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第九周讲义 代数式的化简和求值
用数值代替代数式里的字母,按照代数式里指明的运算计算出的结果,就叫代数式的值,经常利用代数式的值进行比较、推断代数式所反映的规律.
在求代数式的值时,我们经常先将代数式化简,再代入数值计算,从而到达简化计算的目的.在化简代数式时常用到去括号法则、合并同类项法则、绝对值的意义及分类讨论的思想等.
例1 已知x<-3,化简│3+│2-│1+x│││.
分析 这是一个含有多层绝对值符号的问题,可以从里到外一层一层地去绝对值符号.
解:∵x<-3,∴1+x<0,3+x<0
原式=│3+│2+(1+x)││
=│3+│3+x││
=│3-(3+x)│
=│-x│=-x.
练习1
1.化简:3x2y-[2xy2-2(xy-x2y)+xy]+3xy2.
2.当x<-2时,化简.
3.化简:│3x+1│+│2x-1│.
例2 设(2x-1)5=a5x5+a4x4+a33x+a22x+a1x+a0,
求:(1)a1+a2+a3+a4+a5+a6的值;(2)a0-a1+a2-a3+a4-a5的值;(3)a0+a2+a4的值.
分析 可以取x的特殊值.
解:(1)当x=1时,
等式左边=(2×1-1)5=1,
等式右边=a5+a4+a3+a2+a1+a0,
∴a0+a1+a2+a3+a4+a5=1. ①
(2)当x=-1时,
等式左边=[2×(-1)-1]5=-243,
等式右边=-a5+a4-a3+a2-a1+a0
∴a0-a1+a2-a3+a4-a5=-243. ②
(3)①+②得,
2a0+2a2+2a2=-242.
∴a0+a2+a4=-121.
练习2
1.当x=2时,代数式ax3-bx+1的值等于-17,那么当x=-1时,代数式12ax-3bx3-5的值等于_________.
2.某同学求代数式10x9+9x8+8x7+7x6+6x5+5x4+4x3+3x2+2x+1,当x=-1时的值时,
该生由于将式子中某一项前的“+”号误看成“-”号,算得代数式的值为7,那么这位同学看错了几次项前的符号?
3.已知y=ax7+bx5+cx3+dx+e,其中a、b、c、d、e为常数,当x=2时,y=23;当x=-2时,y=-35;那么e的值为( ).
A.-6 B.6 C.-12 D.12
例3 若,求x+y+z的值.
分析 对于连等我们常设它们的比值为k,或用其中一个表示数的字母把其它的数表示出来.
设=k,则:x=k(a-b),y=k(b-c),z=k(c-a)
即x=ka-kb,y=kb-kc,z=kc-ka, ∴x+y+z=0
练习3
1.已知=,求.
2.已知a=3b,c=5a,求的值.
3.已知-=2,求的值.
例4 若a+b+c=0,且=0,
求的值.
分析 先代入使a+b+c=0、=0成立的a、b、c的特殊值,如a=b=1,c=-2,可求得所求代数式的值为0,给出求值方向.下面我们来说明所求代数式的值为0.
解:由:a+b+c=0,两边同乘以abc,得:
a2bc+ab2c+abc2=0 ①
由=0,两边同乘以abc,得:
bc(b-c)+ac(c-a)+ab(a-b)=0,
即 a2(b-c)+b2(c-a)+c2(a-b)=0. ②
①+②得:a2(bc+b-c)+b2(ac+c-a)+c2(ab+a-b)=0
两边同除以a2b2c2得:
=0
∴原式的值为0.
练习4
1.已知(x-3)2+│n-2│=0,求代数式3xn+xn-1-(x3+xn-1-3)的值.
2.已知A=3x2-9xy+y2,B=3x2-9xy-y2,化简:2A-{3B-[A+2(B-A)]}.
3.如果无论x取什么值,代数式(分母不为零)都得到同样的值,那么a与b应满足什么条件?
例5 已知三个正数a、b、c满足abc=1,求的值.
分析 本题若直接通分,计算较复杂,考虑到abc=1,可将原式第二个分式的分子、分母同乘以a,第三个分式的分子、分母同乘以ab,达到通分的目的.
解:原式=+
=+
==1.
练习5
1.若a、b为正数,且ab=1,求的值.
2.已知a+=1,b+=1,求c+的值.
3.若a、b、c、d是四个正数,且abcd=1,
求的值.
答案:
练习1
1.xy2+xy.
原式=3x2y-[2xy2-2xy+3x2y+xy]+3xy2=3x2y-2xy2+2xy-3x2y-xy+3xy2=xy2+xy.
2.1 │+│1-x││(因为1-x>0)
=│1+1-x│
=│2-x│(因为2-x>0)
=2-x
∴原式=1.
3.当x<时,原式=-5x;当≤x<时,原式=x+2;当x≥时,原式=5x.
用零点区间讨论法:
由3x+1=0、2x-1=0,得零点,x=-,、x=,把这两个零点标在数轴上,可把数轴分为三部分,即x<-、-≤x<、x≥,这样就可以分类讨论化简原式了.
当x<-时,原式=-(3x+1)-(2x-1)=-5x;
当-≤x〈时,原式=(3x+1)-(2x-1)=x+2;
当x≥时,原式=(3x+1)+(2x-1)=5x.
练习2
1.22.当x=2时,8a-2b+1=-17,即4a-b=-9;
当x=-1时,-12a+3b-5=-3(4a-b)-5=-3×(-9)-5=22.
2.5. 设看错的是x的n次项前的符号,那么他计算的代数式实际是
10x9+9x8+…+2x+1-2(n+1)xn,由题意得:
10×(-1)9+9×(-1)8+…+2×(-1)+1-2(n+1)(-1)n=7,
即(n+1)(-1)n=-6.
∴n=5.
3.A.当x=2时,27·a+25·b+23·c+2d+e=23 ①
当x=-2时,-27·a-25·b-23·c-2d+e=-35 ②
①+②得2e=-12,∴e=-6.选A.
练习3
1.或-1.设==k,则:
x=k(y+z)①;y=k(x+z)②;z=k(x+y)③.
①+②+③得:x+y+z=2k(x+y+z),∴(x+y+z)(2k-1)=0.
当x+y+z=0时,==-1,当2k-1=0时,k=,即=.
2.-.c=5a=15b,把a=3b,c=15b代入原式,原式==-.
3.-.由-=2,知y-x=2xy,故原式=-.
练习4
1.3 由题意知x=3,n=2.
原式=3xn+xn-1-x3-xn-1+3=3xn-x3+3=3×32-33+3=3.
2.2y2.原式=2A-{3B-[A+2B-2A]}
=2A-{3B-A-2B+2A}
=2A-3B+A+2B-2A
=A-B
=3x2-9xy+y2-(3x2-9xy-y2)=2y2.
3.4a=3b.因不论x取什么值,代数式的值都相同,
所以我们可以取x=0,得:=,
即不论x取什么值,该代数式的值都为,
再取x=1,得=,
故4a=3b.
练习5.
1.1.由ab=1得,a=,故原式=+=+=1.
2.1.由题意知a=1-=,∴=.
∵=1-b,∴c==-.
∴c+=-+=1.
3.1.利用abcd=1把它们化为同分母:
;
;
∴原式=1.
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