即:-22y+35y-3=(2y-3)(-11y+1). 再利用十字相乘法对关于x的二次三项式分解
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所以,原式=[x+(2y-3)][2x+(-11y+1)] =(x+2y-3)(2x-11y+1).
上述因式分解的过程,实施了两次十字相乘法.如果把这两个步骤中的十字相乘图合并在一起,可得
到下图:
它表示的是下面三个关系式: (x+2y)(2x-11y)=2x-7xy-22y; (x-3)(2x+1)=2x2-5x-3;
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(2y-3)(-11y+1)=-22y+35y-3. 这就是所谓的双十字相乘法.
用双十字相乘法对多项式ax+bxy+cy+dx+ey+f进行因式分解的步骤是: (1)用十字相乘法分解ax+bxy+cy,得到一个十字相乘图(有两列);
(2)把常数项f分解成两个因式填在第三列上,要求第二、第三列构成的十字交叉之积的和等于原式
中的ey,第一、第三列构成的十字交叉之积的和等于原式中的dx. 例1 分解因式: (1)x-3xy-10y+x+9y-2; (2)x-y+5x+3y+4; (3)xy+y+x-y-2;
(4)6x-7xy-3y-xz+7yz-2z. 解 (1)
原式=(x-5y+2)(x+2y-1). (2)
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原式=(x+y+1)(x-y+4).
(3)原式中缺x项,可把这一项的系数看成0来分解.
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原式=(y+1)(x+y-2). (4)
原式=(2x-3y+z)(3x+y-2z).
说明 (4)中有三个字母,解法仍与前面的类似. 2.求根法
我们把形如anx+an-1x+?+a1x+a0(n为非负整数)的代数式称为关于x的一元多项式,并用f(x),
g(x),?等记号表示,如
f(x)=x-3x+2,g(x)=x+x+6,?,
当x=a时,多项式f(x)的值用f(a)表示.如对上面的多项式f(x) f(1)=1-3×1+2=0; f(-2)=(-2)-3×(-2)+2=12.
若f(a)=0,则称a为多项式f(x)的一个根.
定理1(因式定理) 若a是一元多项式f(x)的根,即f(a)=0成立,则多项式f(x)有一个因式x-a. 根据因式定理,找出一元多项式f(x)的一次因式的关键是求多项式f(x)的根.对于任意多项式f(x) 要求出它的根是没有一般方法的,然而当多项式f(x)的系数都是整数时,即整系数多项式时,经常用下面的定理来判定它是否有有理根.
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n
n-1
定理2
的根,则必有p是a0的约数,q是an的约数.特别地,当a0=1时,整系数多项式f(x)的整数根均为
an的约数.
我们根据上述定理,用求多项式的根来确定多项式的一次因式,从而对多项式进行因式分解. 例2 分解因式:x-4x+6x-4.
分析 这是一个整系数一元多项式,原式若有整数根,必是-4的约数,逐个检验-4的约数:±1,±2,
±4,只有
f(2)=2-4×2+6×2-4=0,
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即x=2是原式的一个根,所以根据定理1,原式必有因式x-2. 解法1 用分组分解法,使每组都有因式(x-2). 原式=(x-2x)-(2x-4x)+(2x-4) =x(x-2)-2x(x-2)+2(x-2) =(x-2)(x-2x+2).
解法2 用多项式除法,将原式除以(x-2),
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所以
原式=(x-2)(x-2x+2).
说明 在上述解法中,特别要注意的是多项式的有理根一定是-4的约数,反之不成立,即-4的约数不
一定是多项式的根.因此,必须对-4的约数逐个代入多项式进行验证. ※※变式练习
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1. 分解因式:9x-3x+7x-3x-2.
分析 因为9的约数有±1,±3,±9;-2的约数有±1,±
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为:
所以,原式有因式9x-3x-2. 解 9x-3x+7x-3x-2 =9x-3x-2x+9x-3x-2 =x(9x-3x-2)+9x-3x-2 =(9x-3x-2)(x+1) =(3x+1)(3x-2)(x+1)
说明 若整系数多项式有分数根,可将所得出的含有分数的因式化为整系数因式,如上题中的因式
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可以化为9x-3x-2,这样可以简化分解过程.
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总之,对一元高次多项式f(x),如果能找到一个一次因式(x-a),那么f(x)就可以分解为(x-a)g(x),
而g(x)是比f(x)低一次的一元多项式,这样,我们就可以继续对g(x)进行分解了. 3.待定系数法
待定系数法是数学中的一种重要的解题方法,应用很广泛,这里介绍它在因式分解中的应用. 在因式分解时,一些多项式经过分析,可以断定它能分解成某几个因式,但这几个因式中的某些系数
尚未确定,这时可以用一些字母来表示待定的系数.由于该多项式等于这几个因式的乘积,根据多项式恒等的性质,两边对应项系数应该相等,或取多项式中原有字母的几个特殊值,列出关于待定系数的方程(或方程组),解出待定字母系数的值,这种因式分解的方法叫作待定系数法. 例3 分解因式:x+3xy+2y+4x+5y+3. 分析 由于
(x+3xy+2y)=(x+2y)(x+y),
若原式可以分解因式,那么它的两个一次项一定是x+2y+m和x+y+n的形式,应用待定系数法即可
求出m和n,使问题得到解决. 解 设
x+3xy+2y+4x+5y+3 =(x+2y+m)(x+y+n)
=x+3xy+2y+(m+n)x+(m+2n)y+mn, 比较两边对应项的系数,则有
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解之得m=3,n=1.所以
原式=(x+2y+3)(x+y+1).
说明 本题也可用双十字相乘法,请同学们自己解一下. ※※变式练习
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1.分解因式:x-2x-27x-44x+7.
分析 本题所给的是一元整系数多项式,根据前面讲过的求根法,若原式有有理根,则只可能是±1,±7(7
的约数),经检验,它们都不是原式的根,所以,在有理数集内,原式没有一次因式.如果原式能分解,只能分解为(x+ax+b)(x+cx+d)的形式. 解 设
原式=(x+ax+b)(x+cx+d)
=x+(a+c)x+(b+d+ac)x+(ad+bc)x+bd, 所以有
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由bd=7,先考虑b=1,d=7有
所以
原式=(x-7x+1)(x+5x+7).
说明 由于因式分解的唯一性,所以对b=-1,d=-7等可以不加以考虑.本题如果b=1,d=7代入方程
组后,无法确定a,c的值,就必须将bd=7的其他解代入方程组,直到求出待定系数为止.
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本题没有一次因式,因而无法运用求根法分解因式.但利用待定系数法,使我们找到了二次因式.由此可见,待定系数法在因式分解中也有用武之地.
四、巩固练习:
1. 分解因式:(x+xy+y)-4xy(x+y).
分析 本题含有两个字母,且当互换这两个字母的位置时,多项式保持不变,这样的多项式叫作二元对称式.对于较难分解的二元对称式,经常令u=x+y,v=xy,用换元法分解因式. 解 原式=[(x+y)-xy]-4xy[(x+y)-2xy].令x+y=u,xy=v,则 原式=(u-v)-4v(u-2v) =u-6uv+9v =(u-3v) =(x+2xy+y-3xy) =(x2-xy+y2)2.
五、反思总结
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