部分 1对二项式进行因式分解
1
回顾因数分解的基础知识。因数分解是将一个大数分解成几个最简单的可除部分。每个部分被称为“因数”。例如,数字6可以被分解为四个不同的数字:1、2、3和6。因此,6的因数有1、2、3、6。
- 32的因数有1、2、4、8、16、32。
- 数字“1”和你分解的数字本身必定是因数。因此,像3这样的小数字的因数只有1和3。
- 因数只包括可以整除的数字,即“整数”。你可以用3.564或21.4952去除32,但它们不构成32的因数,仅仅是一个小数。
2
将二项式的各项放到合适位置,使之便于一目了然。二项式是两个数字在做加法或减法,其中至少一个数字含有一个变量。有时,变量会有指数,如x2或5y4。分解二项式时,你可以先按变量升序来重新排列方程式,即将指数最大的项放到最后。例如:
- 3t + 6 → 6 + 3t
- 3x4 + 9x2 → 9x2 + 3x4
- x2 - 2 → -2 + x2
- 注意,2前面的负号在重新排序后得到了保留。如果项是减数,重新排序时请保留前面的负号。
3
找到两项的最大公因数。这意味着你要找到能同时整除二项式两项的最大数字。如果觉得很难,只要分别将两个数字因数分解,然后找到最大的匹配数字即可。例如:
- 练习题:3t + 6。
- 3的因数:1,3
- 6的因数:1, 2, 3, 6。
- 最大公因数为3。
4
两项分别除以最大公因数。知道公因数后,你需要将它从各项中约去。但是请注意,你要做的只是将各项分解,对它们做简单的除法。如果你找到的最大公因数是正确的,那么两项都会有这个因数:
- 练习题:3t + 6。
- 求最大公因数:3
- 从两项中约去因数:3t/3 + 6/3 = t + 2
5
最后,用因数乘以所得表达式。在上一道练习题中,你约去3之后,得到t + 2。但是,约去3只是为了简化问题,并不是说问题与3不再有任何关系。你不能让一个数字凭空消失,它必须重新出现在表达式中!最后,用因数乘以表达式。例如:
- 练习题:3t + 6
- 求最大公因数:3
- 从两项中约去因数:3t/3 + 6/3 = t + 2
- 用因数乘以新表达式:3(t + 2)
- 因式分解后的最终答案:3(t + 2)
6
用因数乘以括号内的各项,看结果是否等于初始方程式。如果每一步都正确,那么检查结果是否正确就很简单了。用因数乘以括号内的各项即可。如果所得结果与初始的未分解二项式一样,说明因式分解是正确的。写下分解表达式12t + 18的全过程,来练习因式分解:
- 重新排列两项的顺序:18 + 12t
- 找出最大公因数:6
- 从两项中约去因数:18t/6 + 12t/6 = 3 + 2t
- 用因数乘以新表达式:6(3 + 2t)
- 检查答案:(6 * 3) + (6 * 2t) = 18 + 12t
部分 2分解二项式来解方程
1
使用因式分解来简化方程,使之更容易求解。解含有二项式的方程,尤其是含有复杂二项式的方程时,可能看上去没办法找到所有项的公因数。例如,试着解{{{1}}}。对于这类方程,尤其是带指数的方程,一种解法是先做因式分解。
- 练习题:5y - 2y2 = -3y
- 记住,二项式必须只包含两项。如果项数多于二,你就必须用到解多项式的相关知识。
2
做加法或减法,让方程式的一边等于零。这种方法完全依赖于数学中最基本的事实之一:任何数乘以零都等于零。所以,如果方程式等于零,那么因式项之一必定等于零。首先,做加减法让一边等于零。
- 练习题:5y - 2y2 = -3y
- 使等式等于零:5y - 2y2 + 3y = -3y + 3y
- 8y - 2y2 = 0
3
像平时那样,对方程式不为零的那一边做因式分解。在这一步中,你可以当方程式的另一边不存在。找到最大公因式,用它去除方程式,得到分解后的表达式。
- 练习题:5y - 2y2 = -3y
- 使等式等于零:8y - 2y2 = 0
- 因式分解:2y(4 - y) = 0
4
设括号内和括号外的因式等于零。练习题中,表达式可写为2y乘以4 - y,结果等于零。由于任何数乘以零都等于零,这意味着2y或4-y等于0。生成两个单独的方程,求出使它们等于零的y值。
- 练习题:5y - 2y2 = -3y
- 使等式等于零:8y - 2y2 + 3y = 0
- 因式分解:2y(4 - y) = 0
- 设两个因式等于0:
- 2y = 0
- 4 - y = 0
5
解这两个等于零的方程,得到最终答案。答案可能有一个或多个。记住,只要一个因式等于零就能让方程成立,所以同一个方程式的解可能有几个不同的y值。解练习题的最后步骤:
- 2y = 0
- 2y/2 = 0/2
- y = 0
- 4 - y = 0
- 4 - y + y = 0 + y
- y = 4
6
将答案代入到原方程式中,看是否正确。如果你得到的y值是正确的,那么它们应该能使方程成立。如下文所示,验算非常简单,将每个值代入到变量中即可。由于答案是y = 0和y = 4:
- 5(0) - 2(0)2 = -3(0)
- 0 + 0 = 0
- 0 = 0 所以,这个答案是正确的
- 5(4) - 2(4)2 = -3(4)
- 20 - 32 = -12
- -12 = -12 所以,这个答案也是正确的。
部分 3处理更复杂的问题
1
记住,变量,甚至是带指数的变量,都算作因式。记住,因式分解是找出能够整除方程式的因式。表达式x4是x*x*x*x的另一种写法。这意味着如果其他项也含有x,那么你可以使用x来进行因式分解。你应该将变量视为普通的数字。例如:
- 由于两项都包含t,所以2t + t2可被因式分解,分解后的答案等于t(2 + t)。
- 你甚至可以一次提取多个变量。例如,在x2 + x4中,两项都包含相同的x2。你可以将之分解为x2(1 + x2)。
2
合并同类项,将未简化的二项式转化为二项式形式。以表达式6 + 2x + 14 + 3x为例,它看上去有四项,但细看后你会发现,实际上只有两项。你可以合并同类项,由于6和14都没有变量,而2x和3x拥有相同的变量,所以它们都可以互相合并。之后的因式分解就很简单了:
- 初始问题:6 + 2x + 14 + 3x
- 重新排列各项:2x + 3x + 14 + 6
- 合并同类项: 5x + 20
- 求最大公因数:5(x) + 5(4)
- 因式分解:5(x+4)
3
识别特殊的“完全平方差”。完全平方数指的是平方根是一个整数的数字,例如9等于3 * 3,x2等于x * x,甚至144t2也是完全平方数,因为它等于12t * 12t。如果二项式是两个完全平方数(式)的减法问题,如a2 - b2,那么你只需要将它们代入到以下公式即可:
- 完全平方差公式:a2 - b2 = (a + b)(a - b)
- 练习题:4x2 - 9
- 求平方根
- √4x2 = 2x
- √9 = 3
- 将平方代入到公式中: 4x2 - 9 = (2x + 3)(2x - 3)
4
学会分解“完全立方差公式”。和完全平方一样,两个立方项相减时,也有一个简单的公式。例如,a3 - b3。和之前一样,你只用求出各项的立方根,然后将它们代入到公式中即可:
- 完全立方差公式:a3 - b3 = (a - b)(a2 + ab + b2)
- 练习题:8x3 - 27
- 求立方根:
- ∛8x3 = 2x
- ∛27 = 3
- 将立方代入到公式中: 8x3 - 27 = (2x - 3)(4x2 + 6x + 9)
5
知道完美立方和也有一个公式。和完美平方差不同,你可以用一个简单的公式,轻松地分解a3 + b3这样的立方和表达式。它和立方差公式几乎相同,只是加减号略有区别。这个公式写出来和其他两个公式一样简单,你需要认出题目中的两个立方项,然后套用公式就可以了:
- 完全立方和公式:a3 + b3 = (a + b)(a2 - ab + b2)
- 练习题:8x3 - 27
- 求立方根:
- ∛8x3 = 2x
- ∛27 = 3
- 将立方代入到公式中: 8x3 - 27 = (2x + 3)(4x2 - 6x + 9)
小提示
- 并非所有二项式都有公因数(式)!有些二项式已经是最简形式。
- 如果你不确定是否有公因数(式),可以先用更小的数(式)去除。例如,如果你不知道16是32和16的公因数,可以先用2除这两个数。你会得到16和8,它们还可以被8整除。除完后你会得到2和1,它们是最小因数。显然,32和16有一个大于8和2的公因数。
- 注意,x6这样的6次方既是完全平方式,‘’又是’’完全立方式。因此,你可以对x6 - 64这样的完全六次方二项式使用前文所述的两种特殊公式,使用顺序随意。但是,你会发现,先用完全平方差公式会比较简单,因为这样你能更彻底地分解二项式。
警告
- 完全平方和二项式无法被因式分解。