【種花家務(wù)·代數(shù)】1-4-05二次三項式x2+px+q的因式分解法『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』
【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』,此版叢書是“數(shù)理化自學(xué)叢書編委會”于1963-1966年陸續(xù)出版,并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材,本系列叢書共包含17本,層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平,其最大特點就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書是大半個世紀前的教材,很多概念已經(jīng)與如今迥異,因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來自學(xué)。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但卻很不扎實的學(xué)酥重新自修以查漏補缺。另外,黑字是教材原文,彩字是我寫的注解。
【山話嵓語】我在原有“自學(xué)叢書”系列17冊的基礎(chǔ)上又添加了1冊八五人教中學(xué)甲種本《微積分初步》,原因有二:一則,我是雙魚座,有一定程度的偶雙癥,但“自學(xué)叢書”系列中代數(shù)4冊、幾何5冊實在令我刺撓,因此就需要加入一本代數(shù),使兩邊能夠?qū)ε计胶猓欢t,我認為《微積分初步》這本書對“準大學(xué)生”很重要,以我的慘痛教訓(xùn)為例,大一高數(shù)第一堂課,我是直接蒙圈,學(xué)了個寂寞。另外大學(xué)物理的前置條件是必須有基礎(chǔ)微積分知識,因此我所讀院校的大學(xué)物理課是推遲開課;而比較生猛的大學(xué)則是直接開課,然后在緒論課中猛灌基礎(chǔ)高數(shù)(例如田光善舒幼生老師的力學(xué)課)。我選擇在“自學(xué)叢書”17本的基礎(chǔ)上添加這本《微積分初步》,就是希望小伙伴升大學(xué)前可以看看,不至于像我當(dāng)年那樣被高數(shù)打了個措手不及。
第四章因式分解?
§4-5二次三項式x2+px+q的因式分解法
【01】在乘法公式里,我們知道,形如 (x+a)(x+b) 的積是 x 的二次三項式,就是?
????????(x+a)(x+b)=(x+a)x+(x+a)b=x2+ax+bx+ab=x2+(a+b)x+ab? 。
【02】把上面的演算過程反過來就可以得到
????????x2+(a+b)x+ab=x2+ax+bx+ab=x(x+a)+b(x+a)=(x+a)(x+b)? 。
【03】這就告訴我們:對于最高次項的系數(shù)是 1 的二次三項式,如果它的常數(shù)項能夠分解成兩個因數(shù),使它們的代數(shù)和恰巧等于 x 的系數(shù),那末就可以把它分解成兩個一次因式。
????????x2+px+q=(x+a)(x+b)(其中p=a+b,q=ab)。
例1.分解 x2+6x+8 的因式。
【分析】因為常數(shù)項 8 是個正數(shù),所以把它分解成兩個因數(shù)時這兩個因數(shù)應(yīng)當(dāng)同號,又因為 x 的系數(shù)是正數(shù),所以要把常數(shù)項分解成兩個正的因數(shù)。8 有兩種方法分解成兩個正因數(shù):8=1×8,這時 1+8=9 ≠ 6;8=2×4,這時 2+4=6? 。由此可以知道,只需把 8 分解成 2×4? 。
【解】x2+6x+8=x2+(2+4)x+2×4=x2+2x+4x+2×4=x(x+2)+4(x+2)=(x+2)(x+4)? 。
【注】在實際解題時,我們可以把上面演算中的中間步驟省去,直接寫出結(jié)果,就是x2+6x+8=(x+2)(x+4)? 。
【04】這個例子告訴我們,二次三項式 x2+px+q 中如果 p 和 q 都是正數(shù),應(yīng)當(dāng)把 q 分解成兩個正因數(shù)。
例2.分解因式:(1) x2+7x+12;(2) x2+12x+20? 。
【解】
(1) ∵ 12=3×4,而 3+4=7,∴ x2+7x+12=(x+3)(x+4)? 。
(2) ∵ 20=2×10,而 2+10=12,∴?x2+12x+20=(x+2)(x+10)? 。
例3.分解因式:x2-8+15? 。
【分析】這里常數(shù)項是正數(shù),但是一次項的系數(shù)是負數(shù),所以要把常數(shù)項拆成兩個負數(shù)的積,才能使它們的和等于一個負數(shù)。因為 15=(-3)(-5) 而 (-3)+(-5)=-8,所以令 a=-3,b=-5 就可以分解因式。
【解】x2-8+15=x2+[(-3)+(-5)]x+(-3)(-5)=[x+(-3)][x+(-5)]=(x-3)(x-5)? 。
【05】這個例子告訴我們,二次三項式 x2+px+q 中,如果 p 是負數(shù),q 是正數(shù),應(yīng)當(dāng)把 q 分解成兩個負的因數(shù)。??
例4.分解因式:(1) x2-31x+30;(2) x2-8x+12? 。
【解】
(1) ∵ 30=(-1)(-30),而 (-1)+(-30)=-31,∴ x2-31x+30=(x-1)(x-30)? 。
(2) ∵ 12=(-2)(-6),而 (-2)+(-6)=-8,∴ x2-8x+12=(x-2)(x-6)? 。
例5.分解因式:x2y2+3xy+2? 。
【分析】把原式寫成 (xy)2+3(xy)+2,就看出它可用上面的方法來分解因式。
【解】∵ 2=1×2,而 1+2=3,∴ x2y2+3xy+2=(xy+1)(xy+2)? 。
例6.分解因式:x2-19xy+90y2? 。
【分析】這個三項式中,每一項都是關(guān)于字母 x 和 y 的二次項,并且它是按照 x 的降冪順序同時又是按照 y 的升冪順序排列著的.。它也可以仿照例1的解法來分解因式。
【解】
∵ 90=(-9)(-10),而 (-9)+(-10)=-19,
∴ x2-19xy+90y2=x2-9xy-10xy+90y2=x(x-9y)-10y(x-9y)=(x-9y)(x-10y)? 。
【注1】這種三項式,叫做 x,y 的二次齊次三項式。熟練以后,也可以省去中間步驟,直接寫出結(jié)果,但是要注意分解得到的兩個一次因式,每一項中都要含有字母。
【注2】也可以把原式看成 x2-19xy+90y2,于是現(xiàn)在要找 a,b,使得 ab=90y2,a+b=-19y? 。從后一式看出,a,b 一定是同類項,因此只要確定它們的系數(shù)就可以了。
習(xí)題4-5(1)
分解下列因式(1~16):
分解下列因式,到不能再分解為止(17~20):
【答案】
例7.分解因式:x2-3x-10? 。
【分析】這里常數(shù)項是負數(shù),把它分解成兩個因數(shù)時這兩個因數(shù)應(yīng)當(dāng)有相反的符號.但是 x 的系數(shù)是負數(shù),所以這兩個因數(shù)中,負的因數(shù)的絕對值應(yīng)較大。
【解】∵ -10=(-5)×2 而 (-5)+2=-3,∴ x2-3x-10=[x+(-5)](x+2)=(x-5)(x+2)? 。
例8.分解因式:a2+9a-10? 。
【分析】這里常數(shù)項是負數(shù),a 的系數(shù)是正數(shù),因此要把 -10 分解成符號相反的兩個因數(shù),并且正的因數(shù)的絕對值應(yīng)較大。
【解】∵-10=(-1)×10,而-1+10=9,∴ a2+9a-10=[a+(-1)](a+10)=(a-1)(a+10)? 。
【06】例7和例8告訴我們,如果二次三項式?x2+px+q?中 q 是負數(shù),那末 q 的兩個因數(shù)應(yīng)該一正一負,并且,當(dāng)
????????p 是正數(shù)時,正的因數(shù)的絕對值要較大;
????????p 是負數(shù)時,負的因數(shù)的絕對值要較大? 。
例9.分解 a?-21a2-100 的因式。
【分析】把原式寫成 (a2)2-21(a2)-100,它仍舊是二次三項式的形式,所以可用上面的方法,只是要把原來的 x 代換成 a2? 。
【解】∵ -100=(-25)×4,而 (-25)+4=-21,∴ a?-21a2-100=(a2-25)(a2+4)=(a-5)(a+5)(a2+4)? 。
【注意】a2-25 還能分解因式,要再分下去。
例10.分解 a3-5a2b-300ab2 的因式。
【分析】先把公因式 a 提出,得另一因式是 a2-5ab-300b2? 。這里-300=(-20)×15,而(-20)+15=-5? 。它可以用二次三項式的因式分解法來分解。
【解】a3-5a2b-300ab2=a(a2-5ab-300b2)=a(a-20b)(a+15b)? 。
【注意】在每一括號的第二項中,不要忘掉寫字母 b。
習(xí)題4-5(2)
分解因式:
【答案】