Algebrai kifejezések

Két különböző prímszám összege 10. Mi lehet ez a két szám? Legyenek a prímek x és y. Máris megvan az egyenletünk: $x + y = 10$.
Azokat a kifejezéseket, melyek számokból, betűkből és az alapműveletekből állnak, és ezeket véges sokszor alkalmazzuk, algebrai kifejezéseknek nevezzük. Az algebrai kifejezés betűi a változó értékek.
Előző példánknál maradva: ha kitaláljuk x és y értékét, megkapjuk az algebrai kifejezés helyettesítési értékét. A két prímszám a 3 és a 7.
Ha az algebrai kifejezésben nincs kijelölve betűs kifejezéssel való osztás, algebrai egész kifejezésről beszélünk. Nevezzük polinomnak is. Ha van a nevezőben változó, algebrai törtről beszélünk.
Döntsük el, a példák közül melyik egész és melyik tört kifejezés! Az első három mind egész algebrai kifejezés, hiszen nincs kijelölve betűs kifejezéssel való osztás. Az utolsó kettő viszont tört kifejezés, mivel a nevezőben ismeretlen szerepel.
Egy algebrai kifejezés lehet egytagú, ekkor csak szorzást és osztást használunk a műveletek közül. Lehet többtagú is, ekkor már összeadást és kivonást is alkalmazunk.
Azokat az egytagú algebrai kifejezéseket, amelyek egymástól legfeljebb az együtthatókban különböznek, egynemű kifejezéseknek nevezzük.
Ha nem ugyanazok a változók vagy nem ugyanazon a hatványon szerepelnek, az algebrai kifejezéseket különneműeknek nevezzük.
A polinom felírásakor érdemes figyelni arra, hogy a változókat ábécésorrendben írjuk fel.
Mit értünk a polinomok fokszámán? Ha a kifejezés egytagú, akkor az összes változó fokszámát összeadjuk, ez adja meg a polinom fokszámát. $4 + 3 + 1 + 3 = 11$, így az első példában a fokszám 11. A második példában a fokszám 4.
Többtagú polinomnál megkeressük a legnagyobb fokszámú tagot, és az lesz a kifejezés fokszáma. Az első esetben az ötödik hatvány, a második esetben pedig az $5{x^6}y$ (ejtsd: 5x a hatodikon y) fokszáma a legmagasabb: $6 + 1$, vagyis 7.
Rakjuk fokszám szerint növekvő sorrendbe az előbbi kifejezést! Kiszámoljuk mind a négy tag fokszámát, majd a legkisebbet előre írva sorrendbe tesszük.
Nézzük meg, milyen műveleteket tudunk polinomokkal végezni! Összevonni csak egynemű tagokat lehet! Ilyenkor érvényesek a valós számokra megismert tulajdonságok, tehát az összeadás és a szorzás kommutatív és asszociatív művelet. Kivonáskor és osztáskor nem lehet felcserélni vagy tetszőlegesen zárójelezni a tagokat, illetve a tényezőket.
Lássunk néhány példát! Összevonni csak az $ab$, illetve az ${a^2}b$ (a négyzet b) tagokat lehet. Az $ab$ tagból lesz 16, míg az ${a^2}b$ tagból $\frac{5}{2}$. Az együtthatókat összevontuk, a változók maradtak ugyanazok.
A szorzásnál a hatványozás azonosságai érvényesülnek. A számokat összeszorozzuk, a betűknél a kitevőket összeadjuk.
Hogyan bontsuk fel a zárójelet? Itt ismét a valós számokra megismert disztributív tulajdonság szerint végezzük a műveletet. Ezt nevezhetjük zárójelfelbontásnak is. Minden tagot meg kell szoroznunk a zárójel előtt lévő kifejezéssel. A kapott tagokat nem lehet összevonni, hiszen különneműek.
Hogyan szorozzunk össze több tagot több taggal? Itt minden tagot minden taggal meg kell szoroznunk, tehát először x-szel szorozzuk össze, majd –4-gyel a második zárójelben lévő kifejezést. Nagyon figyelj az előjelekre!
Foglaljuk össze a legfontosabbakat! Egy algebrai kifejezés lehet egész vagy tört, egytagú vagy többtagú. Több algebrai kifejezés pedig lehet egymással egynemű vagy különnemű.
Lássunk egy konkrét példát! $ - \frac{3}{4}{x^2}{y^3}$ (ejtsd: mínusz háromnegyed x négyzet y a harmadikon) egész algebrai kifejezés, egytagú, a fokszáma 5. Ha x értéke 4 és y értéke –2, akkor a kifejezés helyettesítési értéke 96.
Második példánk is egész algebrai kifejezés, többtagú, a fokszáma 8. Legyen most a értéke 0,5, b értéke –1! Ekkor a behelyettesítés után a kifejezés 4,125 (ejtsd: négy egész százhuszonöt ezred) lett.
A polinomoknak egyenletek felírásakor, szöveges feladatok megoldásakor is hasznát veszed. Fizikai, kémiai képleteknél is betűs kifejezésekkel dolgozol.
Végezetül a következő kifejezéseket írjuk fel polinomokkal! Két négyzet területének összege $36{\rm{ }}c{m^2}$. Két kör területének összege $100{\rm{ }}c{m^2}$, és az egyik kör sugara ötszöröse a másiknak. Egy apa, anya és fiuk életkorának összege 97 év, az apa 27 évvel idősebb a fiánál és 5 évvel idősebb a feleségénél. A pénzem harmadát könyvre, negyedét mozira, ötödét pizzára költöttem. A megmaradt pénzem 1300 Ft.