初等代數- 维基百科,自由的百科全书
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初等代數是一個初等且相對簡單形式的代數,教導對象為還沒有數學和算術方面较深知識的中小学生, ... 2.1 与代数运算相关的定理; 2.2 与“等於”相关的定理; 2.3 其他定理. 3 例子.
初等代數
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初等代數是一個初等且相對簡單形式的代數,教導對象為還沒有數學和算術方面较深知識的中小学生,大学学习的则称为高等代数。
當在算術中只有數字与其運算(如:加、減、乘、除)出現時,在代數中也會使用字母符號诸如
x
{\displaystylex}
、
y
{\displaystyley}
或
a
{\displaystylea}
、
b
{\displaystyleb}
等表示數字,习惯上用前者表示未知数与變數,用后者表示任意的已知数。
目录
1概述
2定理
2.1与代数运算相关的定理[1]
2.2与“等於”相关的定理
2.3其他定理
3例子
3.1一元一次方程
3.2一元二次方程
3.3線性方程組
3.3.1求解的第一種方法
3.3.2求解的第二種方法
4另見
5參考
6脚注
概述[编辑]
初等代數中还会使用诸如
f
(
x
)
{\displaystylef(x)}
、
g
(
x
)
{\displaystyleg(x)}
、
f
(
g
(
x
)
)
{\displaystylef(g(x))}
、
f
(
x
1
,
x
2
)
{\displaystylef(x_{1},x_{2})}
等映射符号来表示关于某个字母符号的代数式。
*它使得算術等式(或不等式)可以被描述成命题或定理(如:
∀
{\displaystyle\forall}
实数
a
{\displaystylea}
和
b
{\displaystyleb}
,
a
+
b
=
b
+
a
{\displaystylea+b=b+a}
),因此這是系統化學習實數性質的第一步。
它允許涉及未知的數字。
在一個問題的內容裡,變數或許代表某一還不確定,但可能可以經由方程的規劃及操縱來解開的數值。
它允許探究數量之間的數學關係的可能(如「若你賣了
x
{\displaystylex}
張票,你的收益將有
(
3
x
+
10
)
{\displaystyle(3x+10)}
元」)。
這三個是初等代數的主要組成部份,以區隔其與目的為教導大學生更高深主題的抽象代數的不同。
[原創研究?]
在初等代數裡,表示式包含有數字、變數及運算。
它們通常把較高次項(習慣上)寫在表示左邊(參考多項式),舉幾個例子來說:
x
+
3
{\displaystylex+3}
y
2
+
2
x
−
3
{\displaystyley^{2}+2x-3}
z
7
+
a
(
b
+
x
3
)
+
42
/
y
−
π
{\displaystylez^{7}+a(b+x^{3})+42/y-\pi}
。
在更進階的代數裡,表示式也會包含有初等函數。
一個等式表示其等號兩邊的表示式是相等的。
某些等式對於其中變數的所有取值都成立(如
a
+
b
=
b
+
a
{\displaystylea+b=b+a}
);這種等式稱為恆等式。
而其他只有變數在某些值時才正確(如
x
2
−
1
=
4
{\displaystylex^{2}-1=4}
),此一使等式成立的變數值則稱為這等式的解。
定理[编辑]
与代数运算相关的定理[1][编辑]
加法是一可交換的運算(兩個數不論順序為何,它加起來的總和都一樣)。
減法是加法的逆運算。
減去一個數和加上一個此數的負數是一樣意思的:
a
−
b
=
a
+
(
−
b
)
{\displaystylea-b=a+(-b)}
例如:若
5
+
x
=
3
{\displaystyle5+x=3}
,則
x
=
−
2
{\displaystylex=-2}
。
乘法是一可交換的運算。
除法是乘法的逆運算。
除去一個數和乘上一個此數的倒數是一樣意思的:
a
b
=
a
⋅
1
b
{\displaystyle{a\overb}=a\cdot{1\overb}}
例如:若
3
x
=
2
{\displaystyle3x=2}
,則
x
=
2
/
3
{\displaystylex=2/3}
。
冪不是一可交換的運算。
但冪卻有兩個逆運算:對數和开方(如平方根)。
例如:若
3
x
=
10
{\displaystyle3^{x}=10}
,則
x
=
log
3
10
{\displaystylex=\log_{3}10}
。
例如:若
x
2
=
10
{\displaystylex^{2}=10}
,則
x
=
10
C
{\displaystylex={\sqrt{10}}_{\mathbb{C}}}
,即
x
1
=
10
R
{\displaystylex_{1}={\sqrt{10}}_{\mathbb{R}}}
,
x
2
=
−
10
R
{\displaystylex_{2}=-{\sqrt{10}}_{\mathbb{R}}}
。
負數的平方根不存在於實數內。
(參考:複數)
加法的結合律性質:
(
a
+
b
)
+
c
=
a
+
(
b
+
c
)
{\displaystyle(a+b)+c=a+(b+c)}
。
乘法的結合律性質:
(
a
b
)
c
=
a
(
b
c
)
.
{\displaystyle(ab)c=a(bc).}
。
對應加法的乘法分配律性質:
c
(
a
+
b
)
=
c
a
+
c
b
{\displaystylec(a+b)=ca+cb}
。
對應乘法的冪分配律性質:
(
a
b
)
c
=
a
c
b
c
{\displaystyle(ab)^{c}=a^{c}b^{c}}
。
冪的乘法:
a
b
a
c
=
a
b
+
c
{\displaystylea^{b}a^{c}=a^{b+c}}
。
冪的冪:
(
a
b
)
c
=
a
b
c
{\displaystyle(a^{b})^{c}=a^{bc}}
。
与“等於”相关的定理[编辑]
a
=
a
{\displaystylea=a}
(等於的自反性)。
若
a
=
b
{\displaystylea=b}
,則
b
=
a
{\displaystyleb=a}
(等於的對稱性)。
若
a
=
b
{\displaystylea=b}
且
b
=
c
{\displaystyleb=c}
,則
a
=
c
{\displaystylea=c}
(等於的遞移律)。
若
a
−
b
=
n
{\displaystylea-b=n}
,則
a
2
−
b
2
=
n
a
+
n
b
{\displaystylea^{2}-b^{2}=na+nb}
。
其他定理[编辑]
若
a
=
b
{\displaystylea=b}
且
c
=
d
{\displaystylec=d}
,則
a
+
c
=
b
+
d
{\displaystylea+c=b+d}
。
若
a
=
b
{\displaystylea=b}
,則對任一c,
a
+
c
=
b
+
c
{\displaystylea+c=b+c}
(等於的可加性)。
若
a
=
b
{\displaystylea=b}
且
c
=
d
{\displaystylec=d}
,則
a
c
{\displaystyleac}
=
b
d
{\displaystylebd}
。
若
a
=
b
{\displaystylea=b}
,則對任一c,
a
c
=
b
c
{\displaystyleac=bc}
(等於的可乘性)。
若兩個符號相等,則一個總是能替換另一個(替換原理)。
若
a
>
b
{\displaystylea>b}
且
b
>
c
{\displaystyleb>c}
,則
a
>
c
{\displaystylea>c}
(不等式的遞移律)。
若
a
>
b
{\displaystylea>b}
,則對任一c,
a
+
c
>
b
+
c
{\displaystylea+c>b+c}
。
若
a
>
b
{\displaystylea>b}
且
c
>
0
{\displaystylec>0}
,則
a
c
>
b
c
{\displaystyleac>bc}
。
若
a
>
b
{\displaystylea>b}
且
c
<
0
{\displaystylec<0}
,則
a
c
<
b
c
{\displaystyleac
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