初中因式分解的根本方法
因式分解〔factorization〕
因式分解是中学数学中最重要的恒等变形之一,它被广泛地应用于初等数学之中,是我们解决许多数学问题的有力工具.因式分解方法灵活,技巧性强,学习这些方法与技巧,不仅是掌握因式分解容所必需的,而且对于培养学生的解题技能,开展学生的思维能力,都有着十分独特的作用.初中数学教材中主要介绍了提取公因式法、运用公式法、分组分解法和十字相乘法.而在竞赛上,又有拆项和添项法,待定系数法,双十字相乘法,轮换对称法等. ⑴提公因式法
①公因式:各项都含有的公共的因式叫做这个多项式各项的~.
②提公因式法:一般地,如果多项式的各项有公因式,可以把这个公因式提到括号外面,将多项式写成因式乘积的形式,这种分解因式的方法叫做提公因式法. am+bm+cm=m〔a+b+c〕
③具体方法:当各项系数都是整数时,公因式的系数应取各项系数的最大公约数;字母取各项的一样的字母,而且各字母的指数取次数最低的. 如果多项式的第一项为哪一项负的,一般要提出“-〞号,使括号的第一项的系数是正的. ⑵运用公式法 ① ②
平方差公式:. a2-b2=(a+b)(a-b) 完全平方公式: a2±2ab+b2=(a±b)2
※能运用完全平方公式分解因式的多项式必须是三项式,其中有两项能写成两个数(或式)的平方和的形式,另一项为哪一项这两个数(或式)的积的2倍. ③立方和公式:a3+b3= (a+b)(a2-ab+b2). 立方差公式:a3- b3= (a-b)( a2+ab+ b2). ③ ④
完全立方公式: a3±3 a2b+3a b2±b3=(a±b)3 an-bn=(a-b)[a(n-1)+a(n-2)b+……+b(n-2)a+b(n-1)]
am + bm =(a+b)[a(m-1)-a(m-2)b+……-b(m-2)a+b(m-1)] (m为奇数) ⑶分组分解法
分组分解法:把一个多项式分组后,再进展分解因式的方法.
分组分解法必须有明确目的,即分组后,可以直接提公因式或运用公式. ⑷拆项、补项法
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拆项、补项法:把多项式的某一项拆开或填补上互为相反数的两项〔或几项〕,使原式适合于提公因式法、运用公式法或分组分解法进展分解;要注意,必须在与原多项式相等的原那么进展变形.
例: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) ⑸十字相乘法 ①
x2+〔p q〕x+pq型的式子的因式分解
这类二次三项式的特点是:二次项的系数是1;常数项是两个数的积;一次项系数是常数项的两个因数的和.因此,可以直接将某些二次项的系数是1的二次三项式因式分解:x2+〔p q〕x+pq=〔x+p〕〔x+q〕 这个很实用,但用起来不容易.
在无法用以上的方法进展分解时,可以用下十字相乘法. 例: x2+5x+6
首先观察,有二次项,一次项和常数项,可以采用十字相乘法. 一次项系数为1.所以可以写成1*1
常数项为6.可以写成1*6, 2*3, -1*-6, -2*-3(小数不提倡) 然后这样排列
1 - 2 1 - 3
(后面一列的位置可以调换,只要这两个数的乘积为常数项即可)
然后对角相乘,1*2=2,1*3=3.再把乘积相加.2+3=5,与一次项系数一样(有可能不相等,此时应另做尝试),所以可一写为(x+2)(x+3) (此时横着来就行了) 我再写几个式子,楼主再自己琢磨下吧. x2-x-2=(x-2)(x+1) 2 x2+5x-12=(2x-3)(x+4)
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② mx2 +px+q型的式子的因式分解
对于mx2 +px+q形式的多项式,如果a×b=m, c×d=q且ad+bc=p,那么多项式可因式分解为(ax+ c)(bx+ d) 例:分解因式7x2 -19x-6 分析: 1 - -3
7 -2
1×2+〔-3×7〕= -19 解:7 x2 -19x-6=(x-3)〔7x+2〕 ⑸双十字相乘法
难度较之前的方法要提升许多。
用来分解形如ax2+bxy+cy2+dx+ey+f 的二次六项式
在草稿纸上,将a分解成mn乘积作为一列,c分解成pq乘积作为第二列,f分解成jk乘积作为第三列,如果mq+np=b,pk+qj=e,mk+nj=d,即第1,2列和第2,3列都满足十字相乘规那么。
那么原式=〔mx+py+j〕〔nx+qy+k〕
要诀:把缺少的一项当作系数为0,0乘任何数得0, 例:ab+b2+a-b-2分解因式
解:原式=0×1×a2+ab+b2+a-b-2 =〔0×a+b+1〕〔a+b-2〕
=〔b+1〕〔a+b-2〕 (7) 应用因式定理:
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如果f〔a〕=0,那么f〔x〕必含有因式〔x-a〕。如f〔x〕= x2+5x+6,f〔-2〕=0,那么可确定〔x+2〕是x2+5x+6的一个因式。 经典例题: 1.
分解因式 (1+y)2-2 x2 (1+y2)+x4(1-y)2
解:原式=(1+y)2+2(1+y) x2 (1-y)+ x4 (1-y)2-2(1+y) x2 (1-y)-2 x2 (1+y2)
=[(1+y)+ x2 (1-y)]2-2(1+y) x2 (1-y) -2 x2 (1+ y2) =[(1+y)+ x2 (1-y)]2-(2x)2
=[(1+y)+ x2(1-y)+2x] [(1+y)+ x2 (1-y) -2x] =( x2-x2y+2x+y+1) ( x2- x2y-2x+y+1) =[(x+1)2-y(x2-1)] [(x-1)2-y(x2-1)] =(x+1) (x+1-xy+y) (x-1) (x-1-xy-y)
2.证明:对于任何数x, y,下式的值都不会为33
x5+3x4y-5x3y2-15x2y3+4xy4+12y5
解:原式=( x5+3x4y)-( 5x3 y2+15x2y3)+(4xy4+12y5)
= x4 (x+3y)-5 x2 y2 (x+3y)+4 y4 (x+3y) =(x+3y)( x4-5 x2 y2+4 y4) =(x+3y)( x2-4 y2)( x2- y2) =(x+3y)(x+y)(x-y)(x+2y)(x-2y)
当y=0时,原式= x5不等于33;当y不等于0时,x+3y,x+y,x-y,x+2y,x-2y互不一样,而33不能分成四个以上不同因数的积,所以原命题成立 (8)、换元法
整体代入,免去繁琐的麻烦,亦是建立的之前的根底上 例:(xy)2-2(x+y)+1分解因式
考虑到x+y是以整体出现,展开是十分繁琐的,用a代替x+y
那么原式=a22a1 =(a1)2 回代
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原式=(xy1)2 (9)、求根法
令多项式f(x)=0,求出其根为x1 , x2 , x3 ,……xn ,那么多项式可因式分解为 f(x)=(x- x1 )(x- x2 )(x- x3 )……(x- xn) 例8、分解因式2x4 +7 x3 -2 x2 -13x+6 解:令f(x)= 2x4 +7 x3 -2 x2 -13x+6=0
通过综合除法可知,f(x)=0根为 1,-3,-2,1 那么2x4 +7 x3 -2 x2 -13x+6=(2x-1)(x+3)(x+2)(x-1) (10)、图象法
令y=f(x),做出函数y=f(x)的图象,找到函数图象与X轴的交点x1 , x2 , x3 ,……xn,那么多项式可因式分解为f(x)= (x- x1 )(x- x2 )(x- x3 )……(x- xn) 例:因式分解x3 +2 x2 -5x-6 解:令y= x3 +2 x2 -5x-6
作出其图象,见右图,与x轴交点为-3,-1,2 那么x3 +2 x2 -5x-6=(x+1)(x+3)(x-2) (11)、主元法
先选定一个字母为主元,然后把各项按这个字母次数从高到低排列,再进展因式分解。 〔备注:这种方法要难一些,多练即可
即把一个字母作为主要的未知数,另一个作为常数〕 例:分解因式a2 (b-c)+b2 (c-a)+c2 (a-b)
分析:此题可选定a为主元,将其按次数从高到低排列 解:a2 (b-c)+b2 (c-a)+c2 (a-b) = a2 (b-c)-a(b2 - c2 )+( b2 c- c2 b) =(b-c) [a -a(b+c)+bc] =(b-c)(a-b)(a-c) (12)、利用特殊值法
将2或10代入x,求出数P,将数P分解质因数,将质因数适当的组合,并将组合后的每一个因数写成2或10的和与差的形式,将2或10复原成x,即得因式分解式。 例11、分解因式x3 +9x2 +23x+15
解:令x=2,那么x3 +9x2 +23x+15 =8+36+46+15=105
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将105分解成3个质因数的积,即105=3×5×7
注意到多项式中最高项的系数为1,而3、5、7分别为x+1,x+3,x+5,在x=2时的值那么x3 +9x2 +23x+15 =〔x+1〕〔x+3〕〔x+5〕 (13)、待定系数法
首先判断出分解因式的形式,然后设出相应整式的字母系数,求出字母系数,从而把多项式因式分解。
将式子看成方程,将方程的解代入 这时就要用到(1)中提到的知识点了
当一个方程有一个解x=a时,该式分解后必有一个(x-a)因式 例:x2 + x- 2
该题可以用十字相乘来做,这里介绍一种待定系数法 我们可以把它当方程做,x2+x-2=0
一眼看出,该方程有一根为x=1 那么必有一因式为(x-1)
结合多项式展开原理,另一因式的常数必为2〔因为乘-1要为-2〕 一次项系数必为1〔因为与1相乘要为1〕 所以另一因式为〔x+2〕
原式分解为:x2 + x- 2 =(x-1)(x+2) (14)、列竖式法
原理和小学的除法差不多
要建立在待定系数法的方程法上 缺乏的项要用0补
除的时候,一定要让第一项抵消 例:3x3+5x2-2分解因式
提示:x=-1可以使该式=0,有因式〔x+1〕
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3x22x2x13x35x20x23x33x2.........2x20x.........2x22x...............2x2 ...............2x2..........................0解原式=〔x+1)(3x2+2x-2) (15)、解方程法
此方法是对ax2bxc分解的万能方法,但在学过解方程后才会使用 设ax2bxc0 解得方程得xx1,xx2 ∴ax2bxca(xx1)(xx2) 例:x2-x-1 分解因式 设x2x10 解得方程得x11515,x2 22∴x2x1(x1515)(x) 22※多项式因式分解的一般步骤:
①如果多项式的各项有公因式,那么先提公因式;
②如果各项没有公因式,那么可尝试运用公式、十字相乘法来分解; ③如果用上述方法不能分解,那么可以尝试用分组、拆项、补项法来分解; ③
考虑到每种方法只有一个例题,下面提供一些题目,供大家练习。
分解因式,必须进展到每一个多项式因式都不能再分解为止.
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〔1〕(abb)2(ab)2〔2〕(a2x2)4ax(xa)2
〔3〕3a3b2c6a2b2c29ab2c3〔4〕xy+6-2x-3y(a2x2)4ax(xa)2 〔5〕(3ab)24(3ab)(a3b)4(a3b)2〔6〕12x2-29x+15 〔7〕(x+2)(x-3)+(x+2)(x+4) 〔8〕x(y+2)-x-y-1
〔9〕4x2+4xy+y2-4x-2y-3 〔10〕2x413x320x211x2 (11)2x27xy22y25x35y3〔12〕4m28mn3n2
〔13〕4n24n15〔14〕x2+2x-8 〔 15〕x2+3x-10 〔 16〕x2+x-6 2x2+5x-3 〔18〕x2+4x-2
〔19〕x2-2x-3 〔20〕5ax+5bx+3ay+3by 〔21〕x3-x2+x-1 〔22〕18a232b218a24b 希望同学们能掌握因式分解,把因式分解看成一种乐趣~
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17〕〔
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