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整式的乘法

核心概念

整式乘法分三种情形,层层递进。

1) 单项式 × 单项式:系数相乘,同底数字母按同底数幂相乘(am⋅an=am+na^m \cdot a^n = a^{m+n}),不同字母原样相乘。

3a2b⋅(−2ab3)=(3)(−2)⋅a2+1⋅b1+3=−6a3b43a^2 b \cdot (-2 a b^3) = (3) (-2) \cdot a^{2+1} \cdot b^{1+3} = -6 a^3 b^4

2) 单项式 × 多项式:用分配律,把单项式与多项式的每一项相乘,再相加。

2x⋅(3x+4y−5)=6x2+8xy−10x2x \cdot (3x + 4y - 5) = 6x^2 + 8xy - 10x

3) 多项式 × 多项式:把第一个多项式的每一项和第二个的每一项相乘,再把结果相加。

(a+b)(c+d)=ac+ad+bc+bd(a + b)(c + d) = ac + ad + bc + bd

关键提醒:

  • 注意符号(+/−+ / -)的处理;
  • 同类项要合并;
  • 字母乘方时指数相加,不要相乘。

直观理解 · 动手试试

多项式乘法的本质是反复使用分配律。把 (a+b)(c+d)(a+b)(c+d) 想成两个"和" —— A=a+bA = a+b 和 C=c+dC = c+d —— 那么 A⋅C=(a+b)⋅C=aC+bC=a(c+d)+b(c+d)=ac+ad+bc+bdA \cdot C = (a+b) \cdot C = aC + bC = a(c+d) + b(c+d) = ac + ad + bc + bd。

它有一个非常漂亮的几何对应:矩形面积模型。

互动演示

多项式乘法的面积模型

a2
b3
c1
d2
ac=2ad=4bc=3bd=6a = 2b = 3c = 1d = 2
ac + ad + bc + bd = 2 + 4 + 3 + 6 = 15

把一个边长为 a+ba+b 和 c+dc+d 的大矩形切成 4 小块,每小块面积分别是 ac,ad,bc,bdac, ad, bc, bd;总面积 = 它们之和 = (a+b)(c+d)(a+b)(c+d)。这就是"为什么每项都要乘到"的几何解释。

例题 1单项式乘多项式

计算 2x(3x−2y+1)2x(3x - 2y + 1)。

互动演示单项式乘多项式 = 分配律逐项相乘
2x · 3x
2x · −2y
2x · 1
0 / 3 项

把 2x 分别乘进括号里每一项(包括最后的 +1,别漏)。三项相乘后拼接即得结果。

▸查看解答步骤

答: 6x² − 4xy + 2x。

例题 2多项式乘多项式

计算 (x+2)(x+3)(x + 2)(x + 3)。

互动演示(x+2)(x+3) —— 面积矩形拆四块
x+3
x
+2

每项乘每项 = 大矩形拆成四小块。两块 3x、2x 是同类项,合并成 5x → x² + 5x + 6。

▸查看解答步骤

答: x² + 5x + 6。

即时练习

3a2⋅4a3=3a^2 \cdot 4a^3 = ?

7a57 a^512a512 a^512a612 a^67a67 a^6

系数 3×4=123 \times 4 = 12,字母 a2+3=a5a^{2+3} = a^5。

    (x+4)(x+5)(x + 4)(x + 5) 展开后,xx 的常数项(不带 xx 的项)等于多少?

    (x+4)(x+5)=x2+5x+4x+20=x2+9x+20(x + 4)(x + 5) = x^2 + 5x + 4x + 20 = x^2 + 9x + 20。常数项 =20= 20。

    (2x−1)(x+3)(2x - 1)(x + 3) 展开后是?

    2x2−x−32x^2 - x - 32x2+5x−32x^2 + 5x - 32x2−5x+32x^2 - 5x + 32x2+5x+32x^2 + 5x + 3

    (2x)(x)+(2x)(3)+(−1)(x)+(−1)(3)=2x2+6x−x−3=2x2+5x−3(2x)(x) + (2x)(3) + (-1)(x) + (-1)(3) = 2x^2 + 6x - x - 3 = 2x^2 + 5x - 3。

      2x⋅(3x+4)=6x+8x=14x2x \cdot (3x + 4) = 6x + 8x = 14x。

      错。分配律给出 2x⋅3x=6x22x \cdot 3x = 6x^2(不是 6x6x),2x⋅4=8x2x \cdot 4 = 8x。正确结果是 6x2+8x6x^2 + 8x。

      易错点

      • 同底数幂相乘指数写成"相乘"。 a2⋅a3=a2+3=a5a^2 \cdot a^3 = a^{2+3} = a^5,不是 a2×3=a6a^{2 \times 3} = a^6。
      • 分配律漏项。 (a+b)(c+d)(a+b)(c+d) 必须算 4 项;漏掉 adad 或 bcbc 是常见错误。
      • 符号丢失。 遇到 −2x-2x 与括号相乘时,括号每一项都要带上负号:−2x(y−3)=−2xy+6x-2x(y - 3) = -2xy + 6x,注意 −2x⋅(−3)=+6x-2x \cdot (-3) = +6x。

      下一步

      接下来学习