因式分解法

前言

十字相乘法;分组分解法,多项式除法;

常用方法

  • 十字相乘法,使用最为广泛。实际高三数学教学和考试中的解不等式常常是这样的,熟练掌握对你的数学学习会有帮助的。

\(x^2-5\sqrt{2}x+8\ge 0\),即\((x-\sqrt{2})(x-4\sqrt{2})\ge 0\)

\(x^2-(2m+1)x+m^2+m-2\leq 0\),即\([x-(m+2)][x-(m-1)]\leq 0\)

\(x^2-3mx+(m-1)(2m+1)\ge 0\);即\([x-(m-1)][x-(2m+1)]\ge 0\)

\(x^2-(a+a^2)x+a^3\leq 0\),即\((x-a)(x-a^2)\leq 0\)

\(x^2-(a+1)x+a\leq 0\),即\((x-1)(x-a)\leq 0\)

\(x^2-(2a+1)x+a(a+1)\leq 0\);即\((x-1)[x-(a+1)]\leq 0\)

\(\cfrac{x-2a}{x-(a^2+1)}<0(a\neq 1)\);即\((x-2a)[x-(a^2+1)]<0\),解集为\((2a,a^2+1)\)

\(x^2+(m+4)x+m+3<0\),即\((x+1)[x+(m+3)]<0\)

\(x^2-(a+\cfrac{1}{a})x+1<0\),即\((x-a)(x-\cfrac{1}{a})<0\)

\(f'(x)=x+(a-e)-\cfrac{ae}{x}=\cfrac{x^2+(a-e)x-ae}{x}=\cfrac{(x+a)(x-e)}{x}\)

\(x^2-2ax+a^2-4=x^2-2ax+(a+2)(a-2)=[x-(a-2)][x-(a+2)]\leq0\),即\(a-2\leq x\leq a+2\)

  • 分组分解法,也能使用于高次式的分解,难点是不容易发现分组的思路。

比如\(3x^3-7x^2+4=0\),可以分解为\(3x^3-3x^3-4x^3+4=3x^2(x-1)-4(x^2-1)=(x-1)(3x^2-4x-4)=(x-1)(x-2)(3x+2)\)

那么,上式的分解中怎么会想到将\(-7x^2\)分解为\(-3x^2-4x^2\)的呢?

  • 试商法

对于上式\(3x^3-7x^2+4=0\),先尝试令\(x=0\),不满足方程,说明三次三项式\(3x^3-7x^2+4\)中不能分解出因式\(x\)

再尝试令\(x=1\),发现方程成立,说明三次三项式\(3x^3-7x^2+4\)中应该能分解出因式\(x-1\),这样另外一个因式的最高次必然会降低为\(2\)次;

如果还不行再尝试\(x=-1\),依次类推,\(x=0\)\(x=\pm 1\)\(x=\pm 2\),等等如此;

那么用试商法得到其中一个因式后,如何得到剩余的因式呢,这可以用多项式除法来解释说明。

  • 多项式除法,多用于三次式或高次式的分解

引例 解方程,\(x_0^3-3x_0^2+4=0\)

分析:先用试商法,令\(x_0=0\),如果上述方程成立,说明方程能分解出因子\(x_0\),本题目中显然不成立;

再令\(x_0=1\),上述方程不成立,说明方程不能分解出因子\(x_0-1\);再令\(x_0=-1\),上述方程成立,

说明方程能分解出因子\(x_0+1\);这样\(x_0^3-3x_0^2+4=(x_0+1)(x_0^2+bx_0+c)(b,c是常数,待定)\),这样做的目的是为了降次;

以下用多项式除法探求另一个因式,多项式除法如下图所示;

看完这个除法,你可能会有这样的想法:其一,多项式的除法和数字的除法本质做法是一样的;其二,这个做法还是比较麻烦;

能不能改进一下呢,回答是肯定的。

  • 组合使用法

我们可以用试商法先确定一个因式,从而能确定分组分解的方向,即试商法和分组分解法组合使用。 接上例说明如下:

\(x_0^3-3x_0^2+4=(x_0^3+1)-3(x_0^2-1)\)

\(=(x_0+1)(x_0^2-x_0+1)-3(x_0+1)(x_0-1)\)

\(=(x_0+1)(x_0^2-x_0+1-3x_0+3)\)

\(=(x_0+1)(x_0-2)^2=0\)

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