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因式分解


 

一周强化

一、一周知识概述

1、因式分解的意义

  把一个多项式化成为几个整式的积的形式,叫做多项式的因式分解.

  总结:(1)因式分解是多项式的一种恒等变形,也是单项式与多项式,多项式与多项式相乘的逆变形.

  (2)分解因式是对多项式而言的,且分解的结果必须是整式的积的形式.

  (3)分解因式都是在指定的数集内进行(如无特殊说明,一般指有理数),其结果要使每一个因式不能再分解为止.

2、提公因式法

  (1)公因式:多项式中每一项都含有的因式,叫公因式.

  (2)提公因式法:如果一个多项式的各项含有公因式,那么就可以把这个公因式提出来,从而将多项式化成几个因式乘积的形式,这种分解因式的方法叫做提公因式法.

  (3)公因式的构成:

  ①系数:各项系数的最大公约数;

  ②字母:各项都含有相同字母;

  ③指数:相同字母的最低次幂.

  提公因式时要一次提尽.

3、公式法

  (1)平方差公式

把整式乘法的平方差公式(a+b)(a-b)=a2-b2,反过来就得到:

a2-b2=(a+b)(a-b)

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

把整式乘法的完全平方公式

(a±b)2=a2±2ab+b2

反过来,就得到a2±2ab+b2=(a±b)2

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.

4、分解因式的步骤可归纳为“一提二公三检查”.

  “一提”是一开始可考虑各项是否都有公因式,即是分解因式的第一个步骤也是第一个方法。

  “二公”即在提取了公因式后,根据具体情况看剩下的多项式是二项多项式或是三项多项式,若是两项多项式,可考虑是否能用“平方差公式”分解因式;若是三项多项式可考虑是否能用“完全平方公式”,将这个多项式分解到不能再分解为止。

  “三检查”是指分解因式后检查结果是否正确,要分解到不能再分解为止.

二、重难点知识归纳

1、正确理解因式分解的含义

  “把一个多项式化成几个整式的积的形式叫做多项式的因式分解”,也叫做把这个多项式分解因式.”对这段文字的理解应注意如下几点:

  (1)“分解因式”与“因式分解”是同义语;

  (2),即因式分解为整式乘法的逆向变形;

  (3)应从整体上把握因式分解的含义,如

  m2+8m-9=(m2-9)+8m=(m+3)(m-3)+8m就不是因式分解,

  而m2+8m-9=(m+9)(m-1)才符合因式分解的要求.

2、怎样提取公因式

  提公因式法是因式分解最基本也是最常用的方法,它的关键是确定公因式,难点是提取公因式后括号内多项式的确定.

  (1)公因式的系数为各项系数的最大公约数,相同字母的最低次数.

  如8x3y2-6x2y3+2xy4的公因式为2xy2

  (2)提取公因式后括号内的多项式的项数与原多项式的项数相同,各项恰为原多项式的各项分别除以公因式所得的商.

  如8x3y2-6x2y2+2xy4=2xy2(4x2-3x+y2).

3、分解因式必须分解到每个因式在有理数范围内不能再分解为止

  如 a4-1=(a2+1)(a2-1)不正确,因为a2-1还可以继续分解为(a+1)(a-1),即

  a4-1=(a2+1)(a+1)(a-1)

4、对某些多项式还要了解经过一定变形后才能分解的因式,如:分解x2-4xy+3y2的因式,此题用现有的方法还不能分解因式.但若适当处理后配成完全平方,就可以继续分解.

   x2-4xy+3y2=x2-4xy+3y2+y2-y2=x2-4xy+4y2-y2

  =(x-2y)2-y2=(x-2y+y)(x-2y-y)

  =(x-y)(x-3y)

三、典型例题剖析

例1、(1)下列各式中从左到右的变形,是因式分解的是( )

   A.(x+5)(x-5)=x2-25    B.

   C.x2y-xy2=xy(x-y)     D.15=3×5

   (2)下列各式的因式分解中正确的是( )

     A.-a2+ab-ac=-a(a+b-c)

     B.9xyz-6x2y2=3xyz(3-2xy)

     C.3a2x-6bx+3x=3x(a2-2b)

     D.

解析:

  (1)显然,A是乘法运算,不正确;B分解因式是将多项式分成几个整式的积,而右边有分式;D是常数,是单项式,不是多项式,不属于分解因式范围,所以C是正确的.

  (2)A.提-a后括号里面各项要变号,但第二、三项未变号.

  B.第二项没有公因式z.

  C.提3x后,括号里第三项还有因数1,掉了一项.

  D.是正确的.

答案:(1)C;(2)D

例2、把下列各式分解因式:

(1)6x4y2-12x3y+27x2y3;   (2)-x4y+x3y2-x2y3

(3)xn+3xn-1+xn-2;     (4)5(x-y)3+10(y-x)2

(5)m(5ax+ay-1)-m(3ax-ay-1).

分析:

  分解因式时,首先要看多项式各项有无公因式,若有公因式,应先提取公因式,要对数字系数和字母分别进行考虑,如果系数为整数,应该提各项系数的最大公约数;字母考虑两点:一点是取各项相同的字母,一点是各项相同字母的指数取最低的;公因式提出后,剩下的因式的求法是:用公因式去除多项式的每一项,所得的商即为剩下的因式.

  一个多项式中的公因式,既可以是一个单项式,也可以是一个多项式,注意用整体思想去观察分析多项式,关于幂的底数的符号与指数有如下规律:

  

解:

  (1) 6x4y2-12x3y+27x2y3

   =3x2y·2x2y-3x2y·4x+3x2y·9y2=3x2y(2x2y-4x+9y2)

  (2)-x4y+x3y2-x2y3=-(x4y-x3y2+x2y3)

   =-(x2y·x2-x2y·xy+x2y·y2)

   =-x2y(x2-xy+y2)

  (3)xn+3xn-1+xn-2=xn-2·x2+xn-2·3x+xn-2·1

   =xn-2(x2+3x+1)

  (4)5(x-y)3+10(y-x)2=5(x-y)3+10(x-y)2

   =5(x-y)2(x-y+2)

  (5)m(5ax+ay-1)-m(3ax-ay-1)

   =m[(5ax+ay-1)-(3ax-ay-1)]

   =m·(5ax+ay-1-3ax+ay+1)

   =m(2ax+2ay)=2ma(x+y)

例3、把下列各式分解因式:

  (2)(a+b)2-1;(3)-(x+2)2+16(x-1)2

  

分析:

  运用平方差公式分解因式,其关键在于对公式的识别和把要分解的多项式“对号入座”.首先应考虑有无公因式可提,其次,“找”相当于公式中的字母a,b,往往是以多项式或单项式形式出现的,我们应将其看做一个“整体”来替换公式中的字母a,b,从而套用公式分解因式.(1)中把写成(2)把1看成12,可利用平方差公式分解;(3)先用交换律改写成16(x-1)2-(x+2)2再改写成[4(x-1)]2-(x+2)2;(4)先提公因式-xy,得另一个因式为再将其分解因式.

  (2)(a+b)2-1=(a+b+1)(a+b-1)

  (3)-(x+2)2+16(x-1)2=[4(x-1)]2-(x+2)2

   =[4(x-1)+(x+2)][4(x-1)-(x+2)]

   =(5x-2)(3x-6)=3(5x-2)(x-2)

  

  

例4、把下列各式分解因式:

(1)x2+14x+49;      (2)(m+n)2-6(m+n)+9;

(3)-3ax2+6axy-3ay2;   (4)(x2+4)2+8x(x2+4)+16x2.

(5)64m2n2-(m2+16n2)2;   (6)(x+y)2+4(x-y)2-4(x2-y2).

分析:

  运用完全平方公式分解因式,关键是确定符合公式的a、b这两个数(或式),同时注意提公因式法的运用.(5)题有两项,符号相反,可以考虑用平方差公式,分解成[8mn+(m2+16n2)][8mn-(m2+16n2)],再套用完全平方公式分解;(6)题有两个平方项(x+y)2,[2(x-y)]2,而另一项-4(x2-y2)=-2(x+y)·2(x-y)也符合公式特点.

解:(1)x2+14x+49=x2+2·x·7+72=(x+7)2

  (2)(m+n)2-6(m+n)+9=(m+n-3)2

  (3)-3ax2+6axy-3ay2=-3a(x2-2xy+y2) =-3a(x-y)2

  (4)(x2+4)2+8x(x2+4)+16x2

   =(x2+4)2+2·(x2+4)·4x +(4x)2

   =(x2+4+4x)2

   =(x+2)4

  (5)64m2n2-(m2+16n2)2

   =(8mn)2-(m2+16n2)2

   =(8mn+m2+16n2)(8mn-m2-16n2)

   =(m+4n)2[-(m-4n)2]

   =-(m+4n)2(m-4n)2

  (6)(x+y)2+4(x-y)2-4(x2-y2)

   =(x+y)2-2(x+y)·2(x-y)+[2(x-y)]2

   =[x+y-2(x-y)]2

   =(x+y-2x+2y)2

   =(3y-x)2

例5、(1)已知x3+x2+x+1=0,求1+x+x2+x3+x4+…+x2003的值.

   (2)已知x3+x2y+xy2+y3=5,x2+y2=10,求x+y的值.

   (3)求证a(a+1)(a+2)(a+3)+1是一个完全平方式.

解析:

  (1)这个多项式共有 2004 项,由已知: 1+x+x2+x3=0.

   可推出多项式前四项之和为零,从第五项到第八项:

   x4+x5+x6+x7=x4(1+x+x2+x3)=0 ,……

   最后四项是 x2000(1+x+x2+x3)=0.

   ∴ 2004 项可分为组,每组的和均为零,其值为零 .  

  

  (2)∵ x3+x2y+xy2+y3=5 ,∴ x2(x+y)+y2(x+y)=5.

   即 (x+y)(x2+y2)=5 ,把 x2+y2=10 代入得.

  (3)将 a(a+1)(a+2)(a+3) 的积中分成两大项,使其与 1 共三项,

  然后可构成完全平方式,这就要用到先退一步,然后再进一步,即先做乘法再分解因式,将 a(a+1)(a+2)(a+3) 相乘时,因式要恰当搭配。

  a(a+1)(a+2)(a+3)+1=[a(a+3)][(a+1)(a+2)]+1

  =(a2+3a)(a2+3a+2)+1=(a2+3a)[(a2+3a)+2]+1

  =(a2+3a)2+2(a2+3a)+1=[(a2+3a)+1]2=(a2+3a+1)2.

  ∴ a(a+1)(a+2)(a+3)+1 可化为 (a2+3a+1) 的完全平方形式,

  由以上式子可以得出“四个连续整数的积与 1 的和是一个整数的平方”,

  请按上面方法你能计算吗?(结果为869).

例6、某超市共有四层,第一层有商品(a+b)2种,第二层有商品a(a+b)种,第三层有商品(a+b)b种,第四层有商品(a+b)3种,当a=8,b=12时,求超市商品共有多少种.

解析:

  先把四层楼商品种数相加可利用分解因式.

  ∵(a+b)2+a(a+b)+(a+b)b+(a+b)3

  =(a+b)2[1+(a+b)]+(a+b)(a+b)

  =(a+b)2(a+b+1)+(a+b)2

  =(a+b)2(a+b+1+1)

  =(a+b)2(a+b+2)

  (先把1,4项;2,3项分别提公因式,简便)

  把a=8,b=12代入计算.

  ∴(a+b)2(a+b+2)=(8+12)2(8+12+2)=202×22=400×22=8800.

  即这种超市共有8800种商品供顾客选择。

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