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分解因式

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中文名;因式分解

外文名;Factorization

性质;一个多项式化为几个最简整式的积

意义;中学数学中最重要的恒等变形之一

特性;方法灵活,技巧性强

作用;提高综合分析和解决问题的能力

把一个多项式在一个范围(如实数范围内分解,即所有项均为实数)化为几个整式的积的形式,这种式子变形叫做这个多项式的因式分解,也叫作把这个多项式分解因式[1]

把一个多项式在一个范围化为几个整式的积的形式,这种式子变形叫做这个多项式的因式分解,也叫作把这个多项式分解因式。

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,在数学求根作图、解一元二次方程方面也有很广泛的应用,是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需的,而且对于培养解题技能、发展思维能力都有着十分独特的作用。学习它,既可以复习整式的四则运算,又为学习分式打好基础;学好它,既可以培养学生的观察、思维发展性、运算能力,又可以提高综合分析和解决问题的能力。

相关结论:

基本结论:分解因式为整式乘法的逆过程。

高级结论:在高等代数上,因式分解有一些重要结论,在初等代数层面上证明很困难,但是理解很容易。

1)因式分解与解高次方程有密切的关系。对于一元一次方程和一元二次方程,初中已有相对固定和容易的方法。在数学上可以证明,对于一元三次方程和一元四次方程,也有固定的公式可以求解。只是因为公式过于复杂,在非专业领域没有介绍。对于分解因式,三次多项式和四次多项式也有固定的分解方法,只是比较复杂。对于五次以上的一般多项式,已经证明不能找到固定的因式分解法,五次以上的一元方程也没有固定解法。

2) 所有的三次和三次以上的一元多项式在实数范围内都可以因式分解,所有的二次或二次以上的一元多项式在复数范围内都可以因式分解。这看起来或许有点不可思议。比如x⁴+1,这是一个一元四次多项式,看起来似乎不能因式分解。但是它的次数高于3,所以一定可以因式分解。也可以用待定系数法将其分解,只是分解出来的式子并不整洁。(这是因为,由代数基本定理可知n次一元多项式总是有n个根,也就是说,n次一元多项式总是可以分解为n个一次因式的乘积。并且还有一条定理:实系数多项式的虚数根两两共轭的,将每对共轭的虚数根对应的一次因式相乘,可以得到二次的实系数因式,从而这条结论也就成立了。)

3)因式分解虽然没有固定方法,但是求两个多项式的公因式却有固定方法。因式分解很多时候就是用来提公因式的。寻找公因式可以用辗转相除法来求得。标准的辗转相除技能对于中学生来说难度颇高,但是中学有时候要处理的多项式次数并不太高,所以反复利用多项式的除法也可以但比较笨,不过能有效地解决找公因式的问题。

4)因式分解是很困难的,初中所接触的只是因式分解很简单的一部分。

分解一般步骤

1、如果多项式的首项为负,应先提取负号;

这里的“负”,指“负号”。如果多项式的第一项是负的,一般要提出负号,使括号内第一项系数是正的。

2、如果多项式的各项含有公因式,那么先提取这个公因式,再进一步分解因式;

要注意:多项式的某个整项是公因式时,先提出这个公因式后,括号内切勿漏掉1;提公因式要一次性提干净,并使每一个括号内的多项式都不能再分解。

3、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;

4、如果用上述方法不能分解,再尝试用分组、拆项、补项法来分解。

口诀:先提首项负号,再看有无公因式,后看能否套公式,十字相乘试一试,分组分解要合适。

原则

1、分解因式是多项式的恒等变形,要求等式左边必须是多项式。

2、分解因式的结果必须是以乘积的形式表示。

3、每个因式必须是整式,且每个因式的次数都必须低于原来多项式的次数。

4、结果最后只留下小括号,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;

5、结果的多项式首项一般为正。 在一个公式内把其公因子抽出,即透过公式重组,然后再抽出公因子;

6、括号内的首项系数一般为正;

7、如有单项式和多项式相乘,应把单项式提到多项式前。如(b+c)a要写成a(b+c);

8、考试时在没有说明化到实数时,一般只化到有理数就够了,有说明实数的话,一般就要化到实数。

口诀:首项有负常提负,各项有“公”先提“公”,某项提出莫漏1,括号里面分到“底”。

分解方法

因式分解主要有十字相乘法,待定系数法,双十字相乘法,对称多项式,轮换对称多项式法,余式定理法等方法,求根公因式分解没有普遍适用的方法,初中数学教材中主要介绍了提公因式法、运用公式法、分组分解法。而在竞赛上,又有拆项和添减项法式法,换元法,长除法,短除法,除法等。

提公因式法

如果一个多项式的各项有公因式,可以把这个公因式提出来,从而将多项式化成两个因式乘积的形式,这种分解因式的方法叫做提公因式法。

各项都含有的公共的因式叫做这个多项式各项的公因式。公因式可以是单项式,也可以是多项式。

具体方法:在确定公因式前,应从系数和因式两个方面考虑。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。当各项的系数有分数时,公因式系数为各分数的最大公约数。如果多项式的第一项为负,要提出负号,使括号内的第一项的系数成为正数。提出负号时,多项式的各项都要变号。

基本步骤:

(1)找出公因式;

(2)提公因式并确定另一个因式;

①找公因式可按照确定公因式的方法先确定系数再确定字母;

②提公因式并确定另一个因式,注意要确定另一个因式,可用原多项式除以公因式,所得的商即是提公因 式后剩下的一个因式,也可用公因式分别除去原多项式的每一项,求的剩下的另一个因式;

③提完公因式后,另一因式的项数与原多项式的项数相同

口诀:找准公因式,一次要提尽,全家都搬走,留1把家守,提负要变号,变形看奇偶。

例:

注意:把不叫提公因式,因为括号内不得用分数

公式法

如果把乘法公式的等号两边互换位置,就可以得到用于分解因式的公式,用来把某些具有特殊形式的多项式分解因式,这种分解因式的方法叫做公式法。

分解公式:

1、平方差公式:

即两个数的平方差,等于这两个数的和与这两个数的差的积。

2、完全平方公式:

即两个数的平方和加上(或减去)这两个数的积的2倍,等于这两个数的和 (或差)的平方。

注意: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。

口诀:首平方,尾平方,积的二倍放中央。同号加、异号减,符号添在异号前。

推广:

(1)即三数和的平方,等于这三个数的平方和加上每两项的积的2倍。

(2)即四数和的平方,等于这四个数的平方和加上每两数的积的2倍。

即几个数的和的平方,等于这几个数的平方和加上每两数的积的2倍。

(3)

(4)

3、立方和公式:

即两数之和,乘它们的平方和与它们的积的差,等于这两个数的立方和。

推广:三项立方和公式:

即三数之和,乘它们的平方和与它们两两的积的差,等于这三个数的立方和减三数之积的三倍

变形:

4、立方差公式:

即两数之差,乘它们的平方和与它们的积的和,等于这两个数的立方差。

变形:

5、完全立方公式:

即两数之和(差)的立方等于这两个数的立方和(差)与每一个数的平方乘以另一个数3倍的和(和与差)。

6、两根式:

十字相乘法

对于。这种分解因式的方法叫做十字相乘法。

注:与十字相乘法对应的还有双十字相乘法

具体方法:十字左边相乘等于二次项系数,右边相乘等于常数项,交叉相乘再相加等于一次项。

口诀:分二次项,分常数项,交叉相乘求和得一次项。(拆两头,凑中间)

特点:

(1)二次项系数是1;

(2)常数项是两个数的乘积;

(3)一次项系数是常数项的两因数的和。

基本步骤:

(1)把二次项系数和常数项分别分解因数;

(2)尝试十字图,使经过十字交叉线相乘后所得的数的和为一次项系数;

(3)确定合适的十字图并写出因式分解的结果;

(4)检验。

例1:把6x²+13x + 6分解因式

解:

∴原式=(2x+3)(3x+2)

例2:把3m³-3m²-60m分解因式

解:

∴原式=3m(m²-m-20)

=3m(m-5)(m+4)

双十字相乘法

对于某些二元二次六项式

(x、y为未知数,其余都是常数),用两次十字相乘法分解因式,这种分解因式的方法叫做双十字相乘法。

步骤:

(1)用十字相乘法分解二次项(

),得到一个十字相乘图(有两列);

(2)把常数项f分解成两个因式填在第三列上,要求第二、第三列构成的十字交叉之积的和等于原式中的ey,第一、第三列构成的十字交叉之积的和等于原式中的dx.

(3)先以一个字母的一次系数分数常数项;

(4)再按另一个字母的一次系数进行检验;

(5)横向相加,纵向相乘。

例:分解因式:x²+5xy+6y²+8x+18y+12.

解析:这是一个二次六项式,可考虑使用双十字相乘法进行因式分解。

解:

x2y2

x3y6

∴原式=(x+2y+2)(x+3y+6)

参考来源

5分钟的因式分解方法教学

参考资料

  1. 分解因式全部方法,360文库 , 2022年1月13日