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七年级数学 因式分解
把一个多项式分解成几个因式的连乘积的形式,称为把这个多项式因式分解。
因式分解的要求有七项:
1. 单项因子须写在多项式因子的前面;
2. 相同因式须写出幂的形式;
3. 最后运算必须是乘法;
4. 分解必须彻底(即不再能继续分解);
5. 分解的结果不允许有双重以上的括号;
6. 各多项式因式的首项必须取“+”号;
7. 每一个多项式因子须是按同一字母的升幂或降幂排列的最简形式。
多项式的因式分解是代数式恒等变形的基本形式之一,它被广泛地应用于初等数学之中,是我们解决许多数学问题的有力工具.因式分解方法灵活,技巧性强,学习这些方法与技巧,不仅是掌握因式分解内容所必需的,而且对于培养学生的解题技能,发展学生的思维能力,都有着十分独特的作用.初中数学教材中主要介绍了提取公因式法、运用公式法、分组分解法和十字相乘法.本讲及下几讲在中学数学教材基础上,对因式分解的方法、技巧和应用作进一步的介绍.
1.运用公式法
在整式的乘、除中,我们学过若干个乘法公式,现将其反向使用,即为因式分解中常用的公式,例如:
(1)a2-b2=(a+b)(a-b);
(2)a2±2ab+b2=(a±b)2;
(3)a3+b3=(a+b)(a2-ab+b2);
(4)a3-b3=(a-b)(a2+ab+b2).
下面再补充几个常用的公式:
(5)a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca=(a+b+c)2;
(6)a3+b3+c3-3abc=(a+b+c)(a2+b2+c2-ab-bc-ca);
(7)an-bn=(a-b)(an-1+an-2b+an-3b2+…+abn-2+bn-1)其中n为正整数;
(8)an-bn=(a+b)(an-1-an-2b+an-3b2-…+abn-2-bn-1),其中n为偶数;
(9)an+bn=(a+b)(an-1-an-2b+an-3b2-…-abn-2+bn-1),其中n为奇数.
运用公式法分解因式时,要根据多项式的特点,根据字母、系数、指数、符号等正确恰当地选择公式.
例1 分解因式:
(1)-2x5n-1yn+4x3n-1yn+2-2xn-1yn+4;
(2)x3-8y3-z3-6xyz;
(3)a2+b2+c2-2bc+2ca-2ab;
(4)a7-a5b2+a2b5-b7.
解 (1)原式=-2xn-1yn(x4n-2x2ny2+y4)
=-2xn-1yn[(x2n)2-2x2ny2+(y2)2]
=-2xn-1yn(x2n-y2)2
=-2xn-1yn(xn-y)2(xn+y)2.
(2)原式=x3+(-2y)3+(-z)3-3x(-2y)(-Z)
=(x-2y-z)(x2+4y2+z2+2xy+xz-2yz).
(3)原式=(a2-2ab+b2)+(-2bc+2ca)+c2
=(a-b)2+2c(a-b)+c2
=(a-b+c)2.
本小题可以稍加变形,直接使用公式(5),解法如下:
原式=a2+(-b)2+c2+2(-b)c+2ca+2a(-b)
=(a-b+c)2
(4)原式=(a7-a5b2)+(a2b5-b7)
=a5(a2-b2)+b5(a2-b2)
=(a2-b2)(a5+b5)
=(a+b)(a-b)(a+b)(a4-a3b+a2b2-ab3+b4)
=(a+b)2(a-b)(a4-a3b+a2b2-ab3+b4)
例2 分解因式:a3+b3+c3-3abc.
本题实际上就是用因式分解的方法证明前面给出的公式(6).
分析 我们已经知道公式
(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3
的正确性,现将此公式变形为
a3+b3=(a+b)3-3ab(a+b).
这个式也是一个常用的公式,本题就借助于它来推导.
解 原式=(a+b)3-3ab(a+b)+c3-3abc
=[(a+b)3+c3]-3ab(a+b+c)
=(a+b+c)[(a+b)2-c(a+b)+c2]-3ab(a+b+c)
=(a+b+c)(a2+b2+c2-ab-bc-ca).
说明 公式(6)是一个应用极广的公式,用它可以推出很多有用的结论,例如:我们将公式(6)变形为 a3+b3+c3-3abc
显然,当a+b+c=0时,则a3+b3+c3=3abc;当a+b+c>0时,则a3+b3+c3-3abc≥0,即a3+b3+c3≥3abc,而且,当且仅当a=b=c时,等号成立.
如果令x=a3≥0,y=b3≥0,z=c3≥0,则有
等号成立的充要条件是x=y=z.这也是一个常用的结论.
例3 分解因式:x15+x14+x13+…+x2+x+1.
分析 这个多项式的特点是:有16项,从最高次项x15开始,x的次数顺次递减至0,由此想到应用公式an-bn来分解.
解 因为
x16-1=(x-1)(x15+x14+x13+…x2+x+1),
所以
说明 在本题的分解过程中,用到先乘以(x-1),再除以(x-1)的技巧,这一技巧在等式变形中很常用.
2.拆项、添项法
因式分解是多项式乘法的逆运算.在多项式乘法运算时,整理、化简常将几个同类项合并为一项,或将两个仅符号相反的同类项相互抵消为零.在对某些多项式分解因式时,需要恢复那些被合并或相互抵消的项,即把多项式中的某一项拆成两项或多项,或者在多项式中添上两个仅符合相反的项,前者称为拆项,后者称为添项.拆项、添项的目的是使多项式能用分组分解法进行因式分解.
例4 分解因式:x3-9x+8.
分析 本题解法很多,这里只介绍运用拆项、添项法分解的几种解法,注意一下拆项、添项的目的与技巧.
解法1 将常数项8拆成-1+9.
原式=x3-9x-1+9
=(x3-1)-9x+9
=(x-1)(x2+x+1)-9(x-1)
=(x-1)(x2+x-8).
解法2 将一次项-9x拆成-x-8x.
原式=x3-x-8x+8
=(x3-x)+(-8x+8)
=x(x+1)(x-1)-8(x-1)
=(x-1)(x2+x-8).
解法3 将三次项x3拆成9x3-8x3.
原式=9x3-8x3-9x+8
=(9x3-9x)+(-8x3+8)
=9x(x+1)(x-1)-8(x-1)(x2+x+1)
=(x-1)(x2+x-8).
解法4 添加两项-x2+x2.
原式=x3-9x+8
=x3-x2+x2-9x+8
=x2(x-1)+(x-8)(x-1)
=(x-1)(x2+x-8).
说明 由此题可以看出,用拆项、添项的方法分解因式时,要拆哪些项,添什么项并无一定之规,主要的是要依靠对题目特点的观察,灵活变换,因此拆项、添项法是因式分解诸方法中技巧性最强的一种.
例5 分解因式:
(1)x9+x6+x3-3;
(2)(m2-1)(n2-1)+4mn;
(3)(x+1)4+(x2-1)2+(x-1)4;
(4)a3b-ab3+a2+b2+1.
解 (1)将-3拆成-1-1-1.
原式=x9+x6+x3-1-1-1
=(x9-1)+(x6-1)+(x3-1)
=(x3-1)(x6+x3+1)+(x3-1)(x3+1)+(x3-1)
=(x3-1)(x6+2x3+3)
=(x-1)(x2+x+1)(x6+2x3+3).
(2)将4mn拆成2mn+2mn.
原式=(m2-1)(n2-1)+2mn+2mn
=m2n2-m2-n2+1+2mn+2mn
=(m2n2+2mn+1)-(m2-2mn+n2)
=(mn+1)2-(m-n)2
=(mn+m-n+1)(mn-m+n+1).
(3)将(x2-1)2拆成2(x2-1)2-(x2-1)2.
原式=(x+1)4+2(x2-1)2-(x2-1)2+(x-1)4
=[(x+1)4+2(x+1)2(x-1)2+(x-1)4]-(x2-1)2
=[(x+1)2+(x-1)2]2-(x2-1)2
=(2x2+2)2-(x2-1)2=(3x2+1)(x2+3).
(4)添加两项+ab-ab.
原式=a3b-ab3+a2+b2+1+ab-ab
=(a3b-ab3)+(a2-ab)+(ab+b2+1)
=ab(a+b)(a-b)+a(a-b)+(ab+b2+1)
=a(a-b)[b(a+b)+1]+(ab+b2+1)
=[a(a-b)+1](ab+b2+1)
=(a2-ab+1)(b2+ab+1).
说明 (4)是一道较难的题目,由于分解后的因式结构较复杂,所以不易想到添加+ab-ab,而且添加项后分成的三项组又无公因式,而是先将前两组分解,再与第三组结合,找到公因式.这道题目使我们体会到拆项、添项法的极强技巧所在,同学们需多做练习,积累经验.
课堂练习(3)
一、选择题
1. 下列四个从左到右的变形中,是因式分解的是( )。
(A)(x+1)(x-1)=x2-1
(B)(a-b)(m-n)=(b-a)(n-m)
(C)ab-a-b+1=(a-1)(b-1)
(D)m2-2m-3=m(m-2-)
2. x=0,y=-4,是二元二次方程2x2+5xy+3y2=30的一组整数解,这个方程的不同的整数解共有( )组。
(A)2 (B)6 (C) 12 (D)16
3. 当x=6,y=8时,的值是( )
(A)1200000-254000 (B)1020000-250400
(C)1200000-250400 (D)1020000-254000
4. 把多项式x2-y2-2x-4y-3因此分解之和,正确的结果是( )。
(A)(x+y+3)(x-y-1) (B)(x+y-1)(x-y+3) (C)(x+y-3)(x-y+1) (D)(x+y+1)(x-y-3)
5. 已知a3+a2+a+1=0,那么a2008+2a2000+5a1996的值是( )。
(A)8 (B)4 (C)6 (D)16
6. 将多项式分解成因式的积,结果是( )。
(A) (B)
(C) (D)
二、填空题
1. 已知两数的和为12,此两数的立方和为108,那么这两个数的平方和是______。
2. 已知3x2+4x-7=0,则6x4+11x3-7x2-3x-7=______ 。
3. 分解因式:x3+2x2y+2xy2+y3=__________。
4. 已知,那么 。
5. 多项式18a3-8ab2+27a2c-12b2c分解因式积的形式是__________。
6. 分解因式:的结果是 。
7. 分解因式:(a+b-2x)3-(a-x)3-(b-x)3的 结果等于_______
三、解答题
1. 分解因式:x2y2+xy-x2-y2+x+y+2
2. 分解因式
3.计算
课堂练习(3)答案
一、选择题提示:根据因式分解的概念选(C)
2.
2x+3y
1
30
15
2
10
3
6
5
-1
-30
-15
-2
-10
-3
-6
-5
x+y
30
1
2
15
3
10
5
6
-30
-1
-2
-15
-3
-19
-5
-6
可以知道共有16个二元一次方程组,每组的解都是整数,所以有16组整数解,
应选(D)。
3.解:由,得,代入原式,得到
所以应选(B)
注:用代入原式,得到
故应选(B)。
4.解:拆分法,可得(C)正确。
5. 解:由a3+a2+a+1=0,知a
则a2008+2a2000+5a1996=1+2+5=8
6. 解:
∴ 选(D)。
二、填空题
1. 解: 设两数为x,y,则
∴ (x+y)(x2-xy+y2)=(x+y)[(x+y)2-3xy]=108。(x+y)2-3xy==9,
∴ xy=, x2+y2=(x+y)2-2xy=54。
2.解: ∵ 6x4+11x3-7x2-3x-7=(3x2+4x-7)(2x2+x+1) 而3x2+4x-7=0,答案为0。
3. 解:
4. 解:由得,所以。于是
。
5.解:
6. 解:
7.解:
三、解答题
1. 解:原式=(x2y2-x2)+(y+1)+(xy+x)+(1-y2)
=x2(y+1)(y-1)+(y+1)+x(y+1)+(y+1)(1-y)
=(y+1)[(x2(y-1)+1+x+1-y)
=(y+1)[(y-1)(x2-1)+(1+x)]
=(y+1)(x+1)[(y-1)(x-1)+1
=(x+1)(y+1)(xy-x-y+2)
2.提示:原式
3. 解:原式两边乘以(2-1)得
上式=
数学奥林匹克辅导讲座(初一年级)
第三讲、因式分解(1)课后网上练习
1. 若a+b=3,a2b+ab2=-30,则a3+b3 的值是( )
(A)117 (B)133 (C)-90 (D)143
2. 已知,那么等于_____________
3. 把代数式分解成因式的乘积,应当是 。
4.
5.分解因式
数学奥林匹克辅导讲座(初一年级)
第三讲、因式分解(1)课后网上练习
1. 若a+b=3,a2b+ab2=-30,则a3+b3 的值是( )
(A)117 (B)133 (C)-90 (D)143
2. 已知,那么等于_____________
3. 把代数式分解成因式的乘积,应当是 。
4.
5.分解因式
第三讲、因式分解(1)课后网上练习(3) 答案初一
1. 解:由a+b=3,ab2+a2b=ab(a+b)=-30,得,ab=-10,则a3+b3=(a+b)(a2-ab+b2)=(a+b)[(a+b)2-3ab]=117,
选(A)。
2.解:因为经分解后可变成用代入后得知,其值为16。
3.解:
4.解 原式=1
5.解:
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