师:同学们好,今天我们要讲的内容是沪科版七年级上册第二章整式加减第一课时。我们先来看这样一个问题:在甲、乙两面墙壁上各挖取一个圆形空洞安装窗花,其余部分油漆。请同学们根据图中尺寸算出以下两问。
图示中,甲墙长为(2A),宽为(b),圆半径为(r);乙墙长为(a),宽为(b),圆半径也为(r)。两面墙宽相等,圆半径也相等,这两个相等的量对我们解题有没有帮助呢?能否根据这两个等量关系得到不一样的解题思路呢?
先来看第一问:两面墙上油漆面积一共有多大?因为圆形空洞部分不油漆,所以油漆面积等于长方形面积减去圆的面积。我们可以先分别求出甲、乙两面墙的油漆面积,即(2AB - \pi r^{2})与(AB - \pi r^{2}),再把它们相加,就得到两面墙油漆面积之和。大家还有没有其他方法?
我们再来分析题目,题目要求的是两面墙油漆面积之和,而油漆面积等于墙的面积减去圆的面积,所以也可以用墙的总面积减去圆形的总面积,即((2AB + AB) - (\pi r^{2} + \pi r^{2})),得到两面墙的油漆面积之和。还有没有其他方法呢?刚才讲过两面墙宽相等,如果把这两面墙拼接到一起,刚好可组成一个大长方形,那么油漆面积之和就等于这个大长方形面积减去两个圆的面积,即(3ab - 2\pi r^{2})。
第二小问:较大一面墙比较小一面墙的油漆面积大多少?根据图示,甲墙面积大于乙墙,所以用甲的油漆面积减去乙的油漆面积,即((2ab - \pi r^{2}) - (ab - \pi r^{2}))。大家有没有想到其他解题方法呢?
再来分析题目第二问,要求的是油漆面积之差,且两面墙宽相等,圆半径相等,意味着两个圆能完全重合,油漆面积就是图中蓝色部分。现在把两个图形叠到一起,让两个圆完全重合,那么甲乙两面墙的油漆面积之差,就是甲墙的面积减去乙墙的面积,即(2AB - AB)。
一二两问都有多种解法,这些解法之间是否存在某些关系呢?我们先来看第一小问的多项式,观察下列多项式,大家有什么发现?观察的时候,请同学们认真思考,从方法2到方法3发生了什么变化。
通过观察方法一、方法二、方法三,求的都是两面墙的油漆面积之和,所以它们之间存在共同的式子,比如(AB)、(\pi r^{2})。从方法2到方法3,方法2中(2AB + AB)表示两面墙面积之和,到方法3变成了(3ab);(\pi r^{2} + \pi r^{2})变成了(2\pi r^{2}),代数式变得简单了。那么方法三是否是方法二化简之后的结果呢?如果是,它是如何化简的呢?本节课我们就一起来探究一下这个问题。
在探究之前,请同学们先观察这一列单项式,把认为相同类型的式子归为一类。
我们一起来看第一个单项式(8X^{2}Y),系数为(8),包含字母(x)、(y),且(x)指数为(2),(y)指数为(1)。在后面几个单项式中没有系数为(8)的,我们来看字母,有包含字母(x)、(y)的,比如(- x^{2}Y)、(4Y^{2}X)与(2X Y^{2})。但是在这三个单项式里,只有(- x^{2}Y),(x)指数为(2),(y)指数为(1)与(8X^{2}Y)一样,所以把它俩归为一类,因为它们都包含字母(x)、(y),且(x)指数为(2),(y)指数为(1)。
下面(5A)与(9A)归为一类,因为它们都包含字母(A);(2AB)与(AB)归为一类,因为它们都包含(AB)。那(4Y^{2}X)与谁归为一类呢?观察发现(x)指数为(1),(y)指数为(2)的只有(2X Y^{2}),所以把它俩归为一类,因为它们都包含字母(x)、(y),且(x)指数都为(1),(y)指数都为(2),虽然(Y^{2}X)书写顺序不一样,但我们以前讲过乘法交换律,所以书写顺序对单项式并没有影响。最后(1)与(0)归为一类,因为它们都是常数。
下面请同学们想一想,上述归为一类的单项式,它们都有什么共同特征?
我们一起来看,上述单项式是按照是否包含相同字母,相同字母指数是否相同来归类的。因此,像这样所含字母相同,相同字母的指数也相同的项叫做同类项。注意,常数项与常数项也是同类项。在判断同类项的时候一定要注意,首先字母要相同,这是第一个相同;其次相同字母的指数也要相同,同时满足这两个条件才是同类项。
下面请同学们来做一做这两个练习。
师:好,我们一起来看一下第一题。判断下列各题中的两项是不是同类项,并说明理由,若不是,请为前者配一个。第一小问,(3X^{2}Y)与(-3Y X^{2}),根据同类项的概念,首先看有没有相同字母,都包含(x)、(y),满足第一个相同。其次看相同字母的指数是否相同,前面一项(x)指数为(2),这里(x)指数也为(2),(Y)指数为(1),这里(y)指数也为(1),相同字母指数相同,所以它满足同类项的概念,正确。
生:第二个,(2abc)与(2ab)。前面一项包含字母(c),而后面一项不包含字母(c),所含字母不相同,所以它们不是同类项。如果要为前者配一个的话,只需要让它包含(abc)就可以了,至于前面的系数,只要不为(0)都可以,比如说(abc)、(-\frac{1}{2}abc)都是正确的。
生:第三小问,(m^{2})与(m^{3})。虽然它们都包含字母(m),但是指数不同,相同字母指数不相同,不是同类项。如果要为前者配一个的话,所配的同类项一定要包含(m^{2}),前面的系数也要注意不能为(0)。
生:第四小问,(-4X^{2}Y)与(5XY^{2}),它们都包含字母(x)、(y),但是前面一项(x)指数为(2),而这里(x)指数为(1),相同字母指数不相同,所以不是同类项。如果要为前者配一个的话,可以直接把(5XY^{2})改为(5X^{2}Y)。
生:最后一个,(2^{3})与(3^{2}),它们都是常数项,常数项与常数项互为同类项,所以满足同类项的概念。
师:第2小题,若(2X^{3}Y^{n})与(-X^{m - 1}Y^{2})是同类项,问(m)等于几?(n)等于几?因为这两项互为同类项,所以所含字母要相同,字母的指数也要相同。前面一项(x)指数为(3),所以后面一项(x)指数也为(3),即(m - 1 = 3),算得(m = 4)。而这里前面一项(y)指数为(n),后面一项(y)指数为(2),所以(n = 2),我们就求得(m = 4),(n = 2)。
师:好,学习完同类项的概念,我们再回过头来看一看问题一中的多项式,能找到下列多项式中的同类项吗?我们来看方法二中,前面一个括号里(2AB)与(AB)互为同类项,后面一个括号(\pi r^{2})与(\pi r^{2})也互为同类项。方法三中没有同类项,那么方法二到方法三经历了怎样的变化呢?
