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初中数学竞赛 · 因式分解技巧

分组分解:先造出公共的括号

式子四项以上、又没有整体公因式,这时候要主动分组,让每一组内部先提出点什么,组与组之间再冒出一个公共括号。

八~九年级难度 ★★★14 分钟

分组的目的是什么

四项式 ax+ay+bx+by 没有整体公因式:a 只在前两项,b 只在后两项。硬提是提不动的。

但可以两两分组:

(ax+ay)+(bx+by)=a(x+y)+b(x+y)=(a+b)(x+y)

每一组内部先提公因式,提完两组之间冒出了同一个括号 (x+y),再把它当公因式提出来,式子就变成乘积了。

分组的判据

分组不是随便切的。切完之后,每一组都要能提出东西,而且提出来的东西要能对上。对不上,就换个切法。

两种基本切法

二二分组:四项切成两块,每块两项。适合 ax+ay+bx+by 这种“前两项有共同字母、后两项有共同字母”的式子。

三一分组:三项凑成一个完全平方,剩下的一项凑平方差。适合 a2+2ab+b2−c2 这种。

还有一类要按系数分组。比如 x3+2x2+3x+6,前两项提出 x2 得 x2(x+2),后两项提出 3 得 3(x+2),括号对上了,于是等于 (x2+3)(x+2)。

如果按 x3+3x、2x2+6 分组,得到 x(x2+3)+2(x2+3)=(x+2)(x2+3),也能成。分组方式不唯一,只要每步合法、最后能拆成乘积就行。

分错了怎么办

分完发现两组括号不一样,先别急着否定,看看是不是能通过调符号救回来。

x2−y2+x−y=(x2−y2)+(x−y)=(x+y)(x−y)+(x−y)=(x−y)(x+y+1)

这里两组之间冒出的公共括号是 (x−y),第二组本来就只有 (x−y),相当于系数是 1。这种情况最容易被忽略——一个组提完什么都不剩,剩下的是 1,不是没有。

例题

例1 二二分组

分解因式:ax+ay+bx+by。

解: ax+ay+bx+by=a(x+y)+b(x+y)=(a+b)(x+y)

也可以按 x,y 分组:x(a+b)+y(a+b),结果一样。两条路都通,选顺手的。

例2 三一分组

分解因式:a2+2ab+b2−c2。

思路:前三项是 (a+b)2,再减去 c2,正好平方差。

解: a2+2ab+b2−c2=(a+b)2−c2=(a+b+c)(a+b−c)

识别信号:四项里有三个能凑完全平方、第四个是负的平方,就走这条路。

例3 先提再分

分解因式:2x3−2x2−8x+8。

思路:四项,先看整体公因式,系数都有 2,提出 2 之后再看。

解: 2x3−2x2−8x+8=2(x3−x2−4x+4)=2[x2(x−1)−4(x−1)]=2(x−1)(x2−4)=2(x−1)(x+2)(x−2)

最后一步不能停:x2−4 还是平方差,必须拆到底。

例4 带负号的三项

分解因式:1−a2−2ab−b2。

思路:后三项都是负的,先提负号,让它们变成一个完全平方。

解: 1−a2−2ab−b2=1−(a2+2ab+b2)=1−(a+b)2=(1+a+b)(1−a−b)

这一步的眼力:看到 −a2−2ab−b2 要立刻想到它是 −(a+b)2,不是三个独立的项。

例5 需要试两次

分解因式:x3+x2−x−1。

思路:四项,试着二二分组。前两项提 x2:x2(x+1);后两项提 −1:−(x+1)。

解: x3+x2−x−1=x2(x+1)−(x+1)=(x+1)(x2−1)=(x+1)2(x−1)

注意后两项:提的是 −1 不是 1。如果提 1,得到 1·(−x−1)=−(x+1),其实一样,但写成 −1 更直观地看出括号一致。

三个坑
  1. 提完剩 1 当成没东西:(x−y) 那一组的系数是 1,不能漏。
  2. 只试一种分法就放弃:分不通就换切法,或者调符号。四项式最多也就三种切法,试完为止。
  3. 分完不继续拆:分组只是造出乘积的形状,里面每个括号还要再检查一遍能不能继续分解。
练习(先做,再看答案)
  1. 分解因式:mx+my−nx−ny。
  2. 分解因式:x2−4y2+x+2y。
  3. 分解因式:a2−b2−2bc−c2。
  4. 分解因式:3x3+3x2−2x−2。
  5. 分解因式:x3−2x2−x+2。
看答案

1. m(x+y)−n(x+y)=(m−n)(x+y)。

2. (x+2y)(x−2y)+(x+2y)=(x+2y)(x−2y+1)。

3. a2−(b2+2bc+c2)=a2−(b+c)2=(a+b+c)(a−b−c)。

4. 3x2(x+1)−2(x+1)=(x+1)(3x2−2)。

5. x2(x−2)−(x−2)=(x−2)(x2−1)=(x−2)(x+1)(x−1)。

一页速记
  • 四项以上、无整体公因式 → 分组
  • 二二分组:每块都能提,提完括号要对上
  • 三一分组:三项凑完全平方,剩下一项凑平方差
  • 分不通就换切法或调符号,别死磕一种
  • 一个组提完什么都不剩,剩下的是 1
  • 分完继续检查每个括号能否再分解
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