گاما رو نصب کن!

{{ number }}
اعلان ها
اعلان جدیدی وجود ندارد!
کاربر جدید

جستجو

پربازدیدها: #{{ tag.title }}

میتونی لایو بذاری!
هدیه‌های آسمانی دوم
11 نفر

تک‌جمله‌ای: حاصل‌ضرب یک عدد حقیقی در توان‌های صحیح و نامنفی چند متغیر

بروزرسانی شده در: 13:34 1404/09/12 مشاهده: 5     دسته بندی: کپسول آموزشی

تک‌جمله‌ای: ساختمان‌های ریاضی در دنیای اطراف ما

یادگیری زبان ریاضی برای توصیف کمیت‌ها و روابط در زندگی روزمره
در این مقاله، با مفهوم پایه‌ای تک‌جمله‌ای1 در جبر آشنا می‌شویم. یک تک‌جمله‌ای حاصل‌ضرب یک عدد حقیقی (ضرایب2) در توان‌های صحیح و نامنفی چند متغیر است. این ساختار ساده، سنگ بنای بیان مسائل پیچیده در علوم، مهندسی و حتی محاسبات مالی است. ما با بررسی درجه3، ضریب و حاصل‌ضرب تک‌جمله‌ها، کاربردهای ملموس آن را در مدل‌سازی مسائل واقعی مانند محاسبه مساحت، حجم و قیمت کل خرید نشان خواهیم داد.

اجزای تشکیل‌دهنده یک تک‌جمله‌ای

یک تک‌جمله‌ای مانند یک بلوک ساختمانی در ریاضیات است. برای درک آن، باید اجزای آن را بشناسیم. هر تک‌جمله‌ای از سه بخش اصلی تشکیل شده است:

نام جزء تعریف مثال
ضریب (عدد ثابت) یک عدد حقیقی که در ابتدای عبارت قرار می‌گیرد. می‌تواند مثبت، منفی، کسری یا اعشاری باشد. در $5x^2y$، ضریب عدد 5 است.
متغیر نمادی (معمولاً حروف) که نشان‌دهنده یک مقدار ناشناخته یا متغیر است. مانند x، a، عرض. در $-3a$، متغیر a است.
توان (نما) عدد کوچکی که در بالای متغیر نوشته می‌شود و نشان می‌دهد آن متغیر چند بار در خودش ضرب شده است. در تک‌جمله‌ای باید صحیح و نامنفی (صفر یا بزرگتر) باشد. در $x^3$، توان عدد 3 است: $x \times x \times x$.
فرم کلی یک تک‌جمله‌ای:$(عدد) \times (متغیر_1)^{(توان_1)} \times (متغیر_2)^{(توان_2)} \times ...$
به طور خلاصه: $kx^ny^m$ که در آن $k$ یک عدد حقیقی و $n$ و $m$ اعداد صحیح نامنفی هستند.

درجه تک‌جمله‌ای و مقایسه آنها

درجه3 یک تک‌جمله‌ای معیاری برای سنجش «پیچیدگی» یا «بزرگی» نسبی آن است. برای محاسبه درجه، توان تمام متغیرها را با هم جمع می‌کنیم. اگر متغیری بدون توان نوشته شده باشد، توان آن 1 در نظر گرفته می‌شود. اگر فقط یک عدد ثابت باشد (بدون متغیر)، درجه آن صفر است.

مثال: فرض کنید در درس علوم، رابطه حجم یک مکعب‌مستطیل را مطالعه کرده‌اید: $حجم = طول \times عرض \times ارتفاع$. اگر طول، عرض و ارتفاع را با متغیرهای $l$، $w$ و $h$ نشان دهیم، فرمول حجم می‌شود یک تک‌جمله‌ای: $V = l w h$. در اینجا ضریب 1 است و هر سه متغیر توان 1 دارند. پس درجه این تک‌جمله‌ای است: $1+1+1=3$.

تک‌جمله‌ای ضریب متغیرها و توان‌ها درجه (جمع توان‌ها)
$7$ 7 هیچ متغیری ندارد. 0
$-2x$ -2 $x^1$ 1
$\frac{1}{4}a^2b^3$ $\frac{1}{4}$ $a^2$ و $b^3$ 2+3=5
$5x^2y$ 5 $x^2$ و $y^1$ 2+1=3

ضرب تک‌جمله‌ها و مدل‌سازی موقعیت‌های واقعی

ضرب تک‌جمله‌ها بسیار ساده است: ضرایب را در هم ضرب می‌کنیم و متغیرهای یکسان را با جمع توان‌هایشان کنار هم می‌نویسیم. این عمل دقیقاً شبیه به محاسباتی است که هر روز انجام می‌دهیم.

مثال ۱ (خرید از مغازه): تصور کنید قیمت هر بسته مداد $p$ تومان است. شما 3 بسته و دوست شما 2 بسته می‌خرد. مجموع هزینه شما چقدر است؟

هزینه شما: $3 \times p = 3p$
هزینه دوست شما: $2 \times p = 2p$
حالا اگر بخواهیم کل مدادهای خریداری شده را حساب کنیم، تعداد بسته‌ها را ضربدر تعداد مداد در هر بسته ($n$) می‌کنیم: $(3+2) \times n = 5n$. این یک تک‌جمله‌ای جدید است.

مثال ۲ (محاسبه مساحت): مساحت یک مستطیل برابر است با $طول \times عرض$. اگر طول یک زمین $2x$ متر و عرض آن $3x$ متر باشد، مساحت آن به صورت زیر محاسبه می‌شود:

$مساحت = (2x) \times (3x)$
مرحله ۱: ضرب ضرایب: $2 \times 3 = 6$
مرحله ۲: ضرب متغیرها: $x \times x = x^{1+1} = x^2$
نتیجه:$مساحت = 6x^2$
این یک تک‌جمله‌ای جدید با درجه 2 است.

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

سوال ۱: آیا عبارت $x + 5$ یک تک‌جمله‌ای است؟ چرا؟

پاسخ: خیر. زیرا در تعریف تک‌جمله‌ای، فقط عمل ضرب بین عدد و متغیرها مجاز است. وجود عمل جمع (+) این عبارت را به یک دو جمله‌ای تبدیل می‌کند. تک‌جمله‌ای‌ها فقط یک عبارت هستند، نه چند عبارت که با جمع یا تفریق به هم وصل شده‌اند.

سوال ۲: اگر در یک تک‌جمله‌ای، توان یک متغیر صفر باشد، چه اتفاقی می‌افتد؟

پاسخ: هر عدد (غیرصفر) به توان صفر برابر با 1 است. بنابراین، آن متغیر از عبارت حذف می‌شود. مثال: $7x^2y^0 = 7x^2 \times 1 = 7x^2$. دقت کنید که صفر بودن توان با نداشتن آن متغیر یکسان است.

سوال ۳: رایج‌ترین اشتباه در ضرب تک‌جمله‌ها چیست؟

پاسخ: دو اشتباه بسیار رایج وجود دارد: ۱) جمع کردن توان‌های متغیرهای غیریکسان: مثلاً در ضرب $x^2 \times y^3$، نمی‌توانیم بنویسیم $x^5$ یا $y^5$. نتیجه صحیح $x^2y^3$ است. ۲) فراموش کردن ضرب ضرایب: در مثال مساحت، اگر ضرایب 2 و 3 را ضرب نکنیم، جواب غلط $x^2$ می‌شود.

جمع‌بندی: تک‌جمله‌ای یک مفهوم بنیادی و بسیار کاربردی در جبر است. آن را می‌توان حاصل‌ضرب یک عدد ثابت (ضریب) در یک یا چند متغیر که به توان اعداد صحیح نامنفی رسیده‌اند، تعریف کرد. با مفاهیم درجه و ضرب تک‌جمله‌ها، می‌توانیم مسائل دنیای واقعی مانند محاسبه هزینه کل، مساحت، حجم و بسیاری از روابط علمی ساده را به زبان ریاضی ترجمه و به راحتی حل کنیم. یادگیری این مبحث، پایه‌ای محکم برای درک عبارات جبری پیچیده‌تر در آینده خواهد بود.

پاورقی

1 تک‌جمله‌ای (Monomial): یک عبارت جبری که از حاصل‌ضرب یک عدد و یک یا چند متغیر با توان‌های صحیح نامنفی تشکیل شده است.
2 ضریب (Coefficient): عدد ثابتی که در یک عبارت جبری، یک متغیر یا یک حاصل‌ضرب از متغیرها در آن ضرب می‌شود.
3 درجه (Degree): در یک تک‌جمله‌ای، مجموع توان‌های تمام متغیرها را درجه آن تک‌جمله‌ای می‌نامند.

تک‌جمله‌ای عبارت جبری ضریب و توان درجه تک‌جمله مدل‌سازی ریاضی