◎吳文忠
把一個(gè)多項(xiàng)式寫成幾個(gè)整式的積的形式,這種變形叫做多項(xiàng)式的因式分解,也叫做把這個(gè)多項(xiàng)式分解因式.因式分解是中學(xué)數(shù)學(xué)中最重要的恒等變形之一,它被廣泛地應(yīng)用于初等數(shù)學(xué)之中,在求根作圖、解一元二次方程方面也有很廣泛的應(yīng)用,是解決許多數(shù)學(xué)問題的有力工具.因式分解方法靈活,技巧性強(qiáng).學(xué)習(xí)這些方法與技巧,不僅是掌握因式分解內(nèi)容所必需的,而且對(duì)于培養(yǎng)解題技能、發(fā)展思維能力都有著十分獨(dú)特的作用.學(xué)習(xí)它,既可以復(fù)習(xí)整式的四則運(yùn)算,又能為學(xué)習(xí)分式打基礎(chǔ);學(xué)好它,既培養(yǎng)了觀察、思維、運(yùn)算能力,又提高了綜合分析和解決問題的能力.常見的因式分解方法有:提公因式法、公式法、分組分解法、十字相乘法等.
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,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.
例1 分解因式:-2m3+8m2-2m.
【分析】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)都取次數(shù)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).
解:原式=-2m·m2-2m·(-4m)-
【點(diǎn)評(píng)】提完公因式后,另一個(gè)因式的項(xiàng)數(shù)與原多項(xiàng)式的項(xiàng)數(shù)相同;注意2a+1=不是提公因式,因?yàn)槔ㄌ?hào)內(nèi)不得出現(xiàn)分?jǐn)?shù).提公因式法可以用一句話來概括:找準(zhǔn)公因式,一次要提盡,全家都搬走,留1把家守,提負(fù)要變號(hào),變形看奇偶.
如果把乘法公式的等號(hào)兩邊互換位置,就可以得到用于分解因式的公式,用來把某些具有特殊形式的多項(xiàng)式分解因式,這種分解因式的方法叫做公式法.
平方差公式:a2-b2=(a+b)(a-b);完全平方公式:a2±2ab+b2=(a±b)2.
例2 (2017·無錫)分解因式:3a2-6a+3.
【分析】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.
解:原式=3(a2-2a+1)=3(a-1)2.
【點(diǎn)評(píng)】提完公因式后,再運(yùn)用完全平方公式繼續(xù)分解因式.公式法也可以用一句話來概括:首平方,尾平方,積的二倍放中央;同號(hào)加、異號(hào)減,符號(hào)添在異號(hào)前.
通過分組分解的方式來分解的因式一般有四項(xiàng)或大于四項(xiàng),一般的分組分解有兩種形式:二二分法,三一分法.初中教材中只是作為閱讀內(nèi)容供同學(xué)們課外了解、研究,沒有作為必學(xué)內(nèi)容展開.
例3 分解因式:ac+bc+3a+3b.
【分析】可以把a(bǔ)c和bc分為一組提取公因式c,3a和3b分為一組提取公因式3,最后再提取公因式(a+b).
解:原式=c(a+b)+3(a+b)=(a+b)(c+3).
【點(diǎn)評(píng)】當(dāng)然也可以把a(bǔ)c和3a分為一組提取公因式a,bc和3b分為一組提取b,最后再提取公因式(c+3).一定要合理分組.
十字相乘法在初中教材中沒有涉及,但在高中的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中運(yùn)用得非常多.它有兩種情況:①x2+(p+q)x+pq型的因式分解,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).②kx2+mx+n型的因式分解,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:
例4 分解因式:2x2-5x-3.
【分析】對(duì)于不能用提公因式和公式法來分解的二次三項(xiàng)式可考慮用十字相乘法.
1×1=1,-3×2=-6,且-6+1=-5,
所以2x2-5x-3=(x-3)(2x+1).
【點(diǎn)評(píng)】運(yùn)用十字相乘法分解因式時(shí),先不斷嘗試拆分首尾數(shù),可以用一句話來概括:首尾分解,交叉相乘,求和湊中間.
因式分解沒有普遍適用的方法,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,在分解因式時(shí)要根據(jù)題目的具體情況而定.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)沒有公因式,那么可嘗試運(yùn)用公式、十字相乘法來分解;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)法來分解;④分解因式,必須進(jìn)行到每一個(gè)多項(xiàng)式的因式都不能再分解為止.因式分解也可以用一句話來概括:先看有無公因式,再看能否套公式;十字相乘試一試,分組分解要合適”.而在競(jìng)賽上,又有拆項(xiàng)和添減項(xiàng)式法、換元法、長(zhǎng)除法、短除法、除法等,同學(xué)們可根據(jù)自身學(xué)習(xí)的需要進(jìn)行有選擇的研究.