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因式分解(factorization)
因式分解指的是把一個多項式分解為幾個整式的積的形式,它是中學數學中最重要的恆等變形之一,它被廣泛地應用於初等數學之中,是我們解决許多數學問題的有力工具.因式分解方法靈活,技巧性強,學習這些方法與技巧,不僅是掌握因式分解內容所必需的,而且對於培養學生的解題技能,發展學生的思維能力,都有着十分獨特的作用.初中數學教材中主要介紹了提取公因式法、運用公式法、分組分解法和十字相乘法.而在競賽上,又有拆項和添項法,待定係數法,雙十字相乘法,輪換對稱法等.
⑴提公因式法
①公因式:各項都含有的公共的因式叫做這個多項式各項的公因式。
②提公因式法:一般地,如果多項式的各項有公因式,可以把這個公因式提到括號外面,將多項式寫成因式乘積的形式,這種分解因式的方法叫做提公因式法.。
am+bm+cm=m(a+b+c)
③具體方法:當各項係數都是整數時,公因式的係數應取各項係數的最大公約數;字母取各項的相同的字母,而且各字母的指數取次數最低的. 如果多項式的第一項是負的,一般要提出“-”號,使括號內的第一項的係數是正的.
⑵運用公式法
①平方差公式:. a^2-b^2=(a+b)(a-b)
②完全平方公式: a^2±2ab+b^2=(a±b)^2
※能運用完全平方公式分解因式的多項式必須是三項式,其中有兩項能寫成兩個數(或式)的平方和的形式,另一項是這兩個數(或式)的積的2倍.
③立方和公式:a^3+b^3= (a+b)(a^2-ab+b^2).
立方差公式:a^3-b^3= (a-b)(a^2+ab+b^2).
④完全立方公式: a^3±3a^2b+3ab^2±b^3=(a±b)^3
⑤a^n-b^n=(a-b)[a^(n-1)+a^(n-2)b+……+b^(n-2)a+b^(n-1)]
a^m+b^m=(a+b)[a^(m-1)-a^(m-2)b+……-b^(m-2)a+b^(m-1)](m為奇數)
⑶分組分解法
分組分解法:把一個多項式分組後,再進行分解因式的方法.
分組分解法必須有明確目的,即分組後,可以直接提公因式或運用公式.
⑷拆項、補項法
拆項、補項法:把多項式的某一項拆開或填補上互為相反數的兩項(或幾項),使原式適合於提公因式法、運用公式法或分組分解法進行分解;要註意,必須在與原多項式相等的原則進行變形.
⑸十字相乘法
①x^2+(p q)x+pq型的式子的因式分解
這類二次三項式的特點是:二次項的係數是1;常數項是兩個數的積;一次項係數是常數項的兩個因數的和.因此,可以直接將某些二次項的係數是1的二次三項式因式分解: x^2+(p q)x+pq=(x+p)(x+q)
②kx^2+mx+n型的式子的因式分解
如果能夠分解成k=ac,n=bd,且有ad+bc=m 時,那麽
kx^2+mx+n=(ax b)(cx d)
a -----/b ac=k bd=n
c /-----d ad+bc=m
※ 多項式因式分解的一般步驟:
①如果多項式的各項有公因式,那麽先提公因式;
②如果各項沒有公因式,那麽可嘗試運用公式、十字相乘法來分解;
③如果用上述方法不能分解,那麽可以嘗試用分組、拆項、補項法來分解;
④分解因式,必須進行到每一個多項式因式都不能再分解為止。
(6)應用因式定理:如果f(a)=0,則f(x)必含有因式(x-a)。如f(x)=x^2+5x+6,f(-2)=0,則可確定(x+2)是x^2+5x+6的一個因式。
經典例題:
1.分解因式(1+y)^2-2x^2(1+y^2)+x^4(1-y)^2
解:原式=(1+y)^2+2(1+y)x^2(1+y)+x^4(1-y)^2-2(1+y)x^2(1-y)-2x^2(1+y^2)
=[(1+y)+x^2(1-y)]^2-2(1+y)x^2(1-y)-2x^2(1+y^2)
=[(1+y)+x^2(1-y)]^2-(2x)^2
=[(1+y)+x^2(1-y)+2x]·[(1+y)+x^2(1-y)-2x]
=(x^2-x^2y+2x+y+1)(x^2-x^2y-2x+y+1)
=[(x+1)^2-y(x^2-1)][(x-1)^2-y(x^2-1)]
=(x+1)(x+1-xy+y)(x-1)(x-1-xy-y)
2.證明:對於任何數x,y,下式的值都不會為33
x^5+3x^4y-5x^3y^2+4xy^4+12y^5
解:原式=(x^5+3x^4y)-(5x^3y^2+15x^2y^3)+(4xy^4+12y^5)
=x^4(x+3y)-5x^2y^2(x+3y)+4y^4(x+3y)
=(x+3y)(x^4-5x^2y^2+4y^4)
=(x+3y)(x^2-4y^2)(x^2-y^2)
=(x+3y)(x+y)(x-y)(x+2y)(x-2y)
當y=0時,原式=x^5不等於33;當y不等於0時,x+3y,x+y,x-y,x+2y,x-2y互不相同,而33不能分成四個以上不同因數的積,所以原命題成立
因式分解的十二種方法
把一個多項式化成幾個整式的積的形式,這種變形叫做把這個多項式因式分解。因式分解的方法多種多樣,現總結如下:
1、 提公因法
如果一個多項式的各項都含有公因式,那麽就可以把這個公因式提出來,從而將多項式化成兩個因式乘積的形式。
例1、 分解因式x^3 -2x^2 -x(2003淮安市中考題)
x^3 -2x^2 -x=x(x^2 -2x-1)
2、 應用公式法
由於分解因式與整式乘法有着互逆的關係,如果把乘法公式反過來,那麽就可以用來把某些多項式分解因式。
例2、分解因式a^2 +4ab+4b^2 (2003南通市中考題)
解:a^2 +4ab+4b^2 =(a+2b)
3、 分組分解法
要把多項式am+an+bm+bn分解因式,可以先把它前兩項分成一組,並提出公因式a,把它後兩項分成一組,並提出公因式b,從而得到a(m+n)+b(m+n),又可以提出公因式m+n,從而得到(a+b)(m+n)
例3、分解因式m^2 +5n-mn-5m
解:m^2+5n-mn-5m= m^2-5m -mn+5n
= (m^2 -5m )+(-mn+5n)
=m(m-5)-n(m-5)
=(m-5)(m-n)
4、 十字相乘法
對於mx^2 +px+q形式的多項式,如果a×b=m,c×d=q且ac+bd=p,則多項式可因式分解為(ax+d)(bx+c)
例4、分解因式7x^2 -19x-6
分析:
1 -3
7 2
2-21=-19
解:7x^2 -19x-6=(7x+2)(x-3)
5、配方法
對於那些不能利用公式法的多項式,有的可以利用將其配成一個完全平方式,然後再利用平方差公式,就能將其因式分解。
例5、分解因式x^2 +3x-40
解x^2 +3x-40
=x^2+3x+2.25-42.25
=(x+1.5)^2-(6.5)^2
=(x+8)(x-5)
6、拆、添項法
可以把多項式拆成若幹部分,再用進行因式分解。
例6、分解因式bc(b+c)+ca(c-a)-ab(a+b)
解:bc(b+c)+ca(c-a)-ab(a+b)=bc(c-a+a+b)+ca(c-a)-ab(a+b)
=bc(c-a)+ca(c-a)+bc(a+b)-ab(a+b)
=c(c-a)(b+a)+b(a+b)(c-a)
=(c+b)(c-a)(a+b)
7、 換元法
有時在分解因式時,可以選擇多項式中的相同的部分換成另一個未知數,然後進行因式分解,最後再轉換回來。
例7、分解因式2x^4 -x^3 -6x^2 -x+2
8、 求根法
令多項式f(x)=0,求出其根為x1 ,x2 ,x3 ,……xn ,則多項式可因式分解為f(x)=(x-x1 )(x-x2 )(x-x3 )……(x-xn )
例8、分解因式2x^4 +7x^3 -2x^2 -13x+6
解:令f(x)=2x^4 +7x^3 -2x^2 -13x+6=0
通過綜合除法可知,f(x)=0根為1/2 ,-3,-2,1
則2x^4 +7x^3 -2x^2 -13x+6=(2x-1)(x+3)(x+2)(x-1)
9、 圖像法
令y=f(x),做出函數y=f(x)的圖像,找到函數圖像與x軸的交點x1 ,x2 ,x3 ,……xn ,則多項式可因式分解為f(x)= f(x)=(x-x1 )(x-x2 )(x-x3 )……(x-xn )
例9、因式分解x^3 +2x^2 -5x-6
解:令y= x^3 +2x^2 -5x-6
作出其圖像,與x軸交點為-3,-1,2
則x^3 +2x^2 -5x-6=(x+1)(x+3)(x-2)
10、 主元法
先選定一個字母為主元,然後把各項按這個字母次數從高到低排列,再進行因式分解。
例10、分解因式a (b-c)+b (c-a)+c (a-b)
分析:此題可選定a為主元,將其按次數從高到低排列
解:a (b-c)+b (c-a)+c (a-b)=a (b-c)-a(b -c )+(b c-c b)
=(b-c) [a -a(b+c)+bc]
=(b-c)(a-b)(a-c)
11、 利用特殊值法
將2或10代入x,求出數p,將數p分解質因數,將質因數適當的組合,並將組合後的每一個因數寫成2或10的和與差的形式,將2或10還原成x,即得因式分解式。
例11、分解因式x^3 +9x^2 +23x+15
解:令x=2,則x^3 +9x^2 +23x+15=8+36+46+15=105
將105分解成3個質因數的積,即105=3×5×7
註意到多項式中最高項的係數為1,而3、5、7分別為x+1,x+3,x+5,在x=2時的值
則x^3 +9x^2 +23x+15可能=(x+1)(x+3)(x+5) ,驗證後的確如此。
12、待定係數法
首先判斷出分解因式的形式,然後設出相應整式的字母係數,求出字母係數,從而把多項式因式分解。
例12、分解因式x^4 -x^3 -5x^2 -6x-4
分析:易知這個多項式沒有一次因式,因而衹能分解為兩個二次因式。
解:設x^4 -x^3 -5x^2 -6x-4=(x^2 +ax+b)(x^2 +cx+d)
= x^4 +(a+c)x^3 +(ac+b+d)x^2 +(ad+bc)x+bd
所以 解得
則x^4 -x^3 -5x^2 -6x-4 =(x +x+1)(x -2x-4)
初學因式分解的“四個註意”
因式分解初見於九年義務教育三年製初中教材《代數》第二册,在初二上學期講授,但它的內容卻滲透於整個中學數學教材之中。學習它,既可以復習初一的整式四則運算,又為本册下一章分式打好基礎;學好它,既可以培養學生的觀察、註意、運算能力,又可以提高學生綜合分析和解决問題的能力。其中四個註意,則必須引起師生的高度重視。
因式分解中的四個註意散見於教材第5頁和第15頁,可用四句話概括如下:首項有負常提負,各項有“公”先提“公”,某項提出莫漏1,括號裏面分到“底”。現舉數例,說明如下,供參考。
例1 把-a2-b2+2ab+4分解因式。
解:-a2-b2+2ab+4=-(a2-2ab+b2-4)=-(a-b+2)(a-b-2)
這裏的“負”,指“負號”。如果多項式的第一項是負的,一般要提出負號,使括號內第一項係數是正的。防止學生出現諸如-9x2+4y2=(-3x)2-(2y)2=(-3x+2y)(-3x-2y)=(3x-2y)(3x+2y)的錯誤?
如例2 △abc的三邊a、b、c有如下關係式:-c2+a2+2ab-2bc=0,求證這個三角形是等腰三角形。
分析:此題實質上是對關係式的等號左邊的多項式進行因式分解。
證明:∵-c2+a2+2ab-2bc=0,∴(a+c)(a-c)+2b(a-c)=0,∴(a-c)(a+2b+c)=0.
又∵a、b、c是△abc的三條邊,∴a+2b+c>0,∴a-c=0,
即a=c,△abc為等腰三角形。
例3把-12x2nyn+18xn+2yn+1-6xnyn-1分解因式。解:-12x2nyn+18xn+2yn+1-6xnyn-1=-6xnyn-1(2xny-3x2y2+1)
這裏的“公”指“公因式”。如果多項式的各項含有公因式,那麽先提取這個公因式,再進一步分解因式;這裏的“1”,是指多項式的某個整項是公因式時,先提出這個公因式後,括號內切勿漏掉1。防止學生出現諸如6p(x-1)3-8p2(x-1)2+2p(1-x)2=2p(x-1)2[3(x-1)-4p]=2p(x-1)2(3x-4p-3)的錯誤。
例4 在實數範圍內把x4-5x2-6分解因式。
解:x4-5x2-6=(x2+1)(x2-6)=(x2+1)(x+6)(x-6)
這裏的“底”,指分解因式,必須進行到每一個多項式因式都不能再分解為止。即分解到底,不能半途而廢的意思。其中包含提公因式要一次性提“幹淨”,不留“尾巴”,並使每一個括號內的多項式都不能再分解。防止學生出現諸如4x4y2-5x2y2-9y2=y2(4x4-5x2-9)=y2(x2+1)(4x2-9)的錯誤。
由此看來,因式分解中的四個註意貫穿於因式分解的四種基本方法之中,與因式分解的四個步驟或說一般思考順序的四句話:“先看有無公因式,再看能否套公式,十字相乘試一試,分組分解要合適”是一脈相承的。 |
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因式分解
Factorization |
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定義:把一個多項式化為幾個整式的積的形式,這種變形叫做把這個多項式因式分解,也叫作分解因式。
意義:它是中學數學中最重要的恆等變形之一,它被廣泛地應用於初等數學之中,是我們解决許多數學問題的有力工具。因式分解方法靈活,技巧性強,學習這些方法與技巧,不僅是掌握因式分解內容所必需的,而且對於培養學生的解題技能,發展學生的思維能力,都有着十分獨特的作用。學習它,既可以復習的整式四則運算,又為學習分式打好基礎;學好它,既可以培養學生的觀察、註意、運算能力,又可以提高學生綜合分析和解决問題的能力。
分解因式與整式乘法互為逆變形。 |
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因式分解沒有普遍的方法,初中數學教材中主要介紹了提公因式法、公式法。而在競賽上,又有拆項和添減項法,分組分解法和十字相乘法,待定係數法,雙十字相乘法,對稱多項式輪換對稱多項式法,餘數定理法,求根公式法,換元法,長除法,除法等。
註意三原則
1 分解要徹底
2 最後結果衹有小括號
3 最後結果中多項式首項係數為正(例如:-3x^2+x=-x(3x-1)) |
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⑴提公因式法
各項都含有的公共的因式叫做這個多項式各項的公因式。
如果一個多項式的各項有公因式,可以把這個公因式提出來,從而將多項式化成兩個因式乘積的形式,這種分解因式的方法叫做提公因式法。
具體方法:當各項係數都是整數時,公因式的係數應取各項係數的最大公約數;字母取各項的相同的字母,而且各字母的指數取次數最低的;取相同的多項式,多項式的次數取最低的。
如果多項式的第一項是負的,一般要提出“-”號,使括號內的第一項的係數成為正數。提出“-”號時,多項式的各項都要變號。
口訣:找準公因式,一次要提淨;全家都搬走,留1把傢守;提負要變號,變形看奇偶。
例如:-am+bm+cm=-m(a-b-c);
a(x-y)+b(y-x)=a(x-y)-b(x-y)=(x-y)(a-b)。
註意:把2a^2+1/2變成2(a^2+1/4)不叫提公因式
⑵公式法
如果把乘法公式反過來,就可以把某些多項式分解因式,這種方法叫公式法。
平方差公式:a^2-b^2=(a+b)(a-b);
完全平方公式:a^2±2ab+b^2=(a±b)^2;
註意:能運用完全平方公式分解因式的多項式必須是三項式,其中有兩項能寫成兩個數(或式)的平方和的形式,另一項是這兩個數(或式)的積的2倍。
立方和公式:a^3+b^3=(a+b)(a^2-ab+b^2);
立方差公式:a^3-b^3=(a-b)(a^2+ab+b^2);
完全立方公式:a^3±3a^2b+3ab^2±b^3=(a±b)^3.
公式:a^3+b^3+c^3+3abc=(a+b+c)(a^2+b^2+c^2-ab-bc-ca)
例如:a^2 +4ab+4b^2 =(a+2b)^2。
(3)分解因式技巧
1.分解因式與整式乘法是互為逆變形。
2.分解因式技巧掌握:
①等式左邊必須是多項式;
②分解因式的結果必須是以乘積的形式表示;
③每個因式必須是整式,且每個因式的次數都必須低於原來多項式的次數;
④分解因式必須分解到每個多項式因式都不能再分解為止。
註:分解因式前先要找到公因式,在確定公因式前,應從係數和因式兩個方面考慮。
3.提公因式法基本步驟:
(1)找出公因式;
(2)提公因式並確定另一個因式:
①第一步找公因式可按照確定公因式的方法先確定係數在確定字母;
②第二步提公因式並確定另一個因式,註意要確定另一個因式,可用原多項式除以公因式,所得的商即是提公因式後剩下的一個因式,也可用公因式分別除去原多項式的每一項,求的剩下的另一個因式;
③提完公因式後,另一因式的項數與原多項式的項數相同。 |
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⑶分組分解法
分組分解是解方程的一種簡潔的方法,我們來學習這個知識。
能分組分解的方程有四項或大於四項,一般的分組分解有兩種形式:二二分法,三一分法。
比如:
ax+ay+bx+by
=a(x+y)+b(x+y)
=(a+b)(x+y)
我們把ax和ay分一組,bx和by分一組,利用乘法分配律,兩兩相配,立即解除了睏難。
同樣,這道題也可以這樣做。
ax+ay+bx+by
=x(a+b)+y(a+b)
=(a+b)(x+y)
幾道例題:
1. 5ax+5bx+3ay+3by
解法:=5x(a+b)+3y(a+b)
=(5x+3y)(a+b)
說明:係數不一樣一樣可以做分組分解,和上面一樣,把5ax和5bx看成整體,把3ay和3by看成一個整體,利用乘法分配律輕鬆解出。
2. x^3-x^2+x-1
解法:=(x^3-x^2)+(x-1)
=x^2(x-1)+ (x-1)
=(x-1)(x2+1)
利用二二分法,提公因式法提出x2,然後相合輕鬆解决。
3. x2-x-y2-y
解法:=(x2-y2)-(x+y)
=(x+y)(x-y)-(x+y)
=(x+y)(x-y-1)
利用二二分法,再利用公式法a2-b2=(a+b)(a-b),然後相合解决。
⑷十字相乘法
這種方法有兩種情況。
①x²+(p+q)x+pq型的式子的因式分解
這類二次三項式的特點是:二次項的係數是1;常數項是兩個數的積;一次項係數是常數項的兩個因數的和。因此,可以直接將某些二次項的係數是1的二次三項式因式分解:x²+(p+q)x+pq=(x+p)(x+q) .
②kx²+mx+n型的式子的因式分解
如果有k=ac,n=bd,且有ad+bc=m時,那麽kx²+mx+n=(ax+b)(cx+d).
圖示如下:
×
c d
例如:因為
1 -3
×
7 2
-3×7=-21,1×2=2,且2-21=-19,
所以7x²-19x-6=(7x+2)(x-3).
十字相乘法口訣:首尾分解,交叉相乘,求和湊中
⑸拆項、添項法
這種方法指把多項式的某一項拆開或填補上互為相反數的兩項(或幾項),使原式適合於提公因式法、運用公式法或分組分解法進行分解。要註意,必須在與原多項式相等的原則下進行變形。
例如:bc(b+c)+ca(c-a)-ab(a+b)
=bc(c-a+a+b)+ca(c-a)-ab(a+b)
=bc(c-a)+ca(c-a)+bc(a+b)-ab(a+b)
=c(c-a)(b+a)+b(a+b)(c-a)
=(c+b)(c-a)(a+b).
⑹配方法
對於某些不能利用公式法的多項式,可以將其配成一個完全平方式,然後再利用平方差公式,就能將其因式分解,這種方法叫配方法。屬於拆項、補項法的一種特殊情況。也要註意必須在與原多項式相等的原則下進行變形。
例如:x²+3x-40
=x²+3x+2.25-42.25
=(x+1.5)²-(6.5)²
=(x+8)(x-5).
⑺應用因式定理
對於多項式f(x)=0,如果f(a)=0,那麽f(x)必含有因式x-a.
例如:f(x)=x²+5x+6,f(-2)=0,則可確定x+2是x²+5x+6的一個因式。(事實上,x²+5x+6=(x+2)(x+3).)
註意:1、對於係數全部是整數的多項式,若X=q/p(p,q為互質整數時)該多項式值為零,則q為常數項約數,p最高次項係數約數;
2、對於多項式f(a)=0,b為最高次項係數,c為常數項,則有a為c/b約數
⑻換元法
有時在分解因式時,可以選擇多項式中的相同的部分換成另一個未知數,然後進行因式分解,最後再轉換回來,這種方法叫做換元法。
註意:換元後勿忘還元.
例如在分解(x²+x+1)(x²+x+2)-12時,可以令y=x²+x,則
原式=(y+1)(y+2)-12
=y²+3y+2-12=y²+3y-10
=(y+5)(y-2)
=(x²+x+5)(x²+x-2)
=(x²+x+5)(x+2)(x-1).
也可以參看右圖。
⑼求根法
令多項式f(x)=0,求出其根為x1,x2,x3,……xn,則該多項式可分解為f(x)=(x-x1)(x-x2)(x-x3)……(x-xn) .
例如在分解2x^4+7x^3-2x^2-13x+6時,令2x^4 +7x^3-2x^2-13x+6=0,
則通過綜合除法可知,該方程的根為0.5 ,-3,-2,1.
所以2x^4+7x^3-2x^2-13x+6=(2x-1)(x+3)(x+2)(x-1).
⑽圖象法
令y=f(x),做出函數y=f(x)的圖象,找到函數圖像與X軸的交點x1 ,x2 ,x3 ,……xn ,則多項式可因式分解為f(x)= f(x)=(x-x1)(x-x2)(x-x3)……(x-xn).
與方法⑼相比,能避開解方程的繁瑣,但是不夠準確。
例如在分解x^3 +2x^2-5x-6時,可以令y=x^3; +2x^2 -5x-6.
作出其圖像,與x軸交點為-3,-1,2
則x^3+2x^2-5x-6=(x+1)(x+3)(x-2).
⑾主元法
先選定一個字母為主元,然後把各項按這個字母次數從高到低排列,再進行因式分解。
⑿特殊值法
將2或10代入x,求出數p,將數p分解質因數,將質因數適當的組合,並將組合後的每一個因數寫成2或10的和與差的形式,將2或10還原成x,即得因式分解式。
例如在分解x^3+9x^2+23x+15時,令x=2,則
x^3 +9x^2+23x+15=8+36+46+15=105,
將105分解成3個質因數的積,即105=3×5×7 .
註意到多項式中最高項的係數為1,而3、5、7分別為x+1,x+3,x+5,在x=2時的值,
則x^3+9x^2+23x+15可能等於(x+1)(x+3)(x+5),驗證後的確如此。
⒀待定係數法
首先判斷出分解因式的形式,然後設出相應整式的字母係數,求出字母係數,從而把多項式因式分解。
例如在分解x^4-x^3-5x^2-6x-4時,由分析可知:這個多項式沒有一次因式,因而衹能分解為兩個二次因式。
於是設x^4-x^3-5x^2-6x-4=(x^2+ax+b)(x^2+cx+d)
=x^4+(a+c)x^3+(ac+b+d)x^2+(ad+bc)x+bd
由此可得a+c=-1,
ac+b+d=-5,
ad+bc=-6,
bd=-4.
解得a=1,b=1,c=-2,d=-4.
則x^4-x^3-5x^2-6x-4=(x^2+x+1)(x^2-2x-4).
也可以參看右圖。
⒁雙十字相乘法
雙十字相乘法屬於因式分解的一類,類似於十字相乘法。
雙十字相乘法就是二元二次六項式,啓始的式子如下:
ax^2+bxy+cy^2+dx+ey+f
x、y為未知數,其餘都是常數
用一道例題來說明如何使用。
例:分解因式:x^2+5xy+6y^2+8x+18y+12.
分析:這是一個二次六項式,可考慮使用雙十字相乘法進行因式分解。
解:圖如下,把所有的數字交叉相連即可
x 2y 2
① ② ③
x 3y 6
∴原式=(x+2y+2)(x+3y+6).
雙十字相乘法其步驟為:
①先用十字相乘法分解2次項,如十字相乘圖①中x^2+5xy+6y^2=(x+2y)(x+3y);
②先依一個字母(如y)的一次係數分數常數項。如十字相乘圖②中6y²+18y+12=(2y+2)(3y+6);
③再按另一個字母(如x)的一次係數進行檢驗,如十字相乘圖③,這一步不能省,否則容易出錯。 |
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①如果多項式的各項有公因式,那麽先提公因式;
②如果各項沒有公因式,那麽可嘗試運用公式、十字相乘法來分解;
③如果用上述方法不能分解,那麽可以嘗試用分組、拆項、補項法來分解;
④分解因式,必須進行到每一個多項式因式都不能再分解為止。
也可以用一句話來概括:“先看有無公因式,再看能否套公式。十字相乘試一試,分組分解要合適。”
幾道例題
1.分解因式(1+y)^2-2x^2(1+y^2)+x^4(1-y)^2.
解:原式=(1+y)^2+2(1+y)x^2(1-y)+x^4(1-y)^2-2(1+y)x^2(1-y)-2x^2(1+y^2)(補項)
=[(1+y)+x^2(1-y)]^2-2(1+y)x^2(1-y)-2x^2(1+y^2)(完全平方)
=[(1+y)+x^2(1-y)]^2-(2x)^2
=[(1+y)+x^2(1-y)+2x][(1+y)+x^2(1-y)-2x]
=(x^2-x^2y+2x+y+1)(x^2-x^2y-2x+y+1)
=[(x+1)^2-y(x^2-1)][(x-1)^2-y(x^2-1)]
=(x+1)(x+1-xy+y)(x-1)(x-1-xy-y).
2.求證:對於任何實數x,y,下式的值都不會為33:
x^5+3x^4y-5x^3y^2-15x^2y^3+4xy^4+12y^5.
解:原式=(x^5+3x^4y)-(5x^3y^2+15x^2y^3)+(4xy^4+12y^5)
=x^4(x+3y)-5x^2y^2(x+3y)+4y^4(x+3y)
=(x+3y)(x^4-5x^2y^2+4y^4)
=(x+3y)(x^2-4y^2)(x^2-y^2)
=(x+3y)(x+y)(x-y)(x+2y)(x-2y).
(分解因式的過程也可以參看右圖。)
當y=0時,原式=x^5不等於33;當y不等於0時,x+3y,x+y,x-y,x+2y,x-2y互不相同,而33不能分成四個以上不同因數的積,所以原命題成立。
3..△ABC的三邊a、b、c有如下關係式:-c^2+a^2+2ab-2bc=0,求證:這個三角形是等腰三角形。
分析:此題實質上是對關係式的等號左邊的多項式進行因式分解。
證明:∵-c^2+a^2+2ab-2bc=0,
∴(a+c)(a-c)+2b(a-c)=0.
∴(a-c)(a+2b+c)=0.
∵a、b、c是△ABC的三條邊,
∴a+2b+c>0.
∴a-c=0,
即a=c,△ABC為等腰三角形。
4.把-12x^2n×y^n+18x^(n+2)y^(n+1)-6x^n×y^(n-1)分解因式。
解:-12x^2n×y^n+18x^(n+2)y^(n+1)-6x^n×y^(n-1)
=-6x^n×y^(n-1)(2x^n×y-3x^2y^2+1). |
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因式分解中的四個註意,可用四句話概括如下:首項有負常提負,各項有“公”先提“公”,某項提出莫漏1,括號裏面分到“底”。 現舉下例 可供參考
例1 把-a2-b2+2ab+4分解因式。
解:-a2-b2+2ab+4=-(a2-2ab+b2-4)=-(a-b+2)(a-b-2)
這裏的“負”,指“負號”。如果多項式的第一項是負的,一般要提出負號,使括號內第一項係數是正的。防止學生出現諸如-9x2+4y2=(-3x)2-(2y)2=(-3x+2y)(-3x-2y)=(3x-2y)(3x+2y)的錯誤
例2把-12x2nyn+18xn+2yn+1-6xnyn-1分解因式。解:-12x2nyn+18xn+2yn+1-6xnyn-1=-6xnyn-1(2xny-3x2y2+1)
這裏的“公”指“公因式”。如果多項式的各項含有公因式,那麽先提取這個公因式,再進一步分解因式;這裏的“1”,是指多項式的某個整項是公因式時,先提出這個公因式後,括號內切勿漏掉1。
分解因式,必須進行到每一個多項式因式都不能再分解為止。即分解到底,不能半途而廢的意思。其中包含提公因式要一次性提“幹淨”,不留“尾巴”,並使每一個括號內的多項式都不能再分解。防止學生出現諸如4x4y2-5x2y2-9y2=y2(4x4-5x2-9)=y2(x2+1)(4x2-9)的錯誤。
考試時應註意:
在沒有說明化到實數時,一般衹化到有理數就夠了
由此看來,因式分解中的四個註意貫穿於因式分解的四種基本方法之中,與因式分解的四個步驟或說一般思考順序的四句話:“先看有無公因式,再看能否套公式,十字相乘試一試,分組分解要合適”是一脈相承的。 |
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1、 應用於多項式除法。
2、 應用於高次方程的求根
3、 應用於分式的運算 |
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- n.: factoring, factorization
- vt.: factorise, factorize
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數學 | 計算 | 一元二次方程 | 實數 | 代數 | 多項式 | 餘數定理 | 十字相乘法 | 雙十字相乘法 | 定理 | 方程 | 絶對值 | 扭結 | |
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