因式分解二次式 - 数学乐
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因式分解二次式. 二次方程 标准型的二次方程 (a、b 和c可以是任何值,但a 不能是零。
) "因式分解" (也叫作"分解因式")一个二次式是去:. 找什么式的积等于一个已知 ...
因式分解二次式
标准型的二次方程
(a、b和c可以是任何值,但a不能是零。
)
"因式分解"(也叫作"分解因式")一个二次式是去:
找什么式的积等于一个已知的二次式。
叫"因式分解"是因为我们去找因式(因式是用来相乘的)
例子
x2+3x−4的因式是:
(x+4)和(x−1)
为什么?我们把它们相乘来看看:
(x+4)(x−1)
=x(x−1)+4(x−1)
=x2−x+4x−4
=x2+3x−4
把(x+4)(x−1)相乘是叫展开。
实际上,展开和分解是彼此相反的:
展开很容易,但分解有时不简单
这有点像找出什么材料使一个蛋糕好吃。
有时这绝对不明显!
我们来试试一个我们还不知道因式的例子:
公因式
先看看有没有公因式。
例子:6x2−2x=0的因式是什么?
2是6和2的公因式:
2(3x2−x)=0
x是x2和x的公因式:
2x(3x−1)=0
做好了!因式是2x和3x−1,
现在我们也可以找二次式等于零的根:
当x=0时,2x=0
当x=1/3时,3x−1=0
图如下(留当x=0和x=1/3时,因式的值是零):
但不是经常都这么容易。
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猜。
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测
也许我们可以猜一个答案?
例子:2x2+7x+3的因式是什么?
没有公因式。
我们来猜一个答案,然后测试答案对不对。
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可能我们运气好!
试试(2x+3)(x+1):
(2x+3)(x+1)=2x2+2x+3x+3
=2x2+5x+3(错)
再试这个(2x+7)(x−1):
(2x+7)(x−1)=2x2−2x+7x−7
=2x2+5x−7(还是不行)
这个呢?(2x+9)(x−1):
(2x+9)(x−1)=2x2−2x+9x−9
=2x2+7x−9(拿石头砸自己的脚)
糟了!这样要搞多久才能行?
乱打乱撞不是好办法。
试试其他的。
简单情况下可用的方法
幸好在简单情况下有一个可用的方法。
当二次方程是这个格式时:
一、找两个积是等于giveac的数(积是a乘c),同时这两个数的和是b。
例子:2x2+7x+3
ac是2×3=6,b是7
所以我们要找两个数,它们的积是6,而它们的和是7
容易!6和1能行(6×1=6,6+1=7)
可是。
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我们怎样找6和1出来?
我们可以列出ac=6的因数,然后选几对因数加起来试试可不可以得到b=7.
6的因数有1、2、3和6。
哈!1和6的和是7,并且6×1=6。
二、以这对因数重写二次式的中间部分:
把7x重写为6x和1x:
2x2+6x+x+3
三、把前两项与后两项分开来分解:
前两项2x2+6x分解为2x(x+3)
在这例子,后两项x+3不能分解
所以:
2x(x+3)+(x+3)
四、若我们没做错,应该有一个很明显的公因式。
在这例子,显而易见,两项都有(x+3),所以我们可以这样做:
开始
2x(x+3)+(x+3)
等于:
2x(x+3)+1(x+3)
故此:
(2x+1)(x+3)
检测:(2x+1)(x+3)=2x2+6x+x+3=2x2+7x+3(对了!)
让我们再来很快做第一到第四步,从头到尾,逐步看二次式的变化:
2x2+7x+3
2x2+6x+x+3
2x(x+3)+(x+3)
2x(x+3)+1(x+3)
(2x+1)(x+3)
比瞎猜好多了!
再来一个例子:
例子:6x2+5x−6
一、ac是6×(−6)=−36,b是5
列出ac(=36)的正因数:1、2、3、4、6、9、12、18、36
找两个因数,其中一个要是负数,从而把积成为−36。
试了几个后,我找到−4和9:
−4×9=−36和−4+9=5
二、重写5x,用−4x和9x:
6x2−4x+9x−6
三、分解头两项和后两项:
2x(3x−2)+3(3x−2)
四、公因式是(3x−2)::
(2x+3)(3x−2)
检测:(2x+3)(3x−2)=6x2−4x+9x−6=6x2+5x−6(对)
找正确的数
最难的一步是找两个因数,要它们的积是ac,同时它们的和是b。
这真的是猜测,所以把所有的因数列出来是很重要的。
又一个例子:
例子:ac=−120和b=7
哪两个数的积是−120,而和是7?
120的因数是(正与负):
1、2、3、4、5、6、8、10、12、15、20、24、30、40、60和120
找几对因数试试(从中间开始!),看看和是不是7:
−10x12=−120,但是−10+12=2 (错)
−8x15=−120,并且−8+15=7(行了!)
为什么要分解因式?
因式分解的一个重要用途是用来解二次方程的根(二次式等于零).
分解因式后,我们只需要看两个因式什么时候等于零
例子:6x2+5x−6的根(零)是什么?
上面我们已经找到這些因式:
(2x+3)(3x−2)
我们可以计算出来,
当x=−3/2时,(2x+3)亦等于零,
并且
当x=2/3时,(3x−2)亦等于零
故此,6x2+5x−6的根是:
−3/2和2/3
这是6x2+5x−6的图,看到它在什么地方等于零吗?
我们可以用算术来检测答案:
当x=-3/2:6(-3/2)2+5(-3/2)-6=6×(9/4)-15/2-6=54/4-15/2-6=6-6=0
当x=2/3:6(2/3)2+5(2/3)-6=6×(4/9)+10/3-6=24/9+10/3-6=6-6=0
画图
我们也可以为二次方程画个图,看看方程在什么地方等于零可以提供一些线索。
例子:(续)
开始:只用6x2+5x−6和这图:
根是大约x=−1.5和x=+0.67,所以我们所以猜方程的根为:
−3/2和2/3
由此,我们可以算出因式为2x+3和3x−2
不过,一定要检测!0.67可能不是2/3!
通用解法
若上面的方法行不通,还有一个通用解法。
这解法用二次公式:
用二次公式来找两个答案x+或x−(一个是"±"里的"+"号的答案,另一个是"−"号的答案),然后把二次式分解为:
a(x−x+)(x−x−)
现在我们用上面的例子来试试:
例子:6x2+5x−6的根是什么?
把a=6,b=5和c=−6代入公式里:
x=(−b±√[b2−4ac])/2a
x=(−5±√[52−4×6×(−6)])/2×6
=(−5±√[25+144])/12
=(−5±√169)/12
=(−5±13)/12
所以两个根是:
x+=(-5+13)/12=8/12=2/3,
x−=(-5−13)/12=−18/12=−3/2
(和我们上面得到的答案是相同的)
把这些值代入a(x−x+)(x−x−):
6(x−2/3)(x+3/2)
重排来简化:
3(x−2/3)×2(x+3/2)=(3x−2)(2x+3)
和上面找到的因式一模一样!
(谢谢"mathsyperson"提供部分内容)
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