代数式

代数基础

dài shù shì

代数式是由数字、变量和运算组合而成、但不含等号的数学短语。

Definition

代数式是由数字、变量以及加、减、乘、除或乘方等运算组合而成的数学短语。与方程不同,它没有等号,因此不能被"求解",只能被求值或化简。严格地说,代数式是在某组运算符号下,基于一组变量和常数构成的合式公式;在抽象代数中,代数式是自由代数中的元素。有理式(多项式之商)将这一概念扩展到包含除法的情形,凡是使分母为零之处都需要加以定义域限制。

Example

$3x + 7$ 是一个代数式,$2x^2 + 5x - 3$ 也是,它含有三项;将后者在 $x = 2$ 处求值得到 $2(4) + 10 - 3 = 15$。有理式 $(x^2-4)/(x-2)$ 在所有 $x \neq 2$ 时可化简为 $x + 2$;必须明确写出限制条件 $x \neq 2$,因为原式在该处没有定义。

Key Insight

代数式就像一份食谱,只要知道各种"用料"的量,就能得出一个结果,但它从不断言两者相等;代数式是方程与不等式的基本组成部分。自由代数将"代数式的结构独立于任何特定数值解释"这一想法形式化,使符号本身可以作为一种独立的数学对象来处理。