初二数学|因式分解专题知识点

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初二数学|因式分解专题知识点
一、因式分解的意义

把一个多项式化成几个整式的积的形式,叫做把这个多项式因式分解

定义式

ma + mb + mc  m(a + b + c)

左边是和差,右边是乘积

因式分解与整式乘法是互逆的变形:

图 1 整式乘法与因式分解互逆

判断标准结果必须是乘积;每个因式必须是整式;变形前后必须恒等

二、方法一:提公因式法

依据

ma + mb + mc = m(a + b + c)

公因式的确定

要素取法例:6a²b − 9ab² + 3ab
系数
各项系数的最大公约数
gcd(6,9,3) = 3
字母
各项都含有的相同字母
a、b 都出现
指数
相同字母取最低次幂
a 取 1 次,b 取 1 次
公因式3ab
例 1 基础提公因式

分解因式:6a²b − 9ab² + 3ab

公因式为 3ab,逐项除以 3ab:

6a²b ÷ 3ab = 2a  −9ab² ÷ 3ab = −3b  3ab ÷ 3ab = 1

原式 = 3ab(2a − 3b + 1)

易错第三项提出公因式后商是 1,这个「1」不能漏

例 2 首项为负

分解因式:−4x³y + 8x²y² − 4xy³

提出 −4xy(含负号,使括号内首项为正):

原式 = −4xy(x² − 2xy + y²)

括号内是完全平方式:

原式 = −4xy(x − y)²

三、方法二:公式法

1. 平方差公式

平方差

a² − b² = (a + b)(a − b)

两项 · 都能写成平方 · 中间是减号

图 2 割补法验证平方差公式

2. 完全平方公式

完全平方

a² + 2ab + b² = (a + b)²a² − 2ab + b² = (a − b)²

三项 · 首尾是平方 · 中间是首尾乘积的 2 倍

图 3 完全平方公式的面积解释

3. 例题

例 3 平方差公式(分解要彻底)

分解因式:16m⁴ − 81n⁴

原式 = (4m²)² − (9n²)²

= (4m² + 9n²)(4m² − 9n²)

括号内 4m² − 9n²继续用平方差:

原式 = (4m² + 9n²)(2m + 3n)(2m − 3n)

例 4 完全平方公式

(1) x² + 6x + 9  (2) 9a² − 12ab + 4b²

(1)首项 x²,尾项 3²,中间 2·x·3 = 6x:

x² + 6x + 9 = (x + 3)²

(2)首项 (3a)²,尾项 (2b)²,中间 −2·3a·2b = −12ab:

9a² − 12ab + 4b² = (3a − 2b)²

四、方法三:十字相乘法

十字相乘法用于分解二次三项式,是八年级的核心方法。

1. 二次项系数为 1:x² + px + q

核心公式

x² + (a + b)x + ab = (x + a)(x + b)

一次项系数 = 两数之和  常数项 = 两数之

把 x² + px + q中的 拆成 x·x,把常数项 q拆成 a·b,画成十字:

交叉相乘再相加:xb + xa = (a + b)x,恰好等于一次项

操作步骤

① 拆二次项:x² = x · x,竖着写在左边两行;

② 拆常数项:q = a · b,竖着写在右边两行;

③ 交叉相乘再相加,看是否等于一次项系数 p

④ 若相等,则横着读出结果:(x + a)(x + b)

2. 符号规律(一次项系数为 1 时)

常数项 q一次项 pa、b 的符号举例
a、b 同为
x²+7x+12=(x+3)(x+4)
a、b 同为
x²−7x+12=(x−3)(x−4)
异号,正数绝对值大
x²+2x−15=(x+5)(x−3)
异号,负数绝对值大
x²−2x−15=(x−5)(x+3)

3. 例题

例 5 常数项为正(两数同号)

分解因式:x² − 5x + 6

常数项 6 > 0,两数同号;一次项 −5 < 0,两数同为负

找两个负数,积为 6,和为 −5:−2与 −3

交叉和 = −5x,与一次项一致 ✓

x² − 5x + 6 = (x − 2)(x − 3)

例 6 常数项为负(两数异号)

分解因式:x² − 2x − 15

常数项 −15 < 0,两数异号;一次项 −2 < 0,负数绝对值大

找两数,积为 −15,和为 −2:−5与 3

交叉和 = −2x,与一次项一致 ✓

x² − 2x − 15 = (x − 5)(x + 3)

4. 二次项系数不为 1:ax² + bx + c

一般公式

(a₁x + b₁)(a₂x + b₂) = a₁a₂x² + (a₁b₂ + a₂b₁)x + b₁b₂

二次项拆成 a₁a₂,常数项拆成 b₁b₂,交叉相乘再相加凑出一次项

交叉相乘再相加,凑出一次项系数 b = a₁b₂ + a₂b₁
例 7 二次项系数不为 1(一次成功)

分解因式:2x² + 7x + 3

二次项拆成 2x · x,常数项拆成 1 · 3。试画十字:

2x² + 7x + 3 = (2x + 1)(x + 3)

验证:(2x+1)(x+3) = 2x² + 6x + x + 3 = 2x² + 7x + 3 ✓

例 8 需要试第二次的情形

分解因式:6x² − 7x − 3

二次项拆成 3x · 2x,常数项因符号为负,拆成 1 · (−3)

第一次尝试:3x→1,2x→−3交叉和 = 3x·(−3) + 2x·1 = −9x + 2x = −7x ✓

6x² − 7x − 3 = (3x + 1)(2x − 3)

验证:(3x+1)(2x−3) = 6x² − 9x + 2x − 3 = 6x² − 7x − 3 ✓

难点十字相乘有时要试几次。技巧:先固定一个拆法,试算交叉和;不行就换另一组拆法。常数项的因数分解方式有限,穷举并不费时。

五、方法四:分组分解法

当多项式有四项或更多时,先分组,各组分别分解后再提取新的公因式。

例 9 先分组,再提公因式

分解因式:ax + ay + bx + by

原式 = (ax + ay) + (bx + by)

= a(x + y) + b(x + y)

原式 = (x + y)(a + b)

例 10 先用公式,再提公因式

分解因式:x² − y² + x − y

原式 = (x² − y²) + (x − y)

= (x + y)(x − y) + (x − y)

把 (x − y)作为公因式提取:

原式 = (x − y)(x + y + 1)

例 11 三项一组用完全平方,再平方差

分解因式:a² − 2a + 1 − b²

原式 = (a² − 2a + 1) − b²

= (a − 1)² − b²

把 (a − 1) 看成整体,用平方差公式:

原式 = (a − 1 + b)(a − 1 − b)

六、一般步骤

顺序方法适用特征操作要点
公因式
各项有公共因数或公共字母
系数取最大公约数,字母取最低次幂
公式
两项(平方差)或三项(完全平方)
先看项数,再套公式
十字
相乘
二次三项式,前两步不行
拆二次项、拆常数项、凑一次项
分组
分解
四项或更多
分组后各组须出现公共因式

口诀一提二套三十字,四项以上要分组;分解必须到彻底,结果一定写乘积。

七、综合例题

例 12 先提公因式,再用公式

分解因式:3x³ − 12x

原式 = 3x(x² − 4)

原式 = 3x(x + 2)(x − 2)

例 13 整体思想(换元)

分解因式:(x + y)² − 4(x + y) + 4

令 t = x + y,则原式为 t² − 4t + 4 = (t − 2)²

原式 = (x + y − 2)²

例 14 化简求值(整体代入)

已知 a + b = 3ab = 2,求 a³b + 2a²b² + ab³的值。

原式 = ab(a² + 2ab + b²) = ab(a + b)²

原式 = 2 × 3² = 18

例 15 整除性证明

求证:当 n 为整数时,n³ − n一定能被 6 整除。

n³ − n = n(n² − 1) = (n − 1)·n·(n + 1)

这是三个连续整数的乘积。其中至少有一个偶数,所以乘积能被 2 整除;恰好有一个是 3 的倍数,所以乘积能被 3 整除。

因为 2 与 3 互质,所以乘积一定能被 6 整除,证毕。

例 16 几何应用

一个长方形的长比宽多 3 cm,面积是 40 cm²,求它的长和宽。

设宽为 x cm,则长为 (x + 3) cm:

x(x + 3) = 40 ⟹ x² + 3x − 40 = 0

对左边十字相乘(积 −40,和 3:8 与 −5):

(x + 8)(x − 5) = 0

所以 x = −8(舍去)或 x = 5。故宽为 5 cm,长为 8 cm

例 17 配方变形(非负数之和为零)

已知 a² + b² − 6a − 8b + 25 = 0,求 a + b的值。

把 25 拆成 9 + 16:

(a² − 6a + 9) + (b² − 8b + 16) = 0

(a − 3)² + (b − 4)² = 0

两个非负数的和为 0,所以每一项都为 0:a = 3,b = 4。

a + b = 7

八、易错点归纳

1. 分解不彻底。x⁴ − 1应分解到 (x² + 1)(x + 1)(x − 1),不能停在 (x² + 1)(x² − 1)

2. 提公因式后漏写 1。3ab提出 3ab后,商应为 1。

3. 符号出错。提出负号后,括号内每一项都要变号。

4. 平方差公式误用。x² + 9中间是加号,在有理数范围内不能分解。

5. 完全平方公式漏 2。中间项应是首尾乘积的 2 倍。

6. 结果不写成乘积。必须写成整式的积。

7. 十字相乘符号判断失误。常数项正 → 两数同号;常数项负 → 两数异号。

九、随堂练习

基础题(每题 5 分,共 30 分)

1. 12a²b − 18ab²  2. x² − 16  3. m² + 10m + 25

4. x² − 7x + 12  5. 2x² + 5x + 2  6. ax − ay + bx − by

提高题(每题 10 分,共 40 分)

7. 2x³ − 8x  8. (a + b)² − 9

9. x² − 4y² + x + 2y  10. 已知 x + y = 5xy = 6,求 x³y + 2x²y² + xy³

挑战题(30 分)

11. 已知 x² + y² − 4x + 6y + 13 = 0,求 x^y的值。

参考答案

1. 6ab(2a − 3b)  2. (x + 4)(x − 4)  3. (m + 5)²

4. (x − 3)(x − 4)  5. (2x + 1)(x + 2)  6. (a + b)(x − y)

7. 2x(x + 2)(x − 2)  8. (a + b + 3)(a + b − 3)

9. (x + 2y)(x − 2y + 1)  10. xy(x + y)² = 6 × 25 = 150

11. (x − 2)² + (y + 3)² = 0,得 x = 2,y = −3,所以 x^y = 2⁻³ = 1/8

🌈写在最后:

因式分解,上承整式乘法,下接分式运算、一元二次方程、二次函数。但也不必紧张,它不靠天赋,靠的是方法和熟练度。孩子常见的卡点就几个:公因式提不干净、分解到一半就停、符号出错、十字相乘试两次就烦。这些问题,练一练都能解决。

关注我,带你走近重高。

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