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因式分解和完全平方公式

圖文 更新时间:2024-08-26 00:16:11

因式分解和完全平方公式(如何運用完全平方公式因式分解)1

因式分解和完全平方公式(如何運用完全平方公式因式分解)2

運用公式法進行因式分解除了運用平方差公式a^2-b^2=(a b)(a-b)外,還包括運用完全平方公式:

a^2±2ab b^2=(a±b)^2

從完全平方公式來看,要想運用它進行因式分解,多項式必須具備如下三個條件:

①有三項,分别是前項a^2,中間項2ab,後項b^2

②前後兩項帶平方且相加;

③中間項是前後項底數a、b乘積的2倍。

這三個條件的特征可用口訣記為:

前平方,後平方,前後兩倍在中間。

(注:這裡的“前”、“後”是指不帶平方的底數)

分解結果(a±b)^2是和差的平方,其中a與b是加是減與中間項2ab的符号同步,即如果中間項是 2ab,則結果為(a b)^2;如果中間項是-2ab,則結果為(a-b)^2

例如,x^2 2x 1中,前是x的平方;後項1可看作是1的平方,所以後是1的平方;中間項2x恰好是前後x,1乘積的2倍。所以該多項式具備完全平方公式三個條件,可以分解為“前後和差的平方”(x 1)^2.

又如,4x^2-4xy y^2中,前項4x^2可化為(2x)^2,所以前是2x的平方;後是y的平方;中間項4xy恰好是前後2x和y乘積的2倍。所以可用完全平方公式分解為(2x-y)^2.

再比如,x^2 4x 1,雖然前是x的平方,後是1的平方,但中間4x不是前項x與後項1乘積的2倍,所以該多項式不具備完全平方公式條件,因此不能運用完全平方公式分解。

運用完全平方公式因式分解的關鍵有兩點,首先是判斷多項式是否具備公式條件?再者是确定前與後分别是什麼(這裡的所謂“前”、“後”是不包括平方的)?

例如,9a^2-12ab 4b^2,先把前後項分别寫成平方,得:

原式=(3a)^2-12ab (2b)^2

顯然,該多項式滿足“前平方,後平方”條件,接下來關鍵是判斷中間項12ab是不是“前後乘積的兩倍”?如果是,就滿足公式條件;如果不是,就不滿足公式條件。

因為前是3a,後是2b,前後乘積的兩倍2·3a·2b=12ab,恰好是中間項,

所以該多項式滿足公式條件,分解結果為“前3a減去後2b的平方”(3a-2b)^2.

運用完全平方公式分解因式的一般步驟是:

(1)将前後平方項都寫成(…)^2的形式,并分别置于前後;

(2)驗證前後平方項底數乘積的2倍是否等于中間項?(這一步不需要寫出來,心裡驗證就可以了)

(3)驗證滿足公式條件後,直接把多項式寫成“前後和差的平方”即可。此時注意中間項的“符号”來确定是“和”?還是“差”?

例如,分解因式:x^2 9y^2-6xy。

解析:先把9y^2寫成(3y)^2,并把它調整到最後位置,得:

原式= x^2-6xy (3y)^2

前是x,後是3y,2·x·3y=6xy,恰好等于中間項6xy,又中間項是帶負号“-”,所以分解結果是(x-3y)^2

完整的解答過程是:

原式= x^2-6xy (3y)^2

=(x-3y)^2

又如,分解因式:16x^2y^2 40xy 25.

解:原式=(4xy)^2 40xy 5^2

=(4xy 5)^2.

公式中的a、b可以是單獨一個字母,一個數,也可以是單項式,多項式等。不管它們是什麼,記住“前平方”的“前”是什麼,“後平方”的“後”是多少就可以了。

例如,分解因式:(a b)^2-8(a b) 16.

先把多項式化為(a b)^2-8(a b) 4^2,則前是(a b),後是4,經驗證符合完全平方公式,所以

原式=(a b)^2-8(a b) 4^2

=(a b-4)^2.

運用完全平方公式因式分解與運用平方差公式分解一樣,注意以下幾點:

(1)有公因式的先提取公因式。

例如,分解因式:2a^3 4a^2 2a。

解:原式=2a(a^2 2a 1)

=2a(a 1)^2.

(2)平方項帶負号“-”的先提取負号“-”。

例如,因式分解:4xy-4x^2-y^2.

解:原式=-(4x^2-4xy y^2)

=-[(2x)^2-4xy y^2]

=-(2x-y)^2.

(3)分解後要對因式化簡、整理。

例如,分解因式:(a-2b)^2 2(a-2b)(a-b) (a-b)^2.

解:原式=[(a-2b) (a-b)]^2

=(2a-3b)^2.

(4)分解後有公因式的要提取公因式。

例如,分解因式:25(x 3y)^2-30(x 3y)(x-y) 9(x-y)^2.

解:原式=[5(x 3y)]^2-30(x 3y)(x-y) [3(x-y)]^2

=[5(x 3y)-3(x-y)]^2

=(5x 15y-3x 3y)^2

=(2x 18y)^2

=[2(x 9y)]^2

=4(x 9y)^2.

(5)分解後又符合公式條件的要繼續用公式法分解。

例如,因式分解:a^4-8a^2 16.

解:原式=(a^2)^2-8a^2 4^2

=(a^2-4)^2

=[(a 2)(a-2)]^2

=(a 2)^2(a-2)2.

(6)有分數系數時提取某個系數,創造用公式的條件。

例如,因式分解:2x^2 2x 1/2.

解(一):原式=2(x^2 x 1/4)

=2[x^2 x (1/2)^2]

=2(x 1/2)^2.

解(二):原式=1/2·(4x^2 4x 1)

=1/2·[(2x)^2 4x 1]

=1/2·(2x 1)^2.

(7)用平方差公式分解後再運用完全平方公式繼續分解。

例如,分解因式:(a^2 b^2)^2-4a^2b^2.

解:原式=(a^2 b^2)^2-(2ab)^2

=(a^2 b^2 2ab)(a^2 b^2-2ab)

=(a b)^2(a-b)^2.

練習:把下列多項式因式分解:

(1)x^2-12x 36.

(2)4m3 12mn 9mn^2.

(3) x^4-2x^2y^2 y^4

(4)(x-1) ^2 4(1-x) 4.

(5)(a-b)^2-6(a-b)(a b) 9(a b)^2.

(6)(a^2 1)^2-4a^2.

(未完待續)

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