同类项
tóng lèi xiàng
同类项是代数式中变量相同且指数也相同的项,可以通过加减系数来合并。
Definition
同类项是变量部分完全相同的项,即相同的变量取相同的次幂;它们的系数不必相同。由于它们代表同一"类型"的量,你可以通过对系数进行加减来合并同类项,而变量部分保持不变。在多项式环中,同类项对应同一个基单项式,因此合并同类项就是在底层环中对标量系数做加法。
Example
$3x$ 与 $7x$ 是同类项,因为都含有 $x$,所以 $3x + 7x = 10x$;但 $3x$ 与 $7y$ 不是同类项,因为 $x$ 与 $y$ 是不同的变量。同样,$5x^2$ 与 $-2x^2$ 可合并为 $5x^2 - 2x^2 = 3x^2$,而 $4xy$ 与 $4x^2y$ 不是同类项,因为 $x$ 的指数不同。在 $R[x, y]$ 中,$6x^2y^3$ 与 $-4x^2y^3$ 是同类项,共享单项式 $x^2y^3$,其和为 $(6-4)x^2y^3 = 2x^2y^3$;而 $6x^2y^3$ 与 $6x^3y^2$ 尽管总次数相同,却不是同类项。
Key Insight
可以把它想象成水果:$3$ 个苹果加 $7$ 个苹果等于 $10$ 个苹果,但你不能把 $3$ 个苹果和 $7$ 个橙子加成一种水果。合并同类项其实就是逆用分配律,$5x + 3x = (5 + 3)x = 8x$;识别同类项等价于按单项式基向量对多项式各项分组,这是使多项式化简可以算法化处理的基本操作。