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- 2023-11-22 发布
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初中因式分解的基本方法
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内容所必需的,而且对于培养学生的解题技能,发展学生的
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
取各项的相同的字母,而且各字母的指数取次数最低的. 如果多项式的第一项是负的,
一般要提出“-”号,使括号内的第一项的系数是正的.
⑵运用公式法
① 平方差公式:. a2-b2=(a+b)(a-b)
② 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,另一项是这两个数(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 完全立方公式: a3±3 a2b+3a b2±b3=(a±b)3
④ 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,再进行分解因式的方法.
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.
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⑷拆项、补项法
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行分解;要注意,必须在与原多项式相
等的原则进行变形.
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行分解时,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,与一次项系数相同(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)
3
2 x2+5x-12=(2x-3)(x+4)
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,则多项式可因式分
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 2ax +bxy+c 2y +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则。
则原式=(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: a b+ 2b + -b-2 分解因式
解:原式=0×1× 2a + b+ + -b-2
=(0× +b+1)( +b-2)
=(b+1)( +b-2)
(7) 应用因式定理:
如果 f(a)=0,则 f(x)必含有因式(x-a)。如 f(x)= x2+5x+6,f(-2)=0,则可
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
4
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 互不相同,
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,亦是建立的之前的基础上
例: 2)( yx -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= 122 aa
= 2)1( a
回代
原式= 2)1( yx
(9)、求根法
令多项式 f(x)=0,求出其根为 x1 , x2 , x3 ,……xn ,则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
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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
则 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 ,则
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
则 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,再进行因式分解。
(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 还原成 x,即得因式分解式。
例 11、分解因式 x3 +9x2 +23x+15
解:令 x=2,则 x3 +9x2 +23x+15 =8+36+46+15=105
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
则 x3 +9x2 +23x+15 =(x+1)( x+3)( x+5)
(13)、待定系数法
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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: 2x + 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, +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: + 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
不足的项要用 0 补
除的时候,一定要让第一项抵消
例:3 3x +5 2x -2 分解因式
提示:x=-1 可以使该式=0,有因式(x+1)
223
0..........................
22...............
22...............
22.........
02.........
33
20531
2
2
2
23
23
xx
x
x
xx
xx
xx
xxxx
解 原式=(x+1)(3 +2x-2)
(15) 、 解方程法
此方法是对 cbxax 2 分解的万能方法,但在学过解方程后才会使用
设 02 cbxax
7
解得方程得 21, xxxx
∴ ))(( 21
2 xxxxacbxax
例: 2x -x-1 分解因式
设 012 xx
解得方程得
2
51,2
51
21
xx
∴ )2
51)(2
51(12 xxxx
※ 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 分解因式,必须进行到每一个多项式因式都不能再分解为止.
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。
(1) 22 )()( babab (2) 222 )(4)( axaxxa
(3) 3222223 963 cabcbacba (4)xy+6-2x-3y
(5) 22 )3(4)3)(3(4)3( babababa (6)12 2x -29x+15
(7)(x+2)(x-3)+(x+2)(x+4) (8)x(y+2)-x-y-1
(9)4 +4xy+ 2y -4x-2y-3 (10) 21120132 234 xxxx
(11) 33552272 22 yxyxyx (12) 22 384 nmnm
(13) 1544 2 nn ( 14 ) +2x-8 ( 15 ) +3x-10 ( 16) +x-6
(17)2 +5x-3 (18) +4x-2
(19) -2x-3 (20)5ax+5bx+3ay+3by
(21) 3x - +x-1 (22) baba 24183218 22
希望同学们能掌握因式分解,把因式分解看成一种乐趣~