Одночлены
Определения и примеры
Одночлен — это произведение чисел, переменных и степеней. Например, выражения 5a , 3ab 2 и −6 2 aa 2 b 3 являются одночленами.
Приведём ещё примеры одночленов:
Одночленом также является любое отдельное число, любая переменная или любая степень. Например, число 9 является одночленом, переменная x является одночленом, степень 5 2 является одночленом.
Приведение одночлена к стандартному виду
Рассмотрим следующий одночлен:
Этот одночлен выглядит не очень аккуратно. Чтобы сделать его проще, нужно привести его к так называемому стандартному виду.
Приведение одночлена к стандартному виду заключается в перемножении однотипных сомножителей, входящих в этот одночлен. То есть числа нужно перемножать с числами, переменные с переменными, степени со степенями. В результате этих действий получается упрощённый одночлен, который тождественно равен предыдущему.
Ещё один нюанс заключается в том, что в одночлене степени можно перемножать только в том случае, если они имеют одинаковые основания.
Итак, приведём одночлен 3a 2 5a 3 b 2 к стандартному виду. В этом одночлене содержатся числа 3 и 5. Перемножим их, получим число 15. Записываем его:
Далее в одночлене 3a 2 5a 3 b 2 содержатся степени a 2 и a 3 , которые имеют одинаковое основание a . Из тождественных преобразований со степенями известно, что при перемножении степеней с одинаковыми основаниями, основание оставляют без изменений, а показатели складывают. Тогда перемножение степеней a 2 и a 3 даст в результате a 5 . Записываем a 5 рядом с числом 15
Далее в одночлене 3a 2 5a 3 b 2 содержится степень b 2 . Её не с чем перемножать, поэтому она остаётся без изменений. Записываем её как есть к новому одночлену:
Мы привели одночлен 3a 2 5a 3 b 2 к стандартному виду. В результате получили одночлен 15a 5 b 2
Числовой сомножитель 15 называют коэффициентом одночлена. Приводя одночлен к стандартному виду, коэффициент нужно записывать в первую очередь, и только потом переменные и степени.
Если коэффициент в одночлене отсутствует, то говорят, что коэффициент равен единице. Так, коэффициентом одночлена abc является 1, поскольку abc это произведение единицы и abc
А коэффициентом одночлена −abc будет −1 , поскольку −abc это произведение минус единицы и abc
Степенью одночлена называют сумму показателей всех переменных входящих в этот одночлен.
Например, степенью одночлена 15a 5 b 2 является 7 . Это потому что переменная a имеет показатель 5, а переменная b имеет показатель 2. Отсюда 5 + 2 = 7 . Показатель числового сомножителя 15 считать не нужно, поскольку нас интересуют только показатели переменных.
Ещё пример. Степенью одночлена 7ab 2 является 3. Здесь переменная a имеет показатель 1, а переменная b имеет показатель 2. Отсюда 1 + 2 = 3 .
Если одночлен не содержит переменных или степеней, а состоит из числа, то говорят, что степень такого одночлена равна нулю. Например, степень одночлена 11 равна нулю.
Не следует путать степень одночлена и степень числа. Степень числа это произведение из нескольких одинаковых множителей, тогда как степень одночлена это сумма показателей всех переменных входящих в этот одночлен. В одночлене 11 нет переменных, поэтому его степень равна нулю.
Пример 1. Привести одночлен 5xx3ya 2 к стандартному виду
Перемножим числа 5 и 3, получим 15. Это будет коэффициент одночлена:
Далее в одночлене 5xx3ya 2 содержатся переменные x и x . Перемножим их, получим x 2 .
Далее в одночлене 5xx3ya 2 содержится переменная y , которую не с чем перемножать. Записываем её без изменений:
Далее в одночлене 5xx3ya 2 содержится степень a 2 , которую тоже не с чем перемножать. Её также оставляем без изменений:
Получили одночлен 15x 2 ya 2 , который приведён к стандартному виду. Буквенные сомножители принято записывать в алфавитном порядке. Тогда одночлен 15x 2 ya 2 примет вид 15a 2 x 2 y.
Пример 2. Привести одночлен 2m 3 n × 0,4mn к стандартному виду
Перемножим числа, переменные и степени по отдельности.
Числа, переменные и степени при перемножении разрешается заключать в скобки. Делается это для удобства. Так, в данном примере перемножение чисел 2 и 0,4 можно заключить в скобки. Также в скобки можно заключить перемножение m 3 × m и n × n
Но желательно выполнять все элементарные действия в уме. Так, решение можно записать значительно короче:
Но чтобы в уме приводить одночлен к стандартному виду, тема умножения целых чисел и умножения степеней должна быть изучена на хорошем уровне.
Сложение и вычитание одночленов
Одночлены можно складывать и вычитать. Чтобы это было возможно, они должны иметь одинаковую буквенную часть. Коэффициенты могут быть любыми. Сложение и вычитание одночленов это по сути приведение подобных слагаемых, которое мы рассматривали при изучении буквенных выражений.
Чтобы сложить (вычесть) одночлены, нужно сложить (вычесть) их коэффициенты, а буквенную часть оставить без изменений.
Пример 1. Сложить одночлены 6a 2 b и 2a 2 b
Сложим коэффициенты 6 и 2, а буквенную часть 6a 2 b оставим без изменений
Пример 2. Вычесть из одночлена 5a 2 b 3 одночлен 2a 2 b 3
Можно заменить вычитание сложением, и сложить коэффициенты одночленов, оставив буквенную часть без изменения:
Либо сразу из коэффициента первого одночлена вычесть коэффициент второго одночлена, а буквенную часть оставить без изменения:
Умножение одночленов
Одночлены можно перемножать. Чтобы перемножить одночлены, нужно перемножить их числовые и буквенные части.
Пример 1. Перемножить одночлены 5x и 8y
Перемножим числовые и буквенные части по отдельности. Для удобства перемножаемые сомножители будем заключать в скобки:
Пример 2. Перемножить одночлены 5x 2 y 3 и 7x 3 y 2 c
Перемножим числовые и буквенные части по отдельности. В процессе умножения будем применять правило перемножения степеней с одинаковыми основаниями. Перемножаемые сомножители будем заключать в скобки:
Пример 3. Перемножить одночлены −5a 2 bc и 2a 2 b 4
Пример 4. Перемножить одночлены x 2 y 5 и (−6xy 2 )
Пример 5. Найти значение выражения 
Деление одночленов
Одночлен можно разделить на другой одночлен. Для этого нужно коэффициент первого одночлена разделить на коэффициент второго одночлена, а буквенную часть первого одночлена разделить на буквенную часть второго одночлена. При этом используется правило деления степеней.
Например, разделим одночлен 8a 2 b 2 на одночлен 4ab. Запишем это деление в виде дроби:
Первый одночлен 8a 2 b 2 будем называть делимым, а второй 4ab — делителем. А одночлен, который получится в результате, назовём частным.
Разделим коэффициент делимого на коэффициент делителя, получим 8 : 4 = 2 . В исходном выражении ставим знак равенства и записываем этот коэффициент частного:
Теперь делим буквенную часть. В делимом содержится a 2 , в делителе — просто a . Делим a 2 на a , получаем a , поскольку a 2 : a = a 2 − 1 = a . Записываем в частном a после 2
Далее в делимом содержится b 2 , в делителе — просто b . Делим b 2 на b , получаем b , поскольку b 2 : b = b 2 − 1 = b . Записываем в частном b после a
Значит, при делении одночлена 8a 2 b 2 на одночлен 4ab получается одночлен 2ab .
Сразу можно выполнить проверку. При умножении частного на делитель должно получаться делимое. В нашем случае, если 2ab умножить на 4ab , должно получиться 8a 2 b 2
Не всегда можно первый одночлен разделить на второй одночлен. Например, если в делителе окажется переменная, которой нет в делимом, то говорят, что деление невозможно.
К примеру, одночлен 6xy 2 нельзя разделить на одночлен 3xyz . В делителе 3xyz содержится переменная z , которая не содержится в делимом 6xy 2 .
Проще говоря, мы не сможем найти частное, которое при умножении на делитель 3xyz дало бы делимое 6xy 2 , поскольку такое умножение обязательно будет содержать переменную z, которой нет в 6xy 2 .
Но если в делимом содержится переменная, которая не содержится в делителе, то деление будет возможным. В этом случае переменная, которая отсутствовала в делителе, будет перенесена в частное без изменений.
Например, при делении одночлена 4x 2 y 2 z на 2xy , получается 2xyz . Сначала разделили 4 на 2 получили 2, затем x 2 разделили на x , получили x , затем y 2 разделили на y , получили y. Затем приступили к делению переменной z на такую же переменную в делителе, но обнаружили, что такой переменной в делителе нет. Поэтому перенесли переменную z в частное без изменений:
Для проверки умножим частное 2xyz на делитель 2xy . В результате должен получиться одночлен 4x 2 y 2 z
Но в некоторых дробях, если невозможно выполнить деление, бывает возможным выполнить сокращение. Делается это с целью упростить выражение.
Так, в предыдущем примере нельзя было разделить одночлен 6xy 2 на одночлен 3 xyz . Но можно сократить эту дробь на одночлен 3xy . Напомним, что сокращение дроби это деление числителя и знаменателя на одно и то же число (в нашем случае на одночлен 3 xy ). В результате сокращения дробь становится проще, но её значение не меняется:
В числителе и знаменателе мы пришли к делению одночленов, которое можно выполнить:
Процесс деления обычно выполняется в уме, записывая над числителем и знаменателем получившийся результат:
Пример 2. Разделить одночлен 12a 2 b 3 c 3 на одночлен 4a 2 bc
Пример 3. Разделить одночлен x 2 y 3 z на одночлен xy 2
Дополнительно упомянем, что деление одночлена на одночлен также невозможно, если одна из степеней, входящая в делимое, имеет показатель меньший, чем показатель той же степени из делителя.
Например, разделить одночлен 2x на одночлен x 2 нельзя, поскольку степень x , входящая в делимое, имеет показатель 1, тогда как степень x 2 , входящая в делитель, имеет показатель 2. Мы не сможем найти частное, которое при перемножении с делителем x 2 даст в результате делимое 2x .
Конечно, мы можем выполнить деление x на x 2 , воспользовавшись свойством степени с целым показателем:
и такое частное при перемножении с делителем x 2 будет давать в результате делимое 2x
Но нас пока интересуют только те частные, которые являются так называемыми целыми выражениями. Целые выражения это те выражения, которые не являются дробями, в знаменателе которых содержится буквенное выражение. А частное 
целым выражением не является. Это дробное выражение, в знаменателе которого содержится буквенное выражение.
Возведение одночлена в степень
Одночлен можно возвести в степень. Для этого используют правило возведения степени в степень.
Пример 1. Возвести одночлен xy во вторую степень.
Чтобы возвести одночлен xy во вторую степень, нужно возвести во вторую степень каждый сомножитель этого одночлена
Пример 2. Возвести одночлен −5a 3 b во вторую степень.
Пример 3. Возвести одночлен − a 2 bc 3 в пятую степень.
В данном примере коэффициентом одночлена является −1. Этот коэффициент тоже нужно возвести в пятую степень:
Когда коэффициент равен −1, то саму единицу не записывают. Записывают только минус и потом остальные сомножители одночлена. В приведенном примере сначала получился одночлен −1a 10 b 5 c 15 , затем он был заменён на тождественно равный ему одночлен −a 10 b 5 c 15 .
Пример 4. Представить одночлен 4x 2 в виде одночлена, возведённого в квадрат.
В данном примере нужно найти произведение, которое во второй степени будет равно выражению 4x 2 . Очевидно, что это произведение 2x. Если это произведение возвести во вторую степень (в квадрат), то получится 4x 2
Значит, 4x 2 = (2x) 2 . Выражение (2x) 2 это и есть одночлен, возведённый в квадрат.
Пример 5. Представить одночлен 121a 6 в виде одночлена, возведённого в квадрат.
Попробуем найти произведение, которое во второй степени будет равно выражению 121a 6 .
Прежде всего заметим, что число 121 получается, если число 11 возвести в квадрат. То есть первый сомножитель будущего произведения мы нашли. А степень a 6 получается в том случае, если возвести в квадрат степень a 3 . Значит вторым сомножителем будущего произведения будет a 3 .
Таким образом, если произведение 11a 3 возвести во вторую степень, то получится 121a 6
(11a 3 ) 2 = 11 2 × (a 3 ) 2 = 121a 6
Значит, 121a 6 = (11a 3 ) 2 . Выражение (11a 3 ) 2 это и есть одночлен, возведённый в квадрат.
Разложение одночлена на множители
Поскольку одночлен является произведением чисел, переменных и степеней, то он может быть разложен на множители, из которых состоит.
Пример 1. Разложить одночлен 3a 3 b 2 на множители
Данный одночлен можно разложить на множители 3, a, a, a, b, b
Либо степень b 2 можно не раскладывать на множители b и b
Либо степень b 2 разложить на множители b и b , а степень a 3 оставить без изменений
В каком виде представлять одночлен зависит от решаемой задачи. Главное, чтобы разложение было тождественно равно исходному одночлену.
Пример 2. Разложить одночлен 10a 2 b 3 c 4 на множители.
Разложим коэффициент 10 на множители 2 и 5, степень a 2 разложим на множители aa , степень b 3 — на множители bbb , степень c 4 — на множители cccc