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化简计算器

化简、展开或因式分解表达式,每一步都有名称。

作者 Nethanel Bar, 联合创始人兼 CEO

最后更新

想不用计算器也能解出这些题?

Coddy 数学课程教的是方法本身:你在交互式白板上完成每一步,哪一步出错都会准确告诉你。

“化简”其实是同一个词下的三种不同要求

化简通常指合并同类项、算完能算的部分。展开指把括号乘开,哪怕式子因此变长。因式分解正好相反:把它写成乘积。一个学年里,这三种要求都会在某个时候被叫作化简,而同一个式子在三种要求下的正确答案各不相同,所以本页会问你要哪一种,而不是去猜。

步骤才是重点。每一行都写明做了什么:乘开、合并同类项、约去公因式、化简根式,并给出这一步得到的式子。这些名称和 Coddy 数学课程在互动白板上用的完全一样,因为计算器和课程用的是同一个引擎。

一切都保持精确。四分之三加六分之五等于十二分之十九,而不是 1.5833333;根号 12 化成 2√3,而不是 3.464。小数答案只是真正答案的近似值,在分数或根式题里,近似值会被判错。

看步骤时要注意什么

  • 同类项是所含字母相同、相同字母的指数也相同的项。5x 和 -2x 是同类项;5x 和 5x² 不是,怎么做都合并不了。
  • 展开和化简不是同一个要求。(x + 2)(x - 3) 展开是 x² - x - 6,作为和式这就是它的最简形式,但因式分解的形式看起来更简洁。要哪一种,取决于题目。
  • 只要还有数能同时整除分子和分母,分式就没化简完,这包括公共的括号因式,而不只是公共的数。
  • 顺序影响的是工作量,不是对错:先乘开,再合并。在展开之前就合并,通常意味着要做两遍。
  • 分数运算是大家最爱跳过、然后丢分的一步。正因为如此,引擎会把它单独列成一行。

如何使用化简计算器

  1. 输入代数式

    就像在纸上那样写:2(x - 3) + 4x - 5、x/2 + x/3、sqrt(12)、(x^2 - 9)/(x + 3)。用 ^ 表示乘方,用 sqrt(...) 表示开方。

  2. 选择想要的形式

    最简形式、展开式或因式分解。如果作业只说“化简”,你又不确定指哪种,先试最简形式,大多数时候这个词指的就是它。

  3. 读懂每一步的名称

    每一行都说明做了哪一步。如果你能说出为什么接下来做这一步,下一题就不需要这个页面了。

  4. 和自己的计算过程对照

    如果答案不同,有用的问题不是谁对,而是从哪一行开始不一样。找到那一行,错误通常一目了然。

每种要求是什么意思

同一类式子的不同要求,以及因题目要求不同而不同的正确答案。

要求例子答案
化简5x - 2x + 73x + 7
化简(去括号)2(x - 3) + 4x - 56x - 11
化简(分数)3/4 + 5/619/12
化简(分式)(x² - 9)/(x + 3)x - 3
化简(根式)√122√3
展开(x + 2)(x - 3)x² - x - 6
展开平方(2x + 1)²4x² + 4x + 1
因式分解x² - 5x + 6(x - 2)(x - 3)

例题详解

合并同类项:5x - 2x + 7

plain
5x - 2x + 7

5x - 2x 是 3x,7 没有可以合并的项,所以答案是 3x + 7。注意没有发生的事:3x 和 7 不会合并成 10x。含字母的项和不含字母的项永远不是同类项,代数入门课上丢的分,很大一部分都来自这一个混淆。

先去括号:2(x - 3) + 4x - 5

plain
2(x - 3) + 4x - 5

乘开得 2x - 6 + 4x - 5,再合并:6x - 11。反过来做,也就是在展开之前就想把 2(x - 3) 和 4x 合并,正是写出 6(x - 3) 这种经典错误的根源。

分式:(x² - 9)/(x + 3)

plain
(x^2 - 9)/(x + 3)

把分子分解成 (x - 3)(x + 3),这时 (x + 3) 就能约去,剩下 x - 3。只能约去整个因式,所以必须先因式分解:拿 x² 和 x 互相约是不合法的,会得到错误答案。

分数:3/4 + 5/6

plain
3/4 + 5/6

公分母是 12,所以这是 9/12 + 10/12 = 19/12。答案保持分数形式:19/12 是精确值,1.5833... 只是它的近似值。如果题目考的是分数,分数就是答案。

常见错误

  • 合并不是同类项的项。3x + 4 就是 3x + 4,永远不是 7x,哪怕那样看起来短得多。
  • 只给括号里的第一项乘。2(x - 3) 是 2x - 6,不是 2x - 3。
  • 隔着加号约分。在 (2x + 4)/2 中,两项都要除以 2,得 x + 2,绝不是 2x + 2。
  • 把和的平方逐项平方。(x + 3)² 是 x² + 6x + 9,不是 x² + 9。中间那一项是大家都会忘的。
  • 把精确值变成小数。√12 化简为 2√3;写成 3.46 就丢掉了题目要考的精确性。
  • 减去括号时符号出错。5 - (x - 2) 是 5 - x + 2 = 7 - x;减号作用于括号里的每一项。

化简常见问题

化简代数式是什么意思?

就是把同一个值写成最短、最整洁的形式:该乘开的乘开,合并同类项,算完能算的部分,再约简分式或根式。值本身没有任何变化,变的只是写法。

化简和展开有什么区别?

展开是把括号乘开,式子往往因此变长。化简是把它写成最整洁的形式,通常包括先展开再合并。本页两种都可以选,因为作业里这两种要求常常用的是同一个词。

怎么知道式子已经化简到最简了?

当没有需要乘开的部分、没有能合并的两项、没有没算完的运算,也没有能约简的分式或根式时,就化到最简了。本页正好在这里停下,最后一行就是这个状态。

能化简含字母的分式吗?

可以。(x² - 9)/(x + 3) 化成 x - 3,步骤会说明原因:分子可以因式分解,公共的括号因式约去了。它不会约去不是整个因式的部分,因为那不合法。

答案会保持精确吗?

始终如此。分数保持分数,根式保持根式,任何运算都不用浮点数。这是有意为之:0.6666666667 是错的,而 2/3 不是。

可以用它检查作业吗?

可以。有效的用法是先自己做一遍,然后对照解题思路,而不是只对答案。两种正确的方法可能得出同一个式子;你的思路从哪一步开始分岔,才是值得看的地方。

为什么要给每一步命名?

因为名称是可以迁移的部分。“合并同类项”是你下次可以主动去找的一步;一行没有解释就冒出来的代数式则不是。这里的名称和 Coddy 数学课程在白板上用的完全一样。

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