去括号与合并同类项技巧
数学表达式的简化艺术 · L'art de simplifier les expressions mathématiques
去括号法则
在代数表达式的简化过程中,去括号是最基础也是最关键的步骤之一。掌握正确的去括号方法可以避免许多不必要的错误,使复杂的问题变得简单明了。
核心法则
去括号的基本法则可以概括为两条:
括号前面是"+"号:去掉括号和"+"号,括号内各项的符号不改变。
括号前面是"-"号:去掉括号和"-"号,括号内各项的符号都要改变(加号变减号,减号变加号)。
a + (b - c) = a + b - c a - (b - c) = a - b + c
去括号法则的依据
去括号法则的理论基础是乘法分配律。当括号前有系数时,可以理解为该系数要与括号内的每一项相乘。
-(x - y) = -1 × x + (-1) × (-y) = -x + y
示例1:去括号 3a + (2b - 5c)
解:括号前是"+"号,直接去掉括号,各项符号不变:
3a + (2b - 5c) = 3a + 2b - 5c
示例2:去括号 3a - (2b - 5c)
解:括号前是"-"号,去掉括号后,括号内各项符号改变:
3a - (2b - 5c) = 3a - 2b + 5c
常见错误
1. 只改变括号内第一项的符号,而忘记改变后面的项的符号。例如:
错误:a - (b - c) = a - b - c 正确:a - (b - c) = a - b + c
2. 当括号前有数字因数时,忘记使用乘法分配律。例如:
错误:2(x + y - z) = 2x + y - z 正确:2(x + y - z) = 2x + 2y - 2z
合并同类项技巧
合并同类项是代数表达式简化的另一个重要步骤。同类项是指含有相同字母部分(包括字母和指数完全相同)的项。
识别同类项
同类项的三个特征:
含有相同的字母
相同字母的指数相同
常数项都是同类项
3x²y 和 -5x²y 是同类项 4ab² 和 2a²b 不是同类项
合并步骤
1. 先识别所有同类项
2. 将同类项的系数相加减
3. 字母部分保持不变
4. 按字母顺序排列最终结果
示例3:合并同类项 3x + 2y - 5x + 7 - y
解:识别同类项并合并:
3x + 2y - 5x + 7 - y = (3x - 5x) + (2y - y) + 7 = -2x + y + 7
示例4:合并同类项 2a²b - 3ab² + 4a²b + 5ab²
2a²b - 3ab² + 4a²b + 5ab² = (2a²b + 4a²b) + (-3ab² + 5ab²) = 6a²b + 2ab²
注意事项
1. 只有完全相同的字母组合才能合并,即使相差一个指数也不能合并。例如:
错误:x² + x = x³
2. 合并时只加减系数,字母部分不能做任何运算。例如:
错误:2x + 3x = 5x² 正确:2x + 3x = 5x
综合应用
在实际问题中,去括号和合并同类项常常需要结合使用。正确的顺序应该是:先去括号,再合并同类项。
示例5:简化表达式 3(x + 2y) - 2(3x - y)
解:
第一步:去括号
= 3×x + 3×2y - 2×3x + (-2)×(-y) = 3x + 6y - 6x + 2y
第二步:合并同类项
= (3x - 6x) + (6y + 2y) = -3x + 8y
示例6:解方程 2(x - 3) - 3(2x + 1) = 5
解:
第一步:去括号
2x - 6 - 6x - 3 = 5
第二步:合并同类项
(2x - 6x) + (-6 - 3) = 5 -4x - 9 = 5
第三步:解方程
-4x = 14 x = -3.5
多层括号的处理
对于有多层括号的表达式,通常有两种处理方法:
由内向外:先去掉最内层的括号,逐步向外
由外向内:先去掉最外层的括号,逐步向内
示例7:简化表达式 2x - [3y - (x + 2y)]
解:由内向外去括号
= 2x - [3y - x - 2y] = 2x - (y - x) = 2x - y + x = 3x - y