Algebraický výraz
Algebraický výraz je každý matematický zápis, který je tvořen z matematických symbolů, čísel, proměnných, výsledků operací a hodnot funkcí, mezi nimiž jsou pomocí matematických operací (např. sčítání, násobení) a závorek vytvořeny smysluplné vztahy.
Definice
Nechť jsou reálná čísla.
Algebraický výraz , stručný zápis je se nazývá polynom (v proměnné x), čísla jsou koeficienty polynomu.[1]
Obory algebraických výrazů
- polynomy (česky mnohočleny) s operacemi sčítaní, odčítaní, násobení, mocnění nezáporným celým číslem; koeficienty polynomů mohou být čísla z některého oboru čísel: (celá čísla, racionální čísla,...),
- racionální lomené výrazy - (rozšíření polynomů o operaci dělení) s operacemi sčítaní, odčítaní, násobení, dělení a mocnění celým číslem
- rozšíření racionálních lomených výrazů o odmocniny racionální exponenty - pro každé kladné reálné číslo , pro každé celé číslo a pro každé přirozené číslo n je definována mocnina s racionálním exponentem vztahem: - s operacemi sčítaní, odčítaní, násobení, dělení a mocnění racionálním číslem.
Úpravy algebraických výrazů
Úprava algebraického výrazu (zjednodušení) je jeho vyjádření jiným (jednodušším) algebraickým výrazem , pro který za podmínek, kdy mají provedené úpravy smysl, platí: = .
Pro polynomy a celistvé výrazy (algebraický výraz, který nemá ve jmenovateli proměnnou)[2] jsou nejčastěji používané úpravy: krácení výrazu a uvedení na společného jmenovatele. Jednodušším výrazem je výraz s menším počtem členů, závorek, proměnných apod.
Sčítání, odčítání a násobení algebraických výrazů
Zjednodušení algebraických výrazů
Pro kvadratický dvojčlen a trojčlen platí:
;
;
;
Rozklad výrazu na součin
Rozklad výrazu na součin je vyjádření daného výrazu jako součin jednodušších, většinou již dále nerozložitelných, výrazů.
- Lze použít Viètovy vzorce nebo použití diskriminantu (pro kvadratický dvojčlen)
- Vytýkáním: před závorku vytkneme výraz, který se vyskytuje ve všech členech mnohočlenu.[3]
Příklad:
Rozdělení algebraických výrazů
Algebraické výrazy lze dělit:
- racionální algebraické výrazy, jež neobsahují odmocniny (; );
- iracionální algebraické výrazy, které obsahují odmocniny
; ; [4] Při úpravách iracionálních algebraických výrazů se využívají poznatky o odmocninách a mocninách s racionálními mocniteli a pravidla pro početní operace se zlomky.
Podmínky, pro které mají iracionální algebraické výrazy smysl (je třeba určit vždy před výpočtem výrazu):
- jmenovatel musí být různý od nuly
- základy sudých odmocnin musí být nezáporné
Usměrňování výrazů (odstranění odmocnin ze jmenovatele), využíváme především vzorce pro rozdíl druhých resp. třetích mocnin, event. součet třetích mocnin viz binomická věta. Příklad: = nebo:
Algebraický lomený výraz, úpravy
Složený lomený výraz je lomený výraz, který má v čitateli i jmenovateli také lomený výraz: = ; platí že jsou libovolné lomené výrazy, přičemž pro všechny hodnoty proměnných je .
Krácení často provádíme při zjednodušování lomených výrazů. Aby bylo možné lomený výraz krátit, musí být jeho čitatel i jmenovatel zapsán ve tvaru součinu. Pokud tomu tak není, snažíme se lomený výraz nejprve vhodně upravit (což ovšem ne vždy lze). [3]
Hodnota algebraického výrazu
Dosazením do daného výrazu za proměnné reálná čísla, výsledek je číslo, které se nazývá číselná hodnota výrazu.
Určení hodnoty výrazu pro
:
:
Určení hodnoty výrazu pro podmínky:
:
: není třeba počítat - výraz pro hodnotu 1 není definován; výpočtem by ve jmenovateli byla 0
Použití v praxi
S algebraickými výrazy v podobě vzorců se lze setkat nejen v matematice, ale také ve fyzice, chemii, zeměpisu (např. vzorec pro objem kvádru, výpočet rychlosti podle dráhy a času, vzdálenost dvou míst na Zemi podle jejích souřadnic). Užívají se při zápisu řešení slovních úloh.
Algebraický výraz je výraz, v němž se dosazuje za každou proměnnou hodnota z číselného oboru. Existují ale i nealgebraické výrazy (např. ve výrokové logice). Většinou lze z kontextu poznat, kdy výraz je, či není algebraický.[3]
Reference
- Základní poznatky z matematiky. www2.karlin.mff.cuni.cz [online]. [cit. 2021-03-16]. Dostupné online.
- VOŠICKÝ, Zdeněk. Matematika v kostce pro střední školy. Praha: [s.n.], 2007. ISBN 978-80-253-0191-3.
- Základní poznatky z matematiky. www2.karlin.mff.cuni.cz [online]. [cit. 2021-02-03]. Dostupné online.
- POLÁK,, Josef. Středoškolská matematika v úlohách I. 1. vydání. vyd. Praha: Prometheus, 1996. 344 s. Dostupné online. ISBN 80-7196-021-7, ISBN 978-80-7196-021-8. OCLC 36882054