数字的变化特点,可以写出数字2022排在第几行,从左往右数
第几个,并说出理由.
(1)解:由图中的数据可知,第n行的最大的一个数据是 ,奇数行的数据从左到右依
次增大,偶数行的数据从左到右依次减小,第n行有(2n-1)个数,
(5,6)表示数字的位置在第5行,从左往右数第6个数,
第4行最大的一个数是 ,
第5行的数据从左往右依次为17,18,19,20,21,22,23,24,25,
第5行,从左往右数第6个数是22,即 (5,6)表示的数是22,
故答案为:22;
(2)解:∵第1行有1个数,第2行有3个数,第3行有5个数,……
∴第n行有(2n-1)个数,
故答案为:(2n-1);
(3)解:数字2022排在第45行,从左往右数第86个数.
理由如下:当 为偶数时,该行第一个数为 ,自左向右减小;当 为奇数时,
该行最后一个数为 ,自左向右增大.
∵ ,所以第45行最后一个数(第89个)为2025,
∴数字2022排在第45行,从左往右数第86个数.
【点拨】本题考查数字的变化规律,解答本题的关键是明确题意,发现数字的变化特
点,写出相应的数字.
类型七、数字类规律探索
7、(1)观察下面的点阵图与等式的关系,并填空:第1个点阵
第2个点阵
______+______
第3个点阵
______+______
(2)通过猜想,写出第 个点阵相对应的等式:__________.
【答案】(1)22,32,32,42;(2)1+3+5+…+(2n﹣1)+(2n+1)+(2n﹣1)+…
+5+3+1=n2+(n+1)2.
【分析】
(1)根据点阵图即可求解;
(2)根据(1)中的3个等式得出规律,进而写出第n个点阵相对应的等式.
解:(1)第1个点阵 1+3+1=12+22,
第2个点阵 1+3+5+3+1=22+32,
第3个点阵 1+3+5+7+5+3+1=32+42.
故答案为22,32,32,42;
(2)第n个点阵相对应的等式为:
1+3+5+…+(2n﹣1)+(2n+1)+(2n﹣1)+…+5+3+1=n2+(n+1)2.
故答案为:1+3+5+…+(2n﹣1)+(2n+1)+(2n﹣1)+…+5+3+1=n2+(n+1)2.
【点拨】本题考查了规律型:图形的变化类,要求学生通过观察,分析、归纳发现其
中的规律.
举一反三:【变式1】问题提出:
将一根长度是 ( 的偶数)的细绳按照如图所示的方法对折 次( ),然
后从重叠的细绳的一端开始,每隔1厘米(两端弯曲部分的绳长忽略不计)剪1刀,共剪
刀( 的整数),最后得到一些长 和长 的细绳.如果长 的细绳有222根,
那么原来的细绳的长度 是多少 ?
问题探究:
为了解决问题,我们可以先从最简单的情形入手,再逐次递进,从中找出解决问题的
方法.
探究一:
对折1次,可以看成有 根绳子重叠在一起,如果剪1刀(如图①),左端出现了2
根长 的细绳,右端出现了 根长 的细绳,所以原绳长为 ;
如果剪2刀(如图②),左端仍有2根长 的细绳,中间有 根长 的细绳,右
端仍有 根长 的细绳, 所以原绳长为 ;如果剪3刀(如图
③),左端仍有2根长 的细绳,中间有 根长 的细绳,右端仍有 根
长 的细绳,所以原绳长为 ;以此类推,如果剪 刀,左端仍有2
根长 的细绳,中间有 根长 细绳,右端仍有 根长 的
细绳,所以,原绳长为 .
探究二:
对折2次,可以看成有 根绳子重叠在一起,如果剪1刀(如图④),左端出现了2
根长 的细绳,两端共出现了 根长 的细绳,所以原绳长为 ;如果剪2刀(如图⑤),左端仍有2根长 的细绳,中间有 根长 的细绳,两
端仍有 根长 的细绳,所以原绳长为 ;如果剪3刀(如
图⑥),左端仍有2根长 的细绳,中间有 根长 的细绳,两端共有
根长 的细绳,所以原绳长为 ;以此类推,如果剪 刀,左端仍
有2根长 的细绳,中间有 根长 的细绳,两端仍有
根长 的细绳,所以原绳长为 .
探究三:
对折3次(如图⑦),可以看成有 根绳子重叠在一起,如果剪 刀,左端有2根长
的细绳,中间有 根长 的细绳,两端有 根长
的细绳,所以原绳长为 cm.
(1)总结规律:
对折 次,可以看成有 根绳子重叠在一起,如果剪 刀,左端有 根
长 的细绳,中间会有 根长 的细绳,两端会有 根长 的细绳,
所以原绳长为 .
(2)问题解决:
如果长 的细绳有222根,根据以上探究过程可以推算出细绳可能被对折了
次,被剪了 刀,原来的细绳的长度 是 .(3)拓展应用:
如果长 的细绳有2024根,那么原来的细绳的长度 是 .
【答案】(1)2n,2, ,( ), (2)1或2,111或56,224或228
(3)2026
【分析】
(1)根据题意对折1次,2次,3次的规律,进行推导对折n次的结果;
(2)由题意,得2+ =222,进而讨论解得情况求m,n即可;
(3)方法同(2)进行计算即可.
(1)解:对折1次,有 根绳子重叠在一起,剪 刀,左端仍有2根长 的细绳,中
间有 根长 细绳,右端有 根长 的细绳,原绳长为 ,
对折2次,有 根绳子重叠在一起,剪 刀,左端仍有2根长 的细绳,中
间有 根长 的细绳,两端有 根长 的细绳,原绳长为 ,
对折3次,有 根绳子重叠在一起,剪 刀,左端仍有2根长 的细绳,中
间有 根长 的细绳,两端有 根长 的细绳,原绳长为 ,
……
则对折 次,可以看成有 根绳子重叠在一起,如果剪 刀,左端有2根长
的细绳,中间会有 根长 的细绳,两端会有( )根长 的细绳,所
以原绳长为
故答案为:2n,2, ,( ), ;
(2)解:由题意,得2+ =222
∴ =220
∴
又 ,220=2×110或220=4×55
∴ 可以为2,4∴ =2或4,m-1=110或55
∴n=1或2,m=111或56
∴原绳长为21×(111+1)=224或22×(56+1)=4×57=228
故答案为:1或2,111或56,224或228;
(3)解:由题意,得2+ =2024
∴ =2022
∴
又 ,2022=2×1011
∴ 为2
∴ =2,m-1=1011
∴n=1,m=1012
∴原绳长为21×(1012+1)=2×1013=2026
故答案为:2026.
【点拨】本题考查了图形变化类规律探究,解决本题的关键是读懂题意,根据图形变
化归纳出规律.
【变式2】(1)有一列数1、3、5、7……有无数项(无数个数),请观察其规律后写
出其中第20项(从左往右数第20个数)是 ,第n项是 ;
(2)二算法是数学的一种很重要的方法,用二算法可以得到许多很重要的数学公式.
请观察下图,用二算法推导出1+3、1+3+5、1+3+5+7的计算结果,猜测1+3+5+7
+……+(2n-1)的计算结果;
(3)由(2)推导出2+4+6+……+2n的结果.
【答案】(1)39; 2n-1;(2) n2;(3)n2+n
【分析】(1)由所给的数字可得第n个数为2n﹣1,据此解答即可;
(2)对所给的图形进行分析,总结出规律即可;
(3)利用(2)的方式进行求解即可.
解:(1)∵一列数1、3、5、7…,
∴第n个数为:2n﹣1,
∴第20个数为:2×20﹣1=39,
故答案为:39,2n﹣1;
(2)第(2)图中,分层小正方形的个数是(1+3)个,而整体计算小正方形的个数
是22,所以,1+3=22;
第(3)图中,分层小正方形的个数是(1+3+5)个,而整体计算小正方形的个数
是32,所以,1+3+5=32;
第(4)图中,分层小正方形的个数是(1+3+5+7)个,而整体计算小正方形的个
数是42,所以,1+3+5+7=42;
猜测1+3+5+7+…+(2n﹣1)=n2;
(3)2+4+6+8+…+2n
=1+1+3+1+5+1+7+1+…+(2n﹣1)+1
=1+3+5+7+…+(2n﹣1)+n
=n2+n.
【点拨】本题主要考查数字的变化规律,解答的关键是由所给的数字分析清楚存在的
规律.