Bài 1 · Ví dụ★★Trang 17— Cộng, trừ đa thức nhiều biến và xác định bậc
Ví dụ (trang 17). Cho hai đa thức: A=5x2−2x3y+7x3y2−118; B=−7x3y2+x3y−5xy2−4x2+y. a) Liệt kê các hạng tử của đa thức A, trong đó hạng tử nào có bậc cao nhất? b) Tìm tổng A+B và xác định bậc của đa thức A+B; c) Tìm hiệu A−B và tính giá trị của hiệu tại x=1 và y=−2.
Kiến thức cần nhớ
Bậc của một hạng tử (đơn thức) bằng tổng số mũ của tất cả các biến có trong hạng tử đó.
Bậc của đa thức (khác đa thức không) là bậc cao nhất trong các hạng tử ở dạng thu gọn.
Muốn cộng (trừ) hai đa thức, ta viết tổng (hiệu) hai đa thức rồi thu gọn các hạng tử đồng dạng.
1Cách 1. Nhóm hạng tử đồng dạng ngay trên một dòng
Định hướng. Mỗi hạng tử của A+B hay A−B chỉ đến từ các hạng tử đồng dạng có sẵn trong A và B, nên gom đúng các cặp đồng dạng lại là ra kết quả.
a) A=5x2−2x3y+7x3y2−118 gồm bốn hạng tử: 5x2 , −2x3y , 7x3y2 , −118 Bậc của 5x2 là 2; bậc của −2x3y là 3+1=4; bậc của 7x3y2 là 3+2=5; bậc của −118 là 0 Hạng tử có bậc cao nhất của A là 7x3y2, bậc 5 b) A+B=(5x2−2x3y+7x3y2−118)+(−7x3y2+x3y−5xy2−4x2+y) =(5x2−4x2)+(−2x3y+x3y)+(7x3y2−7x3y2)−5xy2+y−118 A+B=x2−x3y−5xy2+y−118 Hạng tử −x3y có bậc 4, cao nhất trong A+B, nên A+B là đa thức bậc 4 c) A−B=(5x2−2x3y+7x3y2−118)−(−7x3y2+x3y−5xy2−4x2+y) =(5x2+4x2)+(−2x3y−x3y)+(7x3y2+7x3y2)+5xy2−y−118 A−B=9x2−3x3y+14x3y2+5xy2−y−118 Tại x=1, y=−2: A−B=9⋅12−3⋅13⋅(−2)+14⋅13⋅(−2)2+5⋅1⋅(−2)2−(−2)−118 =9+6+56+20+2−118 A−B=−25
Vậy hạng tử bậc cao nhất của A là 7x3y2; A+B=x2−x3y−5xy2+y−118 là đa thức bậc 4; A−B=9x2−3x3y+14x3y2+5xy2−y−118 và tại x=1, y=−2 thì A−B=−25.
2Cách 2. Đặt các hạng tử đồng dạng thẳng cột; thử lại giá trị bằng cách thế số vào riêng A, B
Định hướng. Xếp A và B theo đúng các loại hạng tử x2, x3y, x3y2, xy2, y, hằng số thành từng cột thẳng hàng thì phép cộng, trừ chỉ còn là cộng, trừ các số ở từng cột; giá trị của hiệu còn kiểm chứng được bằng cách tính riêng A và B rồi trừ hai số.
Cột x2: A có 5x2, B có −4x2 Cột x3y: A có −2x3y, B có x3y Cột x3y2: A có 7x3y2, B có −7x3y2 Cột xy2: A có 0, B có −5xy2; cột y: A có 0, B có y; hằng số: A có −118, B có 0 b) Cộng theo cột: A+B=(5−4)x2+(−2+1)x3y+(7−7)x3y2+(0−5)xy2+(0+1)y+(−118+0) A+B=x2−x3y−5xy2+y−118, bậc 4 c) Trừ theo cột: A−B=(5+4)x2+(−2−1)x3y+(7+7)x3y2+(0+5)xy2+(0−1)y+(−118−0) A−B=9x2−3x3y+14x3y2+5xy2−y−118 Thử lại giá trị: A(1;−2)=5⋅12−2⋅13⋅(−2)+7⋅13⋅(−2)2−118=5+4+28−118=−81 B(1;−2)=−7⋅13⋅(−2)2+13⋅(−2)−5⋅1⋅(−2)2−4⋅12+(−2)=−28−2−20−4−2=−56 A(1;−2)−B(1;−2)=−81−(−56)=−25
Vậy kết quả trùng khớp với Cách 1: A+B=x2−x3y−5xy2+y−118 bậc 4; A−B=9x2−3x3y+14x3y2+5xy2−y−118, và tại x=1, y=−2 giá trị của hiệu bằng −25.
Nhận xét. Xếp cột theo phần biến giúp không bỏ sót hạng tử khi hai đa thức có nhiều biến; tính riêng giá trị của A và B rồi trừ là cách thử lại độc lập, không phụ thuộc phép rút gọn A−B ở trên.
Đáp số.Hạng tử bậc cao nhất của A là 7x3y2 · A+B=x2−x3y−5xy2+y−118 (bậc 4) · A−B=9x2−3x3y+14x3y2+5xy2−y−118, tại x=1, y=−2 thì A−B=−25
Sai lầm thường gặp.Cộng hoặc trừ nhầm các hạng tử KHÔNG đồng dạng với nhau (ví dụ gộp x2 với x3y); khi tính giá trị lại quên đổi dấu tất cả hạng tử của B trong phép trừ A−B.
Bài 2 · 1.18★★Trang 17— Nhận biết đơn thức, hệ số - phần biến và cộng đơn thức thành đa thức
Bài 1.18 (trang 17). Cho các biểu thức: 54x; (2−1)xy; −3xy2; 21x2y; x1y3; −xy+2; −23x2y; 5x. a) Trong các biểu thức đã cho, biểu thức nào là đơn thức? Biểu thức nào không là đơn thức? b) Hãy chỉ ra hệ số và phần biến của mỗi đơn thức đã cho. c) Viết tổng tất cả các đơn thức trên để được một đa thức. Xác định bậc của đa thức đó.
Kiến thức cần nhớ
Đơn thức là biểu thức đại số chỉ gồm một số, hoặc một biến, hoặc một tích giữa các số và các biến với số mũ nguyên không âm.
Biểu thức chứa biến ở mẫu, chứa căn của biến, hoặc là tổng của từ hai hạng tử có biến trở lên thì KHÔNG là đơn thức.
Mỗi đơn thức thu gọn gồm một hệ số (phần số) và một phần biến (tích các luỹ thừa của biến).
1Cách 1. Đối chiếu từng biểu thức với định nghĩa đơn thức
Định hướng. Một biểu thức là đơn thức khi nó chỉ là một số, một biến, hoặc một tích của số với các luỹ thừa của biến có số mũ nguyên không âm; cứ theo đúng định nghĩa mà xét từng biểu thức.
54x: tích của số 54 với biến x — là đơn thức, hệ số 54, phần biến x (2−1)xy: tích của số 2−1 với các biến x, y — là đơn thức, hệ số 2−1, phần biến xy −3xy2: tích của số −3 với các luỹ thừa của x, y — là đơn thức, hệ số −3, phần biến xy2 21x2y: tích của số 21 với các luỹ thừa của x, y — là đơn thức, hệ số 21, phần biến x2y x1y3=x−1y3: biến x có số mũ −1 (âm) — KHÔNG là đơn thức −xy+2: là tổng của hai hạng tử −xy và 2 — KHÔNG là đơn thức −23x2y: tích của số −23 với các luỹ thừa của x, y — là đơn thức, hệ số −23, phần biến x2y 5x=51x1/2: biến x có số mũ 21 (không nguyên) — KHÔNG là đơn thức c) Tổng các đơn thức: 54x+(2−1)xy−3xy2+21x2y−23x2y =54x+(2−1)xy−3xy2+(21−23)x2y =54x+(2−1)xy−3xy2−x2y
Vậy có 5 đơn thức là 54x, (2−1)xy, −3xy2, 21x2y, −23x2y; còn x1y3, −xy+2, 5x không là đơn thức. Tổng các đơn thức là đa thức 54x+(2−1)xy−3xy2−x2y, có các hạng tử bậc cao nhất là −3xy2 và −x2y cùng bậc 3, nên đa thức có bậc 3.
2Cách 2. Loại trừ theo ba dấu hiệu vi phạm, rồi cộng các đơn thức cùng phần biến theo cột
Định hướng. Thay vì kiểm tra dương tính từng biểu thức, ta soi ba dấu hiệu khiến một biểu thức KHÔNG còn là đơn thức: biến ở mẫu, biến trong căn, hoặc biểu thức là tổng của nhiều hạng tử chứa biến; biểu thức nào không vướng dấu hiệu nào mới là đơn thức.
x1y3 có biến x ở mẫu — vi phạm, không là đơn thức 5x có biến x trong căn — vi phạm, không là đơn thức −xy+2 là tổng của hạng tử −xy với hạng tử 2 — vi phạm, không là đơn thức Năm biểu thức còn lại 54x, (2−1)xy, −3xy2, 21x2y, −23x2y không vướng dấu hiệu nào — đều là đơn thức Hệ số, phần biến lần lượt là 54 và x; 2−1 và xy; −3 và xy2; 21 và x2y; −23 và x2y Xếp hai đơn thức cùng phần biến x2y vào một cột: 21x2y−23x2y=−x2y Ba đơn thức còn lại giữ nguyên vì không có đơn thức nào khác cùng phần biến Tổng: 54x+(2−1)xy−3xy2−x2y
Vậy kết quả trùng với Cách 1: có 5 đơn thức, 3 biểu thức không là đơn thức, và tổng các đơn thức là đa thức 54x+(2−1)xy−3xy2−x2y, bậc 3.
Nhận xét. Cách loại trừ theo dấu hiệu vi phạm giúp phát hiện nhanh những biểu thức KHÔNG là đơn thức mà không cần nhớ đủ mọi trường hợp của định nghĩa.
Đáp số.5 đơn thức: 54x, (2−1)xy, −3xy2, 21x2y, −23x2y · 3 biểu thức không là đơn thức: x1y3, −xy+2, 5x · tổng =54x+(2−1)xy−3xy2−x2y, đa thức bậc 3
Sai lầm thường gặp.Cho rằng x1y3 là đơn thức vì chỉ thấy phép nhân với y3 mà quên biến x đang ở mẫu tương ứng với số mũ âm; hoặc khi cộng lại quên gộp hai đơn thức cùng phần biến x2y thành một hạng tử duy nhất.
Bài 3 · 1.19★★★Trang 18— Lập đơn thức biểu thị thể tích từ bài toán thực tế
Bài 1.19 (trang 18). Trong một khách sạn có hai bể bơi dạng hình hộp chữ nhật. Bể thứ nhất có chiều sâu là 1,2 m, đáy là hình chữ nhật có chiều dài x mét, chiều rộng y mét. Bể thứ hai có chiều sâu là 1,5 m, hai kích thước đáy gấp 5 lần hai kích thước đáy của bể thứ nhất. a) Hãy tìm đơn thức (hai biến x và y) biểu thị số mét khối nước cần có để bơm đầy cả hai bể bơi. b) Tính lượng nước bơm đầy hai bể nếu x=5 m, y=3 m.
Kiến thức cần nhớ
Thể tích hình hộp chữ nhật bằng chiều dài nhân chiều rộng nhân chiều cao (chiều sâu).
Muốn tính giá trị của một đơn thức tại các giá trị cho trước của biến, ta thay số vào rồi thực hiện phép tính.
1Cách 1. Tính thể tích từng bể rồi cộng lại
Định hướng. Thể tích nước cần bơm đầy một bể chính là thể tích của hình hộp chữ nhật đó; cứ tính thể tích từng bể theo kích thước đề cho rồi cộng hai kết quả.
a) Bể thứ nhất: dài x, rộng y, sâu 1,2 nên thể tích V1=1,2xy Bể thứ hai: dài 5x, rộng 5y, sâu 1,5 nên thể tích V2=1,5⋅5x⋅5y=1,5⋅25xy=37,5xy Tổng thể tích: V=V1+V2=1,2xy+37,5xy=38,7xy b) Với x=5, y=3: V=38,7⋅5⋅3=38,7⋅15 V=580,5
Vậy đơn thức biểu thị số mét khối nước cần có là V=38,7xy; khi x=5 m, y=3 m thì V=580,5 mét khối.
2Cách 2. Tính theo tỉ số thể tích giữa hai bể
Định hướng. Bể thứ hai gấp bể thứ nhất 5 lần ở cả hai kích thước đáy nên diện tích đáy gấp 25 lần; kết hợp thêm tỉ số chiều sâu, ta suy ra thể tích bể hai gấp bao nhiêu lần bể một mà không cần nhân từng kích thước.
Diện tích đáy bể hai gấp diện tích đáy bể một: 5⋅5=25 lần Chiều sâu bể hai so với bể một: 1,21,5=45 lần Thể tích bể hai gấp thể tích bể một: 25⋅45=4125=31,25 lần a) V1=1,2xy; V=V1+31,25V1=32,25V1=32,25⋅1,2xy=38,7xy b) Với x=5, y=3: V1=1,2⋅5⋅3=18 V=32,25⋅18=580,5
Vậy kết quả trùng với Cách 1: V=38,7xy và khi x=5 m, y=3 m thì V=580,5 mét khối.
Nhận xét. Cách 2 không cần viết kích thước bể hai theo x, y mà vẫn ra cùng kết quả, vì mọi kích thước bể hai đều đã được biểu thị qua tỉ số so với bể một.
Đáp số.V=38,7xy (mét khối) · với x=5 m, y=3 m thì V=580,5 mét khối
Sai lầm thường gặp.Nhân nhầm hệ số 5 chỉ một lần cho kích thước đáy bể hai (quên rằng cả chiều dài lẫn chiều rộng đều gấp 5, nên diện tích đáy phải gấp 25 lần chứ không phải 5 lần).
Bài 4 · 1.20★★★Trang 18— Thu gọn đa thức nhiều biến, xác định bậc và tính giá trị — trường hợp đặc biệt đa thức không
Bài 1.20 (trang 18). Tìm bậc của mỗi đa thức sau rồi tính giá trị của chúng tại x=1; y=−2: P=5x4−3x3y+2xy3−x3y+2y4−7x2y2−2xy3; Q=x3+x2y+xy2−x2y−xy2−x3.
Kiến thức cần nhớ
Muốn xác định bậc của một đa thức, trước hết phải thu gọn đa thức đó (gộp hết các hạng tử đồng dạng).
Bậc của đa thức là bậc cao nhất trong các hạng tử ở dạng thu gọn.
Số 0 cũng là một đa thức, gọi là đa thức không; đa thức không không có bậc.
1Cách 1. Thu gọn rồi mới xác định bậc và thế số
Định hướng. Trước khi nói tới bậc, đa thức phải được thu gọn hết các hạng tử đồng dạng; thu gọn xong mới nhìn ra bậc thật sự và mới thế số cho gọn.
P=5x4−3x3y+2xy3−x3y+2y4−7x2y2−2xy3 =5x4+(−3x3y−x3y)+(2xy3−2xy3)+2y4−7x2y2 P=5x4−4x3y−7x2y2+2y4 Bốn hạng tử của P đều có bậc 4, nên P là đa thức bậc 4 Tại x=1, y=−2: P=5⋅14−4⋅13⋅(−2)−7⋅12⋅(−2)2+2⋅(−2)4 =5+8−28+32 P=17 Q=x3+x2y+xy2−x2y−xy2−x3 =(x3−x3)+(x2y−x2y)+(xy2−xy2) Q=0 Q là đa thức không nên không có bậc; tại x=1, y=−2 thì Q=0
VậyP=5x4−4x3y−7x2y2+2y4 là đa thức bậc 4 và P=17 tại x=1, y=−2; còn Q=0 là đa thức không, không có bậc, và Q=0 tại x=1, y=−2.
2Cách 2. Thế số trực tiếp vào từng hạng tử ban đầu, không thu gọn trước
Định hướng. Giá trị của đa thức tại x=1, y=−2 không phụ thuộc việc đã thu gọn hay chưa, nên có thể thế số vào từng hạng tử của biểu thức gốc rồi cộng lại, dùng như một phép thử lại độc lập cho phép thu gọn ở Cách 1.
P(1;−2)=5⋅14−3⋅13⋅(−2)+2⋅1⋅(−2)3−13⋅(−2)+2⋅(−2)4−7⋅12⋅(−2)2−2⋅1⋅(−2)3 =5+6−16+2+32−28+16 P(1;−2)=17 Q(1;−2)=13+12⋅(−2)+1⋅(−2)2−12⋅(−2)−1⋅(−2)2−13 =1−2+4+2−4−1 Q(1;−2)=0 Gộp các hạng tử của P theo từng loại phần biến x4, x3y, x2y2, y4 đều còn lại sau khi gộp, cao nhất là bậc 4; còn mọi loại phần biến của Q đều triệt tiêu hết nên Q là đa thức không
Vậy kết quả trùng với Cách 1: P có bậc 4 và P=17; Q là đa thức không, không có bậc, và Q=0.
Nhận xét. Thế số vào biểu thức gốc vẫn cho kết quả đúng dù chưa thu gọn, nhưng muốn nói bậc thì bắt buộc phải thu gọn trước — đó là lí do Q=0 dù các hạng tử ban đầu trông như bậc 3.
Đáp số.P=5x4−4x3y−7x2y2+2y4, bậc 4, P(1;−2)=17 · Q=0 là đa thức không (không có bậc), Q(1;−2)=0
Sai lầm thường gặp.Kết luận Q có bậc 3 vì nhìn thấy các hạng tử ban đầu đều bậc 3, mà quên thu gọn trước — sau khi thu gọn thì Q triệt tiêu hoàn toàn thành đa thức không, không còn bậc nào cả.
Bài 5 · 1.21★★★Trang 18— Tìm đa thức chưa biết từ một đẳng thức cộng, trừ đa thức
Bài 1.21 (trang 18). Cho hai đa thức: A=7xyz2−5xy2z+3x2yz−xyz+1; B=7x2yz−5xy2z+3xyz2−2. a) Tìm đa thức C sao cho A−C=B; b) Tìm đa thức D sao cho A+D=B; c) Tìm đa thức E sao cho E−A=B.
Kiến thức cần nhớ
Từ A−C=B suy ra C=A−B (chuyển vế đổi dấu như với số).
Từ A+D=B suy ra D=B−A.
Từ E−A=B suy ra E=A+B.
1Cách 1. Suy luận từ đẳng thức rồi cộng, trừ theo cột các đơn thức cùng phần biến
Định hướng. Từ mỗi đẳng thức, chuyển vế như với số để đưa đa thức cần tìm về dạng A−B, B−A hoặc A+B, sau đó xếp các hạng tử cùng phần biến xyz2, xy2z, x2yz, xyz, hằng số theo cột để cộng, trừ cho chắc.
2Cách 2. Thử lại bằng cách thay số cụ thể vào cả A, B và đa thức vừa tìm
Định hướng. Nếu C, D, E tìm được là đúng thì khi thay cùng một bộ số vào x, y, z, các đẳng thức A−C=B, A+D=B, E−A=B vẫn phải đúng về mặt số học; chọn x=y=z=1 để kiểm tra.
Vậy cả ba đa thức C=4xyz2−4x2yz−xyz+3, D=−4xyz2+4x2yz+xyz−3, E=10xyz2−10xy2z+10x2yz−xyz−1 đều thoả mãn đẳng thức đã cho.
Nhận xét. Phép thử bằng số chỉ khẳng định đa thức tìm được không sai ở bộ số đã chọn, nên vẫn phải trình bày phép biến đổi đa thức đầy đủ như Cách 1 mới là lời giải hoàn chỉnh.
Bài 6 · 1.22★★★Trang 18— Lập biểu thức diện tích từ hình ghép thực tế và xét đa thức
Bài 1.22 (trang 18). Từ một miếng bìa, người ta cắt ra hai hình tròn có bán kính x centimét và y centimét. Tìm biểu thức biểu thị diện tích phần còn lại của miếng bìa, nếu biết miếng bìa có hình dạng gồm hai hình vuông ghép lại và có kích thước (centimét) như Hình 1.2. Biểu thức đó có phải là một đa thức không? Nếu phải thì đó là đa thức bậc mấy?
Kiến thức cần nhớ
Diện tích hình vuông cạnh a bằng a2; diện tích hình tròn bán kính r bằng πr2.
Diện tích phần còn lại bằng diện tích miếng bìa trừ đi diện tích phần đã cắt.
Một tổng các đơn thức là đa thức; bậc của đa thức là bậc cao nhất trong các hạng tử.
1Cách 1. Tính diện tích cả miếng bìa, trừ diện tích hai hình tròn
Định hướng. Cứ tính diện tích cả miếng bìa (tổng hai hình vuông ghép lại) rồi trừ đi tổng diện tích hai hình tròn bị cắt ra, sau đó nhóm các hạng tử cùng phần biến để nhận ra đa thức.
Diện tích hình vuông cạnh 2x: (2x)2=4x2 Diện tích hình vuông cạnh 2,5y: (2,5y)2=6,25y2 Diện tích miếng bìa: 4x2+6,25y2 Diện tích hai hình tròn bán kính x và y: πx2+πy2 Diện tích phần còn lại: S=4x2+6,25y2−πx2−πy2 S=(4−π)x2+(6,25−π)y2
VậyS=(4−π)x2+(6,25−π)y2 centimet vuông; đây là tổng của hai đơn thức nên S là một đa thức, cả hai hạng tử đều bậc 2 nên S là đa thức bậc 2.
2Cách 2. Trừ diện tích hình tròn ngay trong từng hình vuông rồi cộng hai phần lại
Định hướng. Thay vì gộp hết miếng bìa rồi mới trừ, có thể coi phần còn lại gồm hai mảnh tách biệt: mảnh hình vuông cạnh 2x đã khoét hình tròn bán kính x, và mảnh hình vuông cạnh 2,5y đã khoét hình tròn bán kính y, rồi cộng diện tích hai mảnh đó.
Mảnh thứ nhất: (2x)2−πx2=4x2−πx2=(4−π)x2 Mảnh thứ hai: (2,5y)2−πy2=6,25y2−πy2=(6,25−π)y2 Diện tích phần còn lại: S=(4−π)x2+(6,25−π)y2
Vậy kết quả trùng với Cách 1: S=(4−π)x2+(6,25−π)y2 là đa thức bậc 2.
Nhận xét. Tách phần còn lại theo từng hình vuông cho phép hình dung rõ mỗi hình tròn nằm gọn trong hình vuông tương ứng nào, tránh nhầm bán kính x với cạnh 2,5y.
Đáp số.S=(4−π)x2+(6,25−π)y2 (centimet vuông); S là đa thức bậc 2
Sai lầm thường gặp.Lấy nhầm cạnh hình vuông chứa hình tròn bán kính x là x thay vì 2x (đọc nhầm số liệu trên Hình 1.2); hoặc cho rằng có π trong biểu thức thì không còn là đa thức, trong khi π chỉ là một hằng số.
Bài 7 · 1.23★★Trang 18— Cộng, trừ ba đa thức nhiều biến
Bài 1.23 (trang 18). Cho ba đa thức: M=3x3−4x2y+3x−y; N=5xy−3x+2; P=3x3+2x2y+7x−1. Tính M+N−P và M−N−P.
Kiến thức cần nhớ
Muốn tính tổng, hiệu của nhiều đa thức, ta viết liên tiếp các đa thức với đúng dấu rồi thu gọn các hạng tử đồng dạng.
Phép cộng đa thức có tính chất giao hoán, kết hợp nên có thể nhóm các đa thức theo thứ tự khác nhau mà kết quả không đổi.
1Cách 1. Viết liên tiếp M, N, −P rồi nhóm hạng tử đồng dạng
Định hướng. Viết cả ba đa thức thành một dãy hạng tử với đúng dấu của từng phép cộng, trừ, rồi gộp các hạng tử đồng dạng theo từng loại phần biến x3, x2y, xy, x, y.
VậyM+N−P=−6x2y+5xy−7x−y+3 và M−N−P=−6x2y−5xy−x−y−1.
2Cách 2. Gộp N với −P (hoặc −N với −P) trước, rồi mới cộng với M
Định hướng. Phép cộng đa thức cho phép đổi thứ tự nhóm; gộp N với −P (hay −N với −P) thành một đa thức trung gian gọn hơn trước khi cộng với M cũng phải ra cùng kết quả, đây là cách kiểm chứng độc lập cho Cách 1.