内容正文:
第3节 因式分解
一、知识梳理
考点一:因式分解的概念
1. 核心特征:因式分解的结果必须是“整式的积”的形式,且每个因式都是整式;分解前后多项式的值保持不变(等价变形)。
2. 与整式乘法的关系:因式分解与整式乘法是互逆运算。
示例:整式乘法:(a+b)(a-b)=a²-b²;因式分解:a²-b²=(a+b)(a-b)。
3. 【易错警示】① 因式分解的结果不能含有加减运算,如a²+2a+1=(a+1)²是因式分解,而(a+1)²=a²+2a+1是整式乘法;② 分解要彻底,直到每个因式都不能再分解为止(在有理数范围内)。
考点二:因式分解的基本方法
1. 提公因式法
(1)公因式定义:多项式各项都含有的公共因式,叫做这个多项式各项的公因式。
(2)公因式确定方法:① 系数:取各项系数的最大公约数;② 字母:取各项都含有的相同字母;③ 指数:取相同字母的最低次幂。
示例:多项式6a²b-9ab²+3a的公因式是3a。
(3)提公因式法步骤:① 找出多项式各项的公因式;② 用公因式去除多项式的每一项,得到另一个因式;③ 把多项式写成公因式与另一个因式的积的形式,即ma+mb+mc=m(a+b+c)。
(4)【易错警示】提公因式后,另一个因式的项数与原多项式的项数一致,注意不要漏项;当多项式的首项系数为负数时,通常先提取“-”号,使括号内首项系数为正数,提取“-”号后,括号内各项要变号。
示例:-2a²+4a=-2a(a-2)(而非-2a(a+2))。
2. 公式法
利用乘法公式的逆运算进行因式分解,常用公式如下:
(1)平方差公式:a²-b²=(a+b)(a-b)(适用条件:多项式是两项式,且两项都能写成平方的形式,符号相反)。
示例:4x²-9y²=(2x)²-(3y)²=(2x+3y)(2x-3y)。
(2)完全平方公式:a²+2ab+b²=(a+b)²;a²-2ab+b²=(a-b)²(适用条件:多项式是三项式,其中两项能写成平方的形式,且这两项的符号相同,第三项是这两个平方项底数乘积的2倍或-2倍)。
示例:x²+6x+9=x²+2×x×3+3²=(x+3)²;4a²-12ab+9b²=(2a)²-2×2a×3b+(3b)²=(2a-3b)²。
(3)因式分解的一般步骤
先看多项式各项是否有公因式,若有,先提取公因式;
再看提取公因式后的多项式(或原多项式)能否用公式法分解;
检查分解结果是否彻底,若不彻底,继续分解;
最后验证分解结果:将分解后的因式相乘,看是否等于原多项式。
二、同步练习
1. 下列从左到右的变形,属于因式分解的是( )
A. (x+3)(x-3)=x²-9 B. x²-2x+1=x(x-2)+1 C. x²-5x+6=(x-2)(x-3) D. x²+6x+9=(x+3)²+0
2. 多项式-6x³y²+3x²y³-12x²y²的公因式是( )
A. -3xy B. -3x²y² C. 3x²y² D. -3x²y
3. 因式分解x²-4的结果是( )
A. (x-2)² B. (x+2)² C. (x+2)(x-2) D. x(x-4)
4. 下列多项式中,能用完全平方公式因式分解的是( )
A. x²+4x-4 B. x²+6x+9 C. x²-6x-9 D. x²+4xy+2y²
5. 因式分解3a²-6a+3的结果是( )
A. 3(a²-2a+1) B. 3(a-1)² C. (3a-1)² D. 3(a+1)²
6. 若x²+mx+16是一个完全平方式,则m的值为( )
A. 8 B. -8 C. ±8 D. ±4
7. 把多项式x³-4x分解因式,结果正确的是( )
A. x(x²-4) B. x(x-2)² C. x(x+2)(x-2) D. (x+2)(x-2)
8. 已知a+b=5,ab=3,则a²b+ab²的值为( )
A. 8 B. 15 C. 2 D. 5
9. 因式分解:x²-25=________。
10. 因式分解:2a³-8a=________。
11. 因式分解:m²+4m+4=________。
12. 若a²-a-1=0,则a³-2a²+2025的值为________。
13. 因式分解:(x+y)²-4(x+y)+4。
14. 先因式分解,再求值:(a²+b²)²-4a²b²,其中a=3,b=1。
15. 已知x²-4x-1=0,求代数式(2x-3)²-(x+y)(x-y)-y²的值。
参考答案
1. C 【解析】因式分解的定义是把多项式化成几个整式的积的形式。A选项是整式乘法;B选项结果含加减运算,不是积的形式;C选项符合因式分解定义;D选项结果含加减运算,不是积的形式。
2. B 【解析】公因式的确定:系数取各项系数的最大公约数(-6、3、-12的最大公约数是3,首项系数为负,提取“-”号),字母取各项都含有的相同字母(x、y),指数取相同字母的最低次幂(x的最低次幂是2,y的最低次幂是2),故公因式是-3x²y²。
3. C 【解析】x²-4是两项式,符合平方差公式的适用条件,x²-4=x²-2²=(x+2)(x-2)。
4. B 【解析】完全平方公式的适用条件是三项式,两项为平方项且符号相同,第三项是两平方项底数乘积的2倍或-2倍。A选项-4不是平方项,且第三项符号为负,不符合;B选项x²+6x+9=x²+2×x×3+3²,符合完全平方公式;C选项-9不是平方项,且第三项符号为负,不符合;D选项2y²不是平方项,不符合。
5. B 【解析】先提取公因式3,得3(a²-2a+1),再利用完全平方公式分解,a²-2a+1=(a-1)²,故3a²-6a+3=3(a-1)²。
6. C 【解析】x²+mx+16是完全平方式,可化为x²+mx+4²,根据完全平方公式,m=±2×x×4÷x=±8。
7. C 【解析】先提取公因式x,得x(x²-4),再对x²-4利用平方差公式分解,x²-4=(x+2)(x-2),故x³-4x=x(x+2)(x-2)。
8. B 【解析】提取公因式ab,得a²b+ab²=ab(a+b),代入a+b=5,ab=3,得3×5=15。
9. (x+5)(x-5) 【解析】利用平方差公式,x²-25=x²-5²=(x+5)(x-5)。
10. 2a(a+2)(a-2) 【解析】先提取公因式2a,得2a(a²-4),再利用平方差公式分解a²-4=(a+2)(a-2),故2a³-8a=2a(a+2)(a-2)。
11. (m+2)² 【解析】利用完全平方公式,m²+4m+4=m²+2×m×2+2²=(m+2)²。
12. 2024 【解析】由a²-a-1=0得a²=a+1,将a³-2a²+2025变形:a³=a×a²=a(a+1)=a²+a=(a+1)+a=2a+1,故a³-2a²+2025=(2a+1)-2(a+1)+2025=2a+1-2a-2+2025=2024。
13. 解:将(x+y)看作一个整体,利用完全平方公式,
(x+y)²-4(x+y)+4=(x+y)²-2×(x+y)×2+2²=(x+y-2)²。
14. 解:先利用平方差公式分解,再利用完全平方公式分解,
(a²+b²)²-4a²b²=(a²+b²)²-(2ab)²=(a²+b²+2ab)(a²+b²-2ab)=(a+b)²(a-b)²,
当a=3,b=1时,原式=(3+1)²×(3-1)²=16×4=64。
15. 解:先化简代数式,
(2x-3)²-(x+y)(x-y)-y²=4x²-12x+9-(x²-y²)-y²=4x²-12x+9-x²+y²-y²=3x²-12x+9=3(x²-4x)+9,
由x²-4x-1=0得x²-4x=1,代入得3×1+9=12。
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