2012年8月4日 星期六

多項式的運算 Operations with Polynomials

代數15
1.     多項式的加法、減法的運算方式跟實數的加法與減法十分類似,只要把一樣的「項」(包括指數、代數在內都一樣的變項)連同它們的係數進行加或減。
Haydn Symphony No. 94 in G 2nd movement

2.     舉例來說,3xy25xy2都是一樣的變項,它們的總和是:
3xy25xy2=(-35xy22xy2
3.     【例題】對多項式進行分類再加出總和 Sums and Differences of Polynomials
【解題】
4.     為了找到多項式的乘積,我們將使用「乘法的左右分配律 the left and right distributive properties」。舉例來說,如果我們將5x7當成一組數值,那麼,3x2×5x7得到
【解題】
以上的方法稱為FOIL Method
Product of First terms是左右二組數值的第一個項數相乘的積
Product of Outer terms是左右二組外側項數相乘的積,稱為外積
Product of Inner terms是左右二組數值內側項數相乘的積,稱為內積
Product of Last terms是左右二組數值最後一個項數相乘的積
特別留意,外積與內積的項是一樣的,可以結合。
5.     【例題】利用FOIL法找到以下方程式的乘積 Finding a Product by the FOIL Method
利用FOIL法去找到2x4x5的乘積
【解題】
2x4)(x5)=2x210x4x20
2x26x20
6.     當我們將二個多項式互乘的時候,要確定前一個多項式的每一個項,都與另一個多項式的每一個項互乘過了。用直式來計算會更清楚。
7.     【例題】直式乘法 A vertical Arrangement for Multiplication
x22x2乘上x22x2,用直式來乘。
【解題】

Haydn Symphony No. 94 in G 2nd movement

8.     特殊乘積Special Products。某些雙多項式(二個多項式相乘)乘積有特殊的代數模式。你不需要記得這些雙多項式乘積的公式,因為你可以用乘法的分配律Distributive Property得到一樣的結果。然而,熟悉這些公式可以讓你運算代數的速度加快。
9.     【例題】兩組多項式的每一個「項」的代數或數值都一樣,但是這二組的其中一個「項」的符號剛好相反,計算方式是將頭、尾的項互乘,然後加起來,就可得到答案,不需要考慮中間的數值Sum and Difference of Same Terms
請找出5x95x9的乘積
【解題】
依據(uv(uv)=u2v2
(5x9(5x9 (5x29225x281
10. 【例題】多項式的平方Square of a Binomial
請找出(6x52
【解題】
依據(uv)2u22uvv2
(6x5)2(6x5)22(6x)(5)52
36 x260x25
11. 【例題】多項式的立方 Cube of a Binomial
請找出(3x2)3
【解題】
(uv)3u33u2v3uv2v3
u代表3xv代表2
(3x2)3(3x)33(3x)2(2)3(3x)(22)23
27x354x236x8
Haydn: Symphony No. 94 in G major ("Surprise") - Movement 2 

12. 【例題】三個項所組成的多項式,兩兩相乘得到的乘積 The Product of Two Trinomials
請找出xy2xy2
【解題】
先將(xy2)(xy2)分組成為 [(xy)2][ (xy)2]
這樣就可以利用(uv) (uv)u2v2計算
(xy2) (xy2)
[(xy)2][ (xy)2]
(xy)222x22xyy24
13. 【範例】計算盒子的體積 Volume of a Box
我們要做一個上方開口的金屬盒子,方法是將一片16英尺×20英尺的方形金屬的四個角落各剪下一塊同面積的正方形,剪完之後將四邊往上折疊黏妥,就成為一個上方開口的金屬盒子。

我們假設方形金屬的四個角落剪下的正方形面積是x英吋。請計算剪下的正方形面積邊長x1x2x3,折疊出來的盒子體積有什麼不同。
【解題solution
長方形盒子的體積等於它的長××從圖來看,剪下四個角落x2正方形之後,盒子的長是202x、寬是162x,高是x。因此盒子的體積是
盒子的體積
(202x)162x)(x
=(32072x4x2)(x
320x72x24x3
x1英吋,盒子的體積是
盒子的體積
320(1)72(1)24(1)3
252立方英吋

x2英吋,盒子的體積是
盒子的體積
320(2)72(2)24(2)3
384立方英吋

x3英吋,盒子的體積是
盒子的體積
320(3)72(3)24(3)3
420立方英吋

n   翻譯編寫Ron Larson and David C. FalvoAlgebra and Trigonometry 

細胞膜的脂質與蛋白質決定其滲透性 Lipids and Proteins in the Cell Membrane Determine Permeability

探索生命《生物學》32
1.        雖然長久以來科學界都知道細胞被一層膜包裹,但是直到最近三十年人類才得以證明它的存在。早期科學界對細胞膜的看法,是從細胞的特性推演而來,而不是直接觀察它,因為細胞膜非常難以看清楚,即使用最強的光學顯微鏡也經常無法看到細胞膜的樣子。
2.        關於細胞膜滲透性的研究顯示,脂質與許多可溶於脂類的物質比較容易在細胞與周遭界質之間穿梭。依據這個事實,科學家推論出細胞膜含有脂質,脂溶性物質透過溶解於細胞膜中這個方式,穿越細胞膜。
3.        另一個從實驗觀察到的現象是,有許多小型水溶性粒子(分子或離子)能夠迅速地在細胞膜內側與周遭之間移動。因此科學家猜測,細胞膜的構造類似篩子,篩子上有許多孔隙或非極性的洞口。
4.        還有一些觀察顯示,小型、水溶性粒子(分子、離子),比大小差不多的非極性粒子(分子、離子),更能自由地穿透細胞膜。此外,不同的離子穿透細胞膜的難易程度不同。有些離子很容易穿透,其他種類的離子卻幾乎不能穿透。
5.        因此科學家假設,細胞膜本身帶有極性,因此會干預極性粒子的移動。最後,細胞膜的物理性質似乎指出細胞膜上含有蛋白質。

流體鑲嵌模型描述細胞膜是鑲嵌著許多蛋白質的雙層脂
The Fluid-Mosaic Model Describes the Plasma Membrane as a Lipid Bilayer Studded With Proteins
6.        現在國際上廣為接受的細胞膜模型是1972 S.J. Singer G.L. Nicolson提出的流體鑲嵌模型the fluid-mosaic model;這個模型主張,細胞膜的主要原料是磷脂質phospholipids

7.        磷脂質是十分特殊的雙重人格分子,分子的其中一端有極性、具親水性,分子的另一端是二條長長的、沒有極性的碳氫鍊。
8.        細胞膜是雙層脂膜lipid bilayer,由二層密密麻麻的磷脂質分子組成,磷脂質分子極性那一端位於雙層膜的表面非極性的碳氫化合物直鍊則埋在雙層膜的內裡夾心,遠離周遭環境的水。
9.        細胞膜表面鑲嵌的蛋白質是沒有規則地零星散佈,細胞膜內層與外層都有鑲嵌的蛋白質。雙層磷脂質是細胞膜的基本構造,不過鑲嵌在磷脂質上的蛋白質也擔負許多重要的工作,包括運送物質通過細胞膜。
10.     蛋白質有些鑲嵌在細胞膜內或細胞膜外層,細胞膜內外鑲嵌的蛋白質性質可能差異很大。有些細胞膜表面完全沒有蛋白質。細胞膜的安插蛋白質方式也是各式各樣差別很大,有些蛋白質只在外層膜,有些蛋白質只在內層膜,有些蛋白質貫穿內外二層,突出到細胞膜內與膜外的溶液中。
11.     根據流體鑲嵌模型,細胞膜的構造是流動的液態。各個磷脂質分子透過微弱的、疏水性的交互作用連成一片,每個脂質分子可以在細胞膜橫向移動,因此在某個時間點看到的一個脂質分子幾秒之後可能會移動到另一個位置。
12.     當細胞膜的含有高比例的不飽和磷脂質,磷脂分子的移動性變得最強,因為不飽和的脂肪鍊上有一個或多雙鍵,這些雙鍵會凹折碳氫鍊,造成分子間的空隙。
13.     膽固醇,插在磷脂質分子的碳氫鍊之間,也會影響細胞膜的流動性。蛋白質也可以橫向移動,但是移動程度不如磷脂質。有些細胞膜的蛋白質錨定在固定的位置,因此限制了它在細胞膜的移動;另一些蛋白質因為體積太大而不容易移動。
14.     在流體鑲嵌模型,細胞膜的孔隙是由1個或一組蛋白質分子組成的通道。沒有被錨定在固定位置的蛋白質可以在雙層磷脂質上橫向移動,這說明了為什麼許多細胞膜上的孔隙會動來動去。
15.     組成蛋白質的胺基酸上各種R原子團的性質有顯著的差異,這使得由蛋白質組成的孔隙具有選擇性通透的特性,所以要通過細胞膜的孔隙,並不是離子或分子夠小就可以,還要性質符合才能穿過。
Fluid Mosaic Model

n   翻譯編寫 Carol H. McFadden and William T. Keeton Biology ;圖片來源/Homepage.smc.edu Nature.com