拆项分组分解因式,或者这样做草稿,分解因式就会感到方便轻松。
例题(1),x' ± 10x ± 24 ;
例题(2),8x' ± 52x ± 60 ;
配方法分解因式,解一元二次方程,对付复杂的式子,也是使用配方法。
正如 x' + (a+b)x + ab = ( x + a )( x + b ),先把单项式 mx = (a+b)x 一分为二,变成 ax + bx ,就能够分组,提公因式,进行分解了。关键是看常数项的正负,决定一次项怎样一分为二:【】如果常数项是正数,一次项拆开两个项的绝对值,就都比原来小;【】如果常数项是负数,一次项的绝对值,就是拆开两个项的相差数。
一次项怎样一分为二,为什么要根据常数项的正负呢?我们看看 x' ± 10x ± 24 这个二次三项式。它相当特别,一次项、常数项,都有正负两种情况。一次项、常数项的绝对值不变,整个式子就有四种情况,具体的四个式子都能做因式分解。只要把具体的四个式子都做一遍,我们就会发现:【】常数项不变,只是一次项变成相反数,一次项一分为二的绝对值就不变;【】一次项不变,只要常数项变成相反数,一次项就要改变一分为二的方式。这样,就当然要根据常数项,决定一次项怎样一分为二了。
下面我们不妨按照四个象限的坐标那样,先把四个具体式子全部列举出来。第一象限(正,正),x' + 10x + 24 ,第二象限(负,正),x' - 10x + 24 ,第三象限(负,负),x' - 10x - 24 ,第四象限(正,负),x' + 10x - 24 ;接下来我们就通过这几个例子,一个一个探索奥秘,学习技巧、窍门。
x' + 10x + 24常数项是正数,一次项一分为二就要变成两个小的,= x' + 4x + 6x + 24= x( x + 4 ) + 6( x + 4 )= ( x + 4 )( x + 6 )或者= x' + 6x + 4x + 24= x( x + 6 ) + 4( x + 6 )= ( x + 4 )( x + 6 )
x' - 10x + 24常数项 +24 不变,一次项 10x 变成相反数,一分为二的绝对值还是 4x 与 6x,= x' - 4x - 6x + 24= x( x - 4 ) - 6( x - 4 )= ( x - 4 )( x - 6 )或者= x' - 6x - 4x + 24= x( x - 6 ) - 4( x - 6 )= ( x - 4 )( x - 6 )
x' - 10x - 24常数项是负数,一次项就要变成两个项的相差数,= x' - 12x + 2x - 24= x( x - 12 ) + 2( x - 12 )= ( x + 2 )( x - 12 )或者= x' + 2x - 12x - 24= x( x + 2 ) - 12( x + 2 )= ( x + 2 )( x - 12 )
x' + 10x - 24常数项 -24 不变,一次项 -10x 变成相反数,一分为二的绝对值还是 12x 与 2x,= x' + 12x - 2x - 24= x( x + 12 ) - 2( x + 12 )= ( x - 2 )( x + 12 )或者= x' - 2x + 12x - 24= x( x - 2 ) + 12( x - 2 )= ( x - 2 )( x + 12 )
拆项分组分解因式,一次项怎样一分为二,学到了吗?【】如果常数项是正数,一次项拆开两个项的绝对值,就都比原来小;【】如果常数项是负数,一次项的绝对值,就是正负两个项的相差数。下面我们就增加难度,看看二次项系数不是 1 的式子 8x' ± 52x ± 60,这个式子也是四种情况都能够分解因式。
8x' + 52x + 60既然常数项是正数,一次项就要拆开两个小的,= 8x' + 40x + 12x + 60= 8x( x + 5 ) + 12( x + 5 )= ( x + 5 )( 8x + 12 )= 4( x + 5 )( 2x + 3 )或者= 8x' + 12x + 40x + 60= 4x( 2x + 3 ) + 20( 2x + 3 )= ( 4x + 20 )( 2x + 3 )= 4( x + 5 )( 2x + 3 )
8x' - 52x + 60常数项还是 +60,一次项就还是拆开 12x 和 40x,= 8x' - 40x - 12x + 60= 8x( x - 5 ) - 12( x - 5 )= ( x - 5 )( 8x - 12 )= 4( x - 5 )( 2x - 3 )或者= 8x' - 12x - 40x + 60= 4x( 2x - 3 ) - 20( 2x - 3 )= ( 4x - 20 )( 2x - 3 )= 4( x - 5 )( 2x - 3 )
8x' - 52x - 60既然常数项是负数,一次项就要变成相差数,= 8x' + 8x - 60x - 60= 8x( x + 1 ) - 60( x + 1 )= ( x + 1 )( 8x - 60 )= 4( x + 1 )( 2x - 15 )或者= 8x' - 60x + 8x - 60= 4x( 2x - 15 ) + 4( 2x - 15 )= ( 4x + 4 )( 2x - 15 )= 4( x + 1 )( 2x - 15 )
8x' + 52x - 60常数项还是 -60,一次项就还是拆开 8x 和 60x,= 8x' - 8x + 60x - 60= 8x( x - 1 ) + 60( x - 1 )= ( x - 1 )( 8x + 60 )= 4( x - 1 )( 2x + 15 )或者= 8x' + 60x - 8x - 60= 4x( 2x + 15 ) - 4( 2x + 15 )= ( 4x - 4 )( 2x + 15 )= 4( x - 1 )( 2x + 15 )
同样,这个 8x' ± 52x ± 60 也正好是式子 8x' ± 26xy ± 15y' 当中 y = 2 的情况,这个千变万化的式子,也同样有更多情况。像这样,二次项系数不是 1 的式子,也更能够说明问题,更能够反映规律,新方法用起来也更能够感受到好处。道理很简单,因为二次项系数不是 1,就不仅常数项是乘积,还有二次项系数也是乘积,十字相乘很可能看得不知从何下手。相比之下,拆项分组分解因式,还是有根有据,一步一步地操作。这样比起不知所措,感觉当然就方便轻松多了。
看看刚才做的,x' + 10x + 24 = ( x + 4 )( x + 6 ) ,x' - 10x + 24 = ( x - 4 )( x - 6 ) ,跟完全平方比一比,x' + 10x + 25 - 1 = ( x + 5 )' - 1' = ( x + 5 - 1 )( x + 5 + 1 ) ,x' - 10x + 25 - 1 = ( x - 5 )' - 1' = ( x - 5 + 1 )( x - 5 - 1 ) ,显然,配方法就是先把二次项、一次项变成完全平方式,常数项就也会变成平方数,这样就又可以根据平方差,进行因式分解了。
还是看看 x' - 10x - 24首先配方,把二次项和一次项,变成完全平方,= x' - 10x + 5' - 25 - 24= ( x - 5 )' - 49分解因式,用平方差公式= ( x - 5 )' - 7'= ( x - 5 - 7 )( x - 5 + 7 )= ( x - 12 )( x + 2 )这样的配方法,变成完全平方,得到平方差,分解因式,相信用来解方程,也会比一元二次方程公式法更加方便。
再看看 8x' + 52x + 60配方之前,还要先把二次项系数变成平方数,= 4( 2x' + 13x + 15 )= 8[ x' + (13/2)x + (13/4)' - 169/16 + 15/2 ]= 8[ ( x + 13/4 )' - 169/16 + 120/16 ]= 8[ ( x + 13/4 )' - 49/16 ]= 8( x + 13/4 + 7/4 )( x + 13/4 - 7/4 )= 8( x + 20/4 )( x + 6/4 )= 4( x + 5 )( 2x + 3 )这样也看到,配方法并非要一次项系数是偶数,才符合完全平方的 2ab,就连是奇数也同样适用。
解一元二次方程的配方法,是因为式子值为 0,二次项系数就干脆变成最简的 1 。如果不是方程,只是二次三项式,把二次项系数提取出来,也可以保留平方数,或许更方便。8x' + 52x + 60= (1/2)( 16x' + 104x + 120 )= (1/2)[ (4x)' + 26(4x) + (13)' - 169 + 120 ]= (1/2)[ ( 4x + 13 )' - 49 ]= (1/2)( 4x + 13 + 7 )( 4x + 13 - 7 )= (1/2)( 4x + 20 )( 4x + 6 )= 4( x + 5 )( 2x + 3 )
如果扩大数值范围,配方没有得到平方差,只是得到负数,就可以加上根号,又得到平方差,在实数范围也同样能够分解因式。x' - 6x + 7= x' - 6x + 3' - 9 + 7= ( x - 3 )' - 2= ( x - 3 )' - (√2)'= ( x - 3 - √2 )( x - 3 + √2 )
如果在复数范围,就连常数项变成正数,配方得到的是平方和,也还是可以分解因式。x' + 6x + 10= x' + 6x + 3' - 9 + 10= ( x + 3 )' + 1= ( x + 3 )' - (-1)= ( x + 3 - i )( x + 3 + i )
其实,看到扩大数字范围,用配方法都能分解因式,我们就知道,或许每个二次三项式都能够分解因式,每个二次三项式都像 x' ± 10x ± 24 这样,绝对值不变,正负都能够分解因式,只是变成相反数之后,更多的式子都要改变数字范围才能分解,不像这几个都能够在整数范围分解因式。看吧x^4 - 4有理数范围= (x')' - 2'= ( x' + 2 )( x' - 2 )实数范围= ( x' + 2 )[ x' - (√2)' ]= ( x' + 2 )( x + √2 )( x - √2 )复数范围= [ x' - (-2) ]( x + √2 )( x - √2 )= [ x + (√2)i ][ x - (√2)i ]( x + √2 )( x - √2 )这样的平方差分解因式,也是典型的例子了。
分解因式的好方法、技巧、窍门,我们得到了吗?自己也赶快试试看吧!这两个核心的二次三项式,就是 x' ± 5xy ± 6y' 和 8x' ± 26xy ± 15y',我们只要根据这两个核心的式子,就能够把其他绝对值都记住,多取几个具体式子都分解因式练一练,这个技巧、窍门就掌握熟悉了。
这两个 x' ± 5xy ± 6y' 和 8x' ± 26xy ± 15y' 千变万化,如果 x 和 y 分别取整数值 1 到 6,就会得到 24 种绝对值的式子,每一种绝对值正负又都有四个具体式子,这样就得到 96 个式子,也正好适合那些需要几十道、上百道练习题的朋友们。下面为了方便大家核对,我就把 24 种绝对值都全部列举出来。
x' ± 5x ± 6 ,x' ± 10x ± 24 ,x' ± 15x ± 54 ,x' ± 20x ± 96 ,x' ± 25x ± 150 ,x' ± 30x ± 216 ,……其实,它们都是 x' ± 5xy ± 6y' 当中,y 取具体数值得到的;这个式子千变万化,如果 x 取具体数值,还有6x' ± 5x ± 1 ,6x' ± 10x ± 4 ,6x' ± 15x ± 9 ,6x' ± 20x ± 16 ,6x' ± 25x ± 25 ,6x' ± 30x ± 36 ,……
8x' ± 26x ± 15 ,8x' ± 52x ± 60 ,8x' ± 78x ± 135 ,8x' ± 104x ± 240 ,8x' ± 130x ± 375 ,8x' ± 156x ± 540 ,……其实,它们也都是 8x' ± 26xy ± 15y' 当中,y 取具体数值得到的;这个千变万化的式子,如果 x 取具体数值,还有15x' ± 26x ± 8 ,15x' ± 52x ± 32 ,15x' ± 78x ± 72 ,15x' ± 104x ± 128 ,15x' ± 130x ± 200 ,15x' ± 156x ± 288 ,……
这么多的二次三项式,分解因式的结果其实都有关系。这两个核心的 x' ± 5xy ± 6y' 和 8x' ± 26xy ± 15y',我们都已经各做了其中一个绝对值的四个式子,其余式子的答案又是什么样,我们就不用列举了吧。相信大家自己开动脑筋,分解因式的结果,自己做出来也更有收获,胜利感也更强。
我一直喜欢开动脑筋、探索奥秘。小学中学的学习方式,又使我喜欢巧妙计算,解数学题。