因式分解的几种高级方法,懂即速度

因式分解的几种高级方法,懂即速度

因式分解与整式乘法是互逆的运算,是学好代数的基础之一. 因式分解的每一步都必须是恒等变形,必须进行到每一个多项式因式都不能再分解为止.

常见的方法有:①提取公因式法;②公式法;③提公因式法与公式法的综合运用.

在对一个多项式因式分解时,首先应考虑提取公因式法,然后考虑公式法,对于某些多项式,如果从整体上不能利用上述方法因式分解,还要考虑对其进行分组、拆项、换元等.

一、提公因式法

1.1 公因式是单项式的因式分解

确定公因式的方法: ①系数:取各项系数的最大公因数; ②字母(或多项式):取各项都含有的字母(或多项式); ③指数:取相同字母(或多项式)的最低次幂. 注意:公因式可以是单独的一个数或字母,也可以是多项式,当第一项是负数时可先提负号,当公因式与多项式某一项相同时,提公因式后剩余项是1,不要漏项.

【例1】分解因式:

4

m

4

n

+

16

m

3

n

28

m

2

n

-4m^4n+16m^3n-28m^2n

−4m4n+16m3n−28m2n

解:原式=

4

m

2

n

(

m

2

4

m

+

7

)

.

-4m^2n(m^2-4m+7).

−4m2n(m2−4m+7).

1.2 公因式是多项式的因式分解

【例2】分解因式:

15

b

(

2

a

b

)

2

+

25

(

b

2

a

)

2

15b(2a-b)²+25(b-2a)²

15b(2a−b)2+25(b−2a)2

解:原式=

15

b

(

2

a

b

)

2

+

25

(

2

a

b

)

2

=

5

(

2

a

b

)

2

(

3

b

+

5

)

15b(2a-b)²+25(2a-b)²=5(2a-b)²(3b+5)

15b(2a−b)2+25(2a−b)2=5(2a−b)2(3b+5)

二、公式法

2.1 直接用公式法

【例3】分解因式: (1)

(

x

2

+

y

2

)

2

4

x

2

y

2

(x²+y²)²一4x²y²

(x2+y2)2一4x2y2 (2)

(

x

2

6

x

)

2

+

18

(

x

2

+

6

x

)

+

81

(x²十6x)²+18(x²+6x)+81

(x2十6x)2+18(x2+6x)+81

解:(1)原式=

(

x

2

+

y

2

+

2

x

y

)

(

x

2

+

y

2

2

x

y

)

=

(

x

+

y

)

2

(

x

y

)

2

(x²+y²+2xy)(x²+y²-2xy)=(x+y)²(x-y)²

(x2+y2+2xy)(x2+y2−2xy)=(x+y)2(x−y)2 (2)原式=

(

x

2

+

6

x

+

9

)

2

=

[

(

x

+

3

)

2

]

2

=

(

x

+

3

)

4

(x²+6x+9)²=[(x+3)²]²=(x+3)^4

(x2+6x+9)2=[(x+3)2]2=(x+3)4

2.2 先提再套法

【例4】分解因式:

3

x

7

+

24

x

5

48

x

3

-3x^7+24x^5-48x^3

−3x7+24x5−48x3 解:原式=

3

x

3

(

x

4

8

x

2

+

16

)

=

3

x

3

(

x

2

4

)

2

=

3

x

3

(

x

+

2

)

2

(

x

2

)

2

-3x^3(x^4-8x^2+16)=-3x^3(x^2-4)^2=-3x^3(x+2)^2(x-2)^2

−3x3(x4−8x2+16)=−3x3(x2−4)2=−3x3(x+2)2(x−2)2

2.3 先局部再整法

【例5】分解因式:

9

x

2

16

(

x

+

3

)

(

3

x

+

4

)

9x²-16-(x+3)(3x+4)

9x2−16−(x+3)(3x+4)

解:原式=

(

3

x

+

4

)

(

3

x

4

)

(

x

+

3

)

(

3

x

+

4

)

=

(

3

x

+

4

)

[

(

3

x

4

)

(

x

+

3

)

]

=

(

3

x

+

4

)

(

2

x

7

)

(3x+4)(3x-4)-(x+3)(3x+4)=(3x+4)[(3x-4)-(x+3)]=(3x+4)(2x-7)

(3x+4)(3x−4)−(x+3)(3x+4)=(3x+4)[(3x−4)−(x+3)]=(3x+4)(2x−7)

2.4 先展开再分解法

【例6】分解因式 :

4

x

(

y

x

)

y

2

4x(y-x)-y²

4x(y−x)−y2

解:原式=

4

x

y

4

x

2

y

2

=

(

4

x

2

4

x

y

+

y

2

)

=

(

2

x

y

)

2

4xy-4x²-y²=-(4x²-4xy+y²)=-(2x-y)²

4xy−4x2−y2=−(4x2−4xy+y2)=−(2x−y)2

三、分组分解法

【例7】分解因式:

x

2

2

x

y

+

y

2

9

x²-2xy+y²-9

x2−2xy+y2−9

解:原式=

(

x

y

)

2

9

=

(

x

y

+

3

)

(

x

y

+

3

)

(x-y)²-9=(x-y+3)(x-y+3)

(x−y)2−9=(x−y+3)(x−y+3)

四、拆、添项法

【例8】分解因式:

x

4

+

4

x^4+4

x4+4 解:原式=

x

4

+

4

x

+

4

4

x

2

=

(

x

2

+

2

)

2

4

x

2

=

(

x

2

+

2

+

2

x

)

(

x

2

+

2

2

x

)

x^4+4x+4-4x^2=(x²+2)²-4x^2=(x²+2+2x)(x²+2-2x)

x4+4x+4−4x2=(x2+2)2−4x2=(x2+2+2x)(x2+2−2x)

五、整体法

5.1 "提"整体

【例9】分解因式:

a

(

x

+

y

z

)

b

(

z

x

y

)

c

(

x

z

+

y

)

a(x+y-z)-b(z-x-y)-c(x-z+y)

a(x+y−z)−b(z−x−y)−c(x−z+y)

解:原式=

a

(

x

+

y

z

)

+

b

(

x

+

y

z

)

c

(

x

+

y

z

)

=

(

x

+

y

z

)

(

a

+

b

c

)

a(x+y-z)+b(x+y-z)-c(x+y-z)=(x+y-z)(a+b-c)

a(x+y−z)+b(x+y−z)−c(x+y−z)=(x+y−z)(a+b−c)

5.2 "当"整体

【例10】分解因式:

(

x

+

y

)

2

4

(

x

+

y

1

)

(x+y)²-4(x+y-1)

(x+y)2−4(x+y−1)

解:原式=

(

x

+

y

)

2

4

(

x

+

y

)

+

4

=

(

x

+

y

2

)

2

(x+y)²-4(x+y)+4=(x+y-2)²

(x+y)2−4(x+y)+4=(x+y−2)2

5.3 "拆"整体

【例11】分解因式:

a

b

(

c

2

+

d

2

)

+

c

d

(

a

2

+

b

2

)

ab(c²+d²)+cd(a²+b²)

ab(c2+d2)+cd(a2+b2)

解:原式=

a

b

c

2

+

a

b

d

2

+

c

d

a

2

+

c

d

b

2

=

(

a

b

c

2

+

c

d

a

2

)

+

(

a

b

d

2

+

c

d

b

2

)

=

a

c

(

b

c

+

a

d

)

+

b

d

(

a

d

+

b

c

)

=

(

b

c

+

a

d

)

(

a

c

+

b

d

)

abc²+abd²+cda²+cdb²=(abc²+cda²)+(abd²+cdb²)=ac(bc+ad)+bd(ad+bc)=(bc+ad)(ac+bd)

abc2+abd2+cda2+cdb2=(abc2+cda2)+(abd2+cdb2)=ac(bc+ad)+bd(ad+bc)=(bc+ad)(ac+bd)

5.4 "凑"整体

【例12】分解因式:

x

2

y

2

4

x

+

6

y

5

x²-y²-4x+6y-5

x2−y2−4x+6y−5

解:原式=

(

x

2

4

x

+

4

)

(

y

2

6

y

+

9

)

=

(

x

2

)

2

+

(

y

3

)

2

=

[

(

x

2

)

+

(

y

3

)

]

[

(

x

2

)

(

y

3

)

]

=

(

x

+

y

5

)

(

x

y

+

1

)

(x²-4x+4)-(y²-6y+9)=(x-2)²+(y-3)²=[(x-2)+(y-3)][(x-2)-(y-3)]=(x+y-5)(x-y+1)

(x2−4x+4)−(y2−6y+9)=(x−2)2+(y−3)2=[(x−2)+(y−3)][(x−2)−(y−3)]=(x+y−5)(x−y+1)

六、换元法

【例13】分解因式:

(

a

2

+

2

a

2

)

(

a

2

+

2

a

+

4

)

+

9

(a²+2a-2)(a²+2a+4)+9

(a2+2a−2)(a2+2a+4)+9

解:设

a

2

+

2

a

=

m

a²+2a=m

a2+2a=m,则原式

=

(

m

2

)

(

m

+

4

)

+

9

=

m

2

+

4

m

2

m

8

+

9

=

m

2

+

2

m

+

1

=

(

m

+

1

)

2

=

(

a

2

+

2

a

+

1

)

2

=

(

a

+

1

)

4

=(m-2)(m+4)+9=m²+4m-2m-8+9=m²+2m+1=(m+1)²=(a²+2a+1)²=(a+1)^4

=(m−2)(m+4)+9=m2+4m−2m−8+9=m2+2m+1=(m+1)2=(a2+2a+1)2=(a+1)4

七、十字相乘法

十字相乘法分解因式非常重,在以后有关代数式的运算,解方程等知识中常常用到.

公式:

x

2

+

(

a

+

b

)

x

+

a

b

=

(

x

+

a

)

(

x

+

b

)

x²+(a+b)x+ab=(x+a)(x+b)

x2+(a+b)x+ab=(x+a)(x+b)或

对于一个三项式若能象上边一样中间左侧上下相乘得

x

2

x2,中间右侧上下相乘得

a

b

ab

ab,中间上下斜对角相乘之和为

(

a

+

b

)

x

(a+b)x

(a+b)x,则能进行分解.

【例14】分解因式:

x

2

5

x

14

x²-5x-14

x2−5x−14

解:原式=

(

x

7

)

(

x

+

2

)

(x-7)(x+2)

(x−7)(x+2)

八、待定系数法

【例15】分解因式:

x

2

+

3

x

y

+

2

y

2

+

4

x

+

5

y

+

3

x²+3xy+2y²+4x+5y+3

x2+3xy+2y2+4x+5y+3

解:

x

2

+

3

x

y

+

2

y

2

=

(

x

+

y

)

(

x

+

2

y

)

∵x²+3xy+2y²=(x+y)(x+2y)

∵x2+3xy+2y2=(x+y)(x+2y) 设原式=

(

x

+

y

+

m

)

(

x

+

2

y

+

n

)

=

x

2

+

3

x

y

+

2

y

2

+

(

m

+

n

)

x

+

(

2

m

+

n

)

y

+

m

n

(x+y+m)(x+2y+n)=x²+3xy+2y²+(m+n)x+(2m+n)y+mn

(x+y+m)(x+2y+n)=x2+3xy+2y2+(m+n)x+(2m+n)y+mn. 两边比较系数,得

{

m

+

n

=

4

2

m

+

n

=

5

m

n

=

3

\left\{\begin{aligned}m+n&=4\\2m+n&=5\\mn&=3\end{aligned}\right.

⎧​m+n2m+nmn​=4=5=3​所以

{

m

=

1

n

=

3

\left\{\begin{aligned}m&=1\\n&=3\end{aligned}\right.

{mn​=1=3​

∴ 原式=

(

x

+

y

+

1

)

(

x

+

2

y

+

3

)

(x+y+1)(x+2y+3)

(x+y+1)(x+2y+3)

原文

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