✏️ 代数式化简

Simplifying Algebraic Expressions

代数式化简是 AMC 8 的核心代数技能。掌握变量、系数、同类项的识别,以及分配律和指数法则,是解决更复杂代数问题的基础。

📚 4 章节 💡 5 道例题 ✏️ 8 道练习 🎯 难度:基础 ⏱ 约30分钟
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代数式的基本概念 Basic Concepts of Algebraic Expressions
基础 必考

1.1 变量、系数与常数项 Variables, Coefficients, and Constant Terms

代数式(algebraic expression)是由数字、字母(变量)和运算符号(+、−、×、÷)组成的数学表达式。

An algebraic expression is a mathematical phrase that can contain numbers, variables (letters), and operations (+, −, ×, ÷).

📝 基本术语 / Key Terms
变量(Variable):用字母表示的未知数,如 x, y, n
系数(Coefficient):变量前面的数字因数,如 5x 中的 5
常数项(Constant):不含变量的固定数,如 3x + 7 中的 7
项(Term):用加号或减号隔开的各部分,如 3x + 2y − 5 有三项
Variable: an unknown represented by a letter (x, y, n)
Coefficient: the numerical factor of a variable (e.g., 5 in 5x)
Constant: a fixed number with no variable (e.g., 7 in 3x + 7)
Term: parts separated by + or − signs (e.g., 3x + 2y − 5 has three terms)

举例:在代数式 4x² − 3xy + 7y − 5 中:

  • 4x² 的系数是 4,变量是 x  The coefficient of 4x² is 4
  • −3xy 的系数是 −3(注意符号!)  The coefficient of −3xy is −3 (include the sign!)
  • 7y 的系数是 7  The coefficient of 7y is 7
  • −5 是常数项  −5 is the constant term
💡 邓老师提示:系数一定包含前面的正负号!−3x 的系数是 −3,不是 3。这是 AMC 中常见的陷阱。
The coefficient always includes the sign! The coefficient of −3x is −3, not 3. This is a common trap on the AMC.

1.2 同类项 Like Terms

同类项(like terms)是指含有相同变量且每个变量的指数都相同的项。只有同类项才能合并。

Like terms are terms that have the same variables raised to the same powers. Only like terms can be combined.

是否为同类项?Are they like terms?说明
3x 和 5x✅ 是变量相同,指数相同
2x² 和 7x²✅ 是变量的幂次相同
4xy 和 9xy✅ 是变量组合和指数都相同
3x 和 3x²❌ 否变量指数不同
2x 和 2y❌ 否变量不同
5xy 和 5yx✅ 是xy 和 yx 是相同的(乘法交换律)
⚠️ 注意:系数不同不影响是否为同类项!3x 和 7x 是同类项,可以合并为 10x。但 3x 和 3y 不是同类项,不能合并。
Different coefficients don't prevent terms from being like terms! 3x and 7x are like terms and combine to 10x.
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代数式的加减 Adding and Subtracting Expressions
基础 必考

2.1 合并同类项 Combining Like Terms

合并同类项的法则是:将同类项的系数相加减,变量部分保持不变。

To combine like terms: add or subtract the coefficients while keeping the variable part the same.

📝 合并同类项 / Combining Like Terms
ax + bx = (a + b)x
将系数 a 和 b 相加,变量 x 不变
Add coefficients a and b; keep variable x unchanged

示例:

  • 3x + 5x = (3+5)x = 8x
  • 7a − 2a = (7−2)a = 5a
  • 4x² + 3x − x² + 2x = (4−1)x² + (3+2)x = 3x² + 5x
  • 6xy − 2xy + 5 = 4xy + 5(5 没有同类项,保留)
💡 邓老师提示:合并前先标记同类项(可以用下划线、圈等方式),确保不漏项、不混项。这是减少计算错误的关键!
Before combining, mark like terms (underline, circle, etc.) to avoid missing or mixing terms. This is key to reducing errors!

2.2 去括号规则 Rules for Removing Parentheses

当代数式中出现括号时,需要根据括号前的符号决定如何去掉括号:

When parentheses appear in expressions, the sign before them determines how to remove them:

📝 去括号法则 / Parentheses Rules
+(a + b − c) = a + b − c   (正号不变号)
−(a + b − c) = −a − b + c   (负号变号)
+ keeps all signs unchanged; − flips ALL signs inside

示例:

  • 2x + (3y − 4) = 2x + 3y − 4
  • 2x − (3y − 4) = 2x − 3y + 4
  • 3(a + 2b) − (a − 5b) = 3a + 6b − a + 5b = 2a + 11b
⚠️ 常见错误:负号去括号时,只变第一个数的符号而忘记变后面的!比如 −(3 − 5) 应该等于 −3 + 5 = 2,而不是 −3 − 5 = −8。
Common mistake: With a negative sign, ALL signs inside must flip. −(3−5) = −3+5 = 2, NOT −3−5 = −8.
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代数式的乘除 Multiplying and Dividing Expressions
中等 高频

3.1 分配律 The Distributive Property

分配律(distributive property)是代数式乘法的基础法则:

The distributive property is the fundamental rule for multiplying expressions:

📝 分配律 / Distributive Property
a(b + c) = ab + ac
a(b − c) = ab − ac
将括号外的数分别乘以括号内的每一项
Multiply the number outside parentheses by each term inside

示例:

  • 3(2x + 5) = 3·2x + 3·5 = 6x + 15
  • −2(4x − 3) = −2·4x + (−2)·(−3) = −8x + 6
  • 5(2a + 3) − 2(a − 1) = 10a + 15 − 2a + 2 = 8a + 17
💡 邓老师提示:当括号外是负数时,特别要注意符号!−2 × (−3) = +6,不要算成 −6。
When the number outside is negative, pay extra attention to signs! −2 × (−3) = +6, not −6.

3.2 指数法则初步 Basic Exponent Rules

AMC 8 中需要掌握最基本的指数运算法则:

You need to master the most basic exponent rules for the AMC 8:

法则Rule示例Example
同底数相乘 xa · xb = xa+b x³ · x² = x⁵ Add exponents
同底数相除 xa ÷ xb = xa−b x⁵ ÷ x² = x³ Subtract exponents
幂的乘方 (xa)b = xab (x³)² = x⁶ Multiply exponents
负指数 x−n = 1/xn x−2 = 1/x² Reciprocal
📝 特殊值 / Special Values
x⁰ = 1(x ≠ 0)
x¹ = x
1n = 1
Any non-zero number raised to the power of 0 equals 1.
⚠️ 注意:指数法则只适用于同底数!x² · y³ ≠ (xy)⁵。不同底数的项不能直接合并指数。
Exponent rules only apply to same bases! x² · y³ ≠ (xy)⁵. Different bases cannot be combined this way.
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例题精讲 Worked Examples
5 题 含历年真题
📌 例题 1 合并同类项

化简:5x − 3 + 2x + 7 − xSimplify: 5x − 3 + 2x + 7 − x

解题思路
合并 x 的项:(5 + 2 − 1)x = 6x
合并常数项:(−3 + 7) = 4
结果:6x + 4 Combine x terms: (5+2−1)x = 6x. Combine constants: −3+7 = 4. Result: 6x + 4.
📌 例题 2 去括号

化简:3(2a − 1) − 2(a + 4)Simplify: 3(2a − 1) − 2(a + 4)

解题思路
展开第一个括号:3(2a − 1) = 6a − 3
展开第二个括号(注意负号):−2(a + 4) = −2a − 8
合并:(6a − 2a) + (−3 − 8) = 4a − 11 Expand: 3(2a−1) = 6a−3. Note the minus sign: −2(a+4) = −2a−8. Combine: (6a−2a)+(−3−8) = 4a−11.
📌 例题 3 指数法则

化简:x³ · x⁴ − 2x⁵ + x² · x⁵Simplify: x³ · x⁴ − 2x⁵ + x² · x⁵

解题思路
x³ · x⁴ = x3+4 = x⁷
x² · x⁵ = x2+5 = x⁷
代入:x⁷ − 2x⁵ + x⁷ = 2x⁷ − 2x⁵
也可以提取公因式:2x⁵(x² − 1) x³·x⁴ = x⁷, x²·x⁵ = x⁷. So: x⁷ − 2x⁵ + x⁷ = 2x⁷ − 2x⁵ = 2x⁵(x² − 1).
📌 例题 4 AMC 8 真题改编

若 3x + 7 = 22,则 5x − 3 的值是多少?If 3x + 7 = 22, what is the value of 5x − 3?

解题思路
先求 x:3x + 7 = 22 → 3x = 15 → x = 5
代入 5x − 3 = 5(5) − 3 = 25 − 3 = 22 Solve: 3x + 7 = 22 → 3x = 15 → x = 5. Substitute: 5(5) − 3 = 25 − 3 = 22.
📌 例题 5 综合化简

化简:2(3x − 4) − 3(x + 2) + 5(x − 1)Simplify: 2(3x − 4) − 3(x + 2) + 5(x − 1)

解题思路
分别展开每个括号:
2(3x − 4) = 6x − 8
−3(x + 2) = −3x − 6
5(x − 1) = 5x − 5
合并同类项:(6x − 3x + 5x) + (−8 − 6 − 5) = 8x − 19 Expand each: 2(3x−4)=6x−8, −3(x+2)=−3x−6, 5(x−1)=5x−5. Combine: (6−3+5)x + (−8−6−5) = 8x − 19.
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巩固练习 Practice Problems
8 题 提交即判

第1题 化简:7a + 3b − 4a + 2bSimplify: 7a + 3b − 4a + 2b

第2题 化简:−2(3x − 5) + 4(x + 1)Simplify: −2(3x − 5) + 4(x + 1)

第3题 若 x = 3,则 2x² − 3x + 1 的值是多少?If x = 3, what is the value of 2x² − 3x + 1?

第4题 化简:(2x)³ ÷ (2x) 的结果是多少?What is (2x)³ ÷ (2x) simplified?

第5题 化简:3x(x − 2) − 2x(x + 1),结果中 x² 的系数是多少?Simplify 3x(x−2) − 2x(x+1). What is the coefficient of x²?

第6题 若 2(x + 3) − 4(x − 1) = 10,则 x 的值是多少?If 2(x+3) − 4(x−1) = 10, what is x?

第7题 化简:4a²b · 3ab² ÷ (6ab)Simplify: 4a²b · 3ab² ÷ (6ab)

第8题 若 a + b = 5 且 a − b = 3,则 a² − b² 的值是多少?If a+b=5 and a−b=3, what is a²−b²?