5. 先化简,再求值:$\frac{1}{2}ab^{2} - [\frac{1}{3}a^{2}b + \frac{1}{2}(ab^{2} - a^{2}b + 1) - \frac{1}{4}]$,其中$a$的倒数是它本身,$b$是最大的负整数。
答案:
【解析】:
本题可先对原式进行化简,再根据$a$、$b$的条件求出$a$、$b$的值,最后代入化简后的式子求值。
- **步骤一:化简原式**
对$\frac{1}{2}ab^{2} - [\frac{1}{3}a^{2}b + \frac{1}{2}(ab^{2} - a^{2}b + 1) - \frac{1}{4}]$去括号,根据去括号法则:括号前是“$+$”,把括号和它前面的“$+$”去掉后,原括号里各项的符号都不改变;括号前是“$-$”,把括号和它前面的“$-$”去掉后,原括号里各项的符号都要改变。
可得:
$\begin{aligned}&\frac{1}{2}ab^{2} - [\frac{1}{3}a^{2}b + \frac{1}{2}(ab^{2} - a^{2}b + 1) - \frac{1}{4}]\\=&\frac{1}{2}ab^{2} - (\frac{1}{3}a^{2}b + \frac{1}{2}ab^{2} - \frac{1}{2}a^{2}b + \frac{1}{2} - \frac{1}{4})\\=&\frac{1}{2}ab^{2} - (\frac{1}{3}a^{2}b + \frac{1}{2}ab^{2} - \frac{1}{2}a^{2}b + \frac{1}{4})\\=&\frac{1}{2}ab^{2} - \frac{1}{3}a^{2}b - \frac{1}{2}ab^{2} + \frac{1}{2}a^{2}b - \frac{1}{4}\end{aligned}$
然后合并同类项,同类项的系数相加,所得的结果作为系数,字母和指数不变。
可得:
$\begin{aligned}&\frac{1}{2}ab^{2} - \frac{1}{3}a^{2}b - \frac{1}{2}ab^{2} + \frac{1}{2}a^{2}b - \frac{1}{4}\\=&(\frac{1}{2}ab^{2} - \frac{1}{2}ab^{2}) + (-\frac{1}{3}a^{2}b + \frac{1}{2}a^{2}b) - \frac{1}{4}\\=&\frac{1}{6}a^{2}b - \frac{1}{4}\end{aligned}$
- **步骤二:求出$a$、$b$的值**
已知$a$的倒数是它本身,根据倒数的定义:乘积是$1$的两个数互为倒数,可知$a = \pm 1$。
又因为$b$是最大的负整数,所以$b = -1$。
- **步骤三:分情况代入求值**
当$a = 1$,$b = -1$时,代入$\frac{1}{6}a^{2}b - \frac{1}{4}$可得:
$\frac{1}{6}×1^{2}×(-1) - \frac{1}{4}=-\frac{1}{6} - \frac{1}{4}=-\frac{2}{12} - \frac{3}{12}=-\frac{5}{12}$
当$a = -1$,$b = -1$时,代入$\frac{1}{6}a^{2}b - \frac{1}{4}$可得:
$\frac{1}{6}×(-1)^{2}×(-1) - \frac{1}{4}=-\frac{1}{6} - \frac{1}{4}=-\frac{2}{12} - \frac{3}{12}=-\frac{5}{12}$
综上,原式化简后为$\frac{1}{6}a^{2}b - \frac{1}{4}$,值为$-\frac{5}{12}$。
【答案】:化简结果为$\frac{1}{6}a^{2}b - \frac{1}{4}$,值为$-\frac{5}{12}$
本题可先对原式进行化简,再根据$a$、$b$的条件求出$a$、$b$的值,最后代入化简后的式子求值。
- **步骤一:化简原式**
对$\frac{1}{2}ab^{2} - [\frac{1}{3}a^{2}b + \frac{1}{2}(ab^{2} - a^{2}b + 1) - \frac{1}{4}]$去括号,根据去括号法则:括号前是“$+$”,把括号和它前面的“$+$”去掉后,原括号里各项的符号都不改变;括号前是“$-$”,把括号和它前面的“$-$”去掉后,原括号里各项的符号都要改变。
可得:
$\begin{aligned}&\frac{1}{2}ab^{2} - [\frac{1}{3}a^{2}b + \frac{1}{2}(ab^{2} - a^{2}b + 1) - \frac{1}{4}]\\=&\frac{1}{2}ab^{2} - (\frac{1}{3}a^{2}b + \frac{1}{2}ab^{2} - \frac{1}{2}a^{2}b + \frac{1}{2} - \frac{1}{4})\\=&\frac{1}{2}ab^{2} - (\frac{1}{3}a^{2}b + \frac{1}{2}ab^{2} - \frac{1}{2}a^{2}b + \frac{1}{4})\\=&\frac{1}{2}ab^{2} - \frac{1}{3}a^{2}b - \frac{1}{2}ab^{2} + \frac{1}{2}a^{2}b - \frac{1}{4}\end{aligned}$
然后合并同类项,同类项的系数相加,所得的结果作为系数,字母和指数不变。
可得:
$\begin{aligned}&\frac{1}{2}ab^{2} - \frac{1}{3}a^{2}b - \frac{1}{2}ab^{2} + \frac{1}{2}a^{2}b - \frac{1}{4}\\=&(\frac{1}{2}ab^{2} - \frac{1}{2}ab^{2}) + (-\frac{1}{3}a^{2}b + \frac{1}{2}a^{2}b) - \frac{1}{4}\\=&\frac{1}{6}a^{2}b - \frac{1}{4}\end{aligned}$
- **步骤二:求出$a$、$b$的值**
已知$a$的倒数是它本身,根据倒数的定义:乘积是$1$的两个数互为倒数,可知$a = \pm 1$。
又因为$b$是最大的负整数,所以$b = -1$。
- **步骤三:分情况代入求值**
当$a = 1$,$b = -1$时,代入$\frac{1}{6}a^{2}b - \frac{1}{4}$可得:
$\frac{1}{6}×1^{2}×(-1) - \frac{1}{4}=-\frac{1}{6} - \frac{1}{4}=-\frac{2}{12} - \frac{3}{12}=-\frac{5}{12}$
当$a = -1$,$b = -1$时,代入$\frac{1}{6}a^{2}b - \frac{1}{4}$可得:
$\frac{1}{6}×(-1)^{2}×(-1) - \frac{1}{4}=-\frac{1}{6} - \frac{1}{4}=-\frac{2}{12} - \frac{3}{12}=-\frac{5}{12}$
综上,原式化简后为$\frac{1}{6}a^{2}b - \frac{1}{4}$,值为$-\frac{5}{12}$。
【答案】:化简结果为$\frac{1}{6}a^{2}b - \frac{1}{4}$,值为$-\frac{5}{12}$
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