數(shù)學(xué)公式:因式分解的方法

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


要想能在綜合性較強(qiáng)的幾何題目中能靈活應(yīng)用,就必須要熟記啦。因式分解沒(méi)有普遍的方法,初中數(shù)學(xué)教材中主要介紹了提公因式法、運(yùn)用公式法、分組分解法和十字相乘法。小編為大家整理了數(shù)學(xué)公式:因式分解的方法,方便大家查閱學(xué)習(xí)。

一、換元法

有時(shí)在分解因式時(shí),可以選擇多項(xiàng)式中的相同的部分換成另一個(gè)未知數(shù),然后進(jìn)行因式分解,最后再轉(zhuǎn)換回來(lái),這種方法叫做換元法。注意:換元后勿忘還元.

【例】在分解(x^2+x+1)(x^2+x+2)-12時(shí),可以令y=x^2+x,則原式=(y+1)(y+2)-12=y^2+3y+2-12=y^2+3y-10=(y+5)(y-2)=(x^2+x+5)(x^2+x-2)=(x^2+x+5)(x+2)(x-1).

二、運(yùn)用公式法

如果把乘法公式反過(guò)來(lái),就可以把某些多項(xiàng)式分解因式,這種方法叫運(yùn)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;

注意:能運(yùn)用完全平方公式分解因式的多項(xiàng)式必須是三項(xiàng)式,其中有兩項(xiàng)能寫成兩個(gè)數(shù)(或式)的平方和的形式,另一項(xiàng)是這兩個(gè)數(shù)(或式)的積的2倍。

③ 立方和公式:a^3+b^3=(a+b)(a²-ab+b²);

④ 立方差公式:a^3-b^3=(a-b)(a²+ab+b²);

⑤ 完全立方公式:a^3±3a^2b+3ab^2±b^3=(a±b)^3.

【例】a²+4ab+4b² =(a+2b) ²

三、分組分解法

把一個(gè)多項(xiàng)式適當(dāng)分組后,再進(jìn)行分解因式的方法叫做分組分解法。用分組分解法時(shí),一定要想想分組后能否繼續(xù)完成因式分解,由此選擇合理選擇分組的方法,即分組后,可以直接提公因式或運(yùn)用公式。

【例】m²+5n-mn-5m=m²-5m-mn+5n = (m²-5m)+(-mn+5n) =m(m-5)-n(m-5)=(m-5)(m-n).

四、拆項(xiàng)、補(bǔ)項(xiàng)法

這種方法指把多項(xiàng)式的某一項(xiàng)拆開或填補(bǔ)上互為相反數(shù)的兩項(xiàng)(或幾項(xiàng)),使原式適合于提公因式法、運(yùn)用公式法或分組分解法進(jìn)行分解。要注意,必須在與原多項(xiàng)式相等的原則下進(jìn)行變形。

【例】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).

五、配方法

對(duì)于某些不能利用公式法的多項(xiàng)式,可以將其配成一個(gè)完全平方式,然后再利用平方差公式,就能將其因式分解,這種方法叫配方法。屬于拆項(xiàng)、補(bǔ)項(xiàng)法的一種特殊情況。也要注意必須在與原多項(xiàng)式相等的原則下進(jìn)行變形。

【例】x²+3x-40=x²+3x+2.25-42.25=(x+1.5)²-(6.5)²=(x+8)(x-5).

六、十字相乘法

這種方法有兩種情況:

① x²+(p+q)x+pq型的式子的因式分解

這類二次三項(xiàng)式的特點(diǎn)是:二次項(xiàng)的系數(shù)是1;常數(shù)項(xiàng)是兩個(gè)數(shù)的積;一次項(xiàng)系數(shù)是常數(shù)項(xiàng)的兩個(gè)因數(shù)的和。因此,可以直接將某些二次項(xiàng)的系數(shù)是1的二次三項(xiàng)式因式分解:x²+(p+q)x+pq=(x+p)(x+q) .

② kx²+mx+n型的式子的因式分解

如果如果有k=ac,n=bd,且有ad+bc=m時(shí),那么kx²+mx+n=(ax+b)(cx+d).

圖示如下:

•a b

• ×

•c d

例如:因?yàn)?/p>

•1 -3

• ×

•7 2

且2-21=-19, 所以7x²-19x-6=(7x+2)(x-3).

多項(xiàng)式因式分解的一般步驟>>

① 如果多項(xiàng)式的各項(xiàng)有公因式,那么先提公因式;

② 如果各項(xiàng)沒(méi)有公因式,那么可嘗試運(yùn)用公式、十字相乘法來(lái)分解;

③ 如果用上述方法不能分解,那么可以嘗試用分組、拆項(xiàng)、補(bǔ)項(xiàng)法來(lái)分解;

④ 分解因式,必須進(jìn)行到每一個(gè)多項(xiàng)式因式都不能再分解為止。

也可以用一句話來(lái)概括:“先看有無(wú)公因式,再看能否套公式。十字相乘試一試,分組分解要合適。”

【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.求證:對(duì)于任何實(shí)數(shù)x,y,下式的值都不會(huì)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).

當(dāng)y=0時(shí),原式=x^5不等于33;當(dāng)y不等于0時(shí),x+3y,x+y,x-y,x+2y,x-2y互不相同,而33不能分成四個(gè)以上不同因數(shù)的積,所以原命題成立。

3.△ABC的三邊a、b、c有如下關(guān)系式:-c^2+a^2+2ab-2bc=0,求證:這個(gè)三角形是等腰三角形。

解:此題實(shí)質(zhì)上是對(duì)關(guān)系式的等號(hào)左邊的多項(xiàng)式進(jìn)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).

七、應(yīng)用因式定理

對(duì)于多項(xiàng)式f(x)=0,如果f(a)=0,那么f(x)必含有因式x-a.

【例】f(x)=x^2+5x+6,f(-2)=0,則可確定x+2是x^2+5x+6的一個(gè)因式。(事實(shí)上,x^2+5x+6=(x+2)(x+3).)

八、提公因式法

各項(xiàng)都含有的公共的因式叫做這個(gè)多項(xiàng)式各項(xiàng)的公因式。如果一個(gè)多項(xiàng)式的各項(xiàng)有公因式,可以把這個(gè)公因式提出來(lái),從而將多項(xiàng)式化成兩個(gè)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(dāng)各項(xiàng)系數(shù)都是整數(shù)時(shí),公因式的系數(shù)應(yīng)取各項(xiàng)系數(shù)的最大公約數(shù);字母取各項(xiàng)的相同的字母,而且各字母的指數(shù)取次數(shù)最低的;取相同的多項(xiàng)式,多項(xiàng)式的次數(shù)取最低的。如果多項(xiàng)式的第一項(xiàng)是負(fù)的,一般要提出“-”號(hào),使括號(hào)內(nèi)的第一項(xiàng)的系數(shù)成為正數(shù)。提出“-”號(hào)時(shí),多項(xiàng)式的各項(xiàng)都要變號(hào)。

【例】①-am+bm+cm=-m(a-b-c)②a(x-y)+b(y-x)=a(x-y)-b(x-y)=(x-y)(a-b)

九、求根法

令多項(xiàng)式f(x)=0,求出其根為x1,x2,x3,……xn,則該多項(xiàng)式可分解為f(x)=(x-x1)(x-x2)(x-x3)……(x-xn) .

【例】在分解2x^4+7x^3-2x^2-13x+6時(shí),令2x^4 +7x^3-2x^2-13x+6=0,則通過(guò)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).

令y=f(x),做出函數(shù)y=f(x)的圖象,找到函數(shù)圖像與X軸的交點(diǎn)x1 ,x2 ,x3 ,…xn ,則多項(xiàng)式可因式分解為f(x)= f(x)=(x-x1)(x-x2)(x-x3)… (x-xn).與方法九相比,能避開解方程的繁瑣,但是不夠準(zhǔn)確。

【例】在分解x^3 +2x^2 -5x-6時(shí),可以令y=x^3 +2x^2 -5x-6.作出其圖像,與x軸交點(diǎn)為-3,-1,2 ,則x^3 +2x^2-5x-6=(x+1)(x+3)(x-2).

十、雙十字相乘法

雙十字相乘法屬于因式分解的一類,類似于十字相乘法。用一道例題來(lái)說(shuō)明如何使用。

【例】分解因式:x^2+5xy+6y^2+8x+18y+12.

解:這是一個(gè)二次六項(xiàng)式,可考慮使用雙十字相乘法進(jìn)行因式分解。

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(xiàng),如十字相乘圖①中X^2+5xy+6y^2=(x+2y)(x+3y);

② 先依一個(gè)字母(如y)的一次系數(shù)分?jǐn)?shù)常數(shù)項(xiàng)。如十字相乘圖②中6y^2+18y+12=(2y+2)(3y+6);

③ 再按另一個(gè)字母(如x)的一次系數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn),如十字相乘圖③,這一步不能省,否則容易出錯(cuò)。

十一、主元法

先選定一個(gè)字母為主元,然后把各項(xiàng)按這個(gè)字母次數(shù)從高到低排列,再進(jìn)行因式分解。

十二、特殊值法

將2或10代入x,求出數(shù)p,將數(shù)p分解質(zhì)因數(shù),將質(zhì)因數(shù)適當(dāng)?shù)慕M合,并將組合后的每一個(gè)因數(shù)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】在分解x^3+9x^2+23x+15時(shí),令x=2,則x^3 +9x^2 +23x+15=8+36+46+15=105,將105分解成3個(gè)質(zhì)因數(shù)的積,即105=3×5×7 .

注意到多項(xiàng)式中最高項(xiàng)的系數(shù)為1,而3、5、7分別為x+1,x+3,x+5,在x=2時(shí)的值,則x^3+9x^2+23x+15可能等于(x+1)(x+3)(x+5),驗(yàn)證后的確如此。

十三、待定系數(shù)法

首先判斷出分解因式的形式,然后設(shè)出相應(yīng)整式的字母系數(shù),求出字母系數(shù),從而把多項(xiàng)式因式分解。

【例】在分解x^4-x^3-5x^2-6x-4時(shí),由分析可知:這個(gè)多項(xiàng)式?jīng)]有一次因式,因而只能分解為兩個(gè)二次因式。

于是設(shè)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).

 

通過(guò)以上數(shù)學(xué)公式:因式分解的方法的學(xué)習(xí)后,想必同學(xué)們的學(xué)習(xí)會(huì)更進(jìn)一步,如想了解更多請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注數(shù)學(xué)網(wǎng)。


本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/chuzhong/648676.html

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