Menu

乘法分配律

a(b + c) = ab + ac 通常是先给出结论,再反复练习。其实看过一次就容易记住了,因为它本身就是一幅图:一个长方形,切成两块。

作者 Nethanel Bar, 联合创始人兼 CEO

最后更新

你几乎肯定用过乘法分配律,只是没人告诉你它叫什么。算 7 × 23 时,大多数人会先算 7 × 20 = 140,再算 7 × 3 = 21,然后相加得到 161。这就是 7(20 + 3) = 7*20 + 7*3,也就是把这条规则用在了算术上。

在代数里,它对字母做同样的事,括号之所以能去掉,靠的就是它。下面来看它为什么成立。

它就是一个被切开的长方形

把滑块设为 a = 3、b = 4、c = 2,然后看这个图形。

整个长方形高 3,宽 4 + 2 = 6,所以面积是 3(4 + 2) = 18。竖着的那一刀把它分成一块 3 × 4 和一块 3 × 2,面积分别是 3*4 = 12 和 3*2 = 6,而 12 + 6 正好是 18。

这就是全部的证明。切开长方形不会改变它的面积,所以不管数字是多少,一个整体的式子和两部分相加的式子一定相等。随便拖动三个滑块,两个总和始终一致。

写成一般形式:a(b + c) = a*b + a*c。

宽和高的标注值得留意,因为它们说明了每个数在做什么。a 在括号外面,它要同时乘两块,因为两块的高都是 a。括号里面的数之间不会互相相乘。

负数的情况,最容易出错的地方

现在把 c 拖到零以下。

第二个长方形会变色,并移到第一个长方形里面,因为负的宽度表示这一块是被减掉的。当 a = 3、b = 4、c = -2 时,总面积是 3(4 - 2) = 6,而两块分别是 3*4 = 12 和减去 3*2 = 6。12 减去 6。

所以负号会带到第二项上:

a(b - c) = a*b - a*c

这正是要提防的错误。把 -2(x + 3) 写成 -2x + 6 是错的;-2 要乘两项,结果是 -2x - 6。如果拿不准,就代入一个数:x = 1 时,原式是 -2(1 + 3) = -8,只有 -2x - 6 能得到 -8。

用它来解题

去括号本身很少是目的,它只是让字母单独留在一边的一个步骤。下面是在解方程时用到它的例子:

值得注意:上面的解法根本没有展开括号,因为 27 能被 3 整除,先两边同时除以 3 更快。分配律是一种工具,不是非用不可。展开成 3x + 12 = 27 也能得到同样的 x = 5,只是路要绕得远一些。

倒过来用

把 a*b + a*c = a(b + c) 从右往左读,就是因式分解:找出每一项都有的公因数,把它提到前面。6x + 9 变成 3(2x + 3),因为两项都能被 3 整除。

这还是同一幅图,只是换个方向看:你不是在切开一个长方形,而是注意到两个长方形高度相同,可以拼在一起。

试一题

这道题故意把负号放在括号外面。如果你算出 -1,说明负号没有乘到 3 上。

常见问题

乘法分配律是什么?

它说的是:用一个数乘一个和,等于用这个数分别乘每一部分再相加,即 a(b + c) = ab + ac。代数里能去括号靠的就是它,你能心算 7 × 23,把它算成 7 × 20 加 7 × 3,靠的也是它。

为什么 a(b + c) = ab + ac 成立?

因为等号两边都是同一个长方形的面积。一个高为 a、宽为 (b + c) 的长方形,面积是 a(b + c)。用一条竖线把它切成宽 b 和宽 c 的两块,两块的面积分别是 ab 和 ac。切开一个图形不会改变它的大小,所以这两个式子一定相等。

遇到负号怎么办?

符号会带到括号里的每一项上。所以 -2(x + 3) 等于 -2x - 6,而不是 -2x + 6:两项都要乘以 -2。这是去括号时最常见的错误,每次都值得代入一个数检查一下结果。

分配和因式分解有什么区别?

它们是同一个事实,只是方向相反。分配是从 a(b + c) 变成 ab + ac,去掉括号。因式分解是从 ab + ac 变回 a(b + c),加上括号。正因为这条规则可以倒过来用,因式分解才成为可能。

FOIL 法是乘法分配律吗?

是的,FOIL 法就是用了两次的乘法分配律。展开 (x + 2)(x + 3) 时,先把整个第一个括号分配到第二个括号上,再在每一部分里分配一次。FOIL 只是帮你记住最后得到的四个乘积,并不是一条独立的规则,所以一旦某个括号里有三项,FOIL 就不管用了,而分配律照样适用。

相关概念

Coddy 编程语言插图

在 Coddy 学数学

开始