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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