因式分解竞赛综合选讲
数学竞赛专题讲座因式分解
数学竞赛专题讲座因式分解1.双十字相乘法分解二次三项式时,我们常用十字相乘法.关于某些二元二次六项式(ax2+bxy+cy2+dx+ey+f),我们也能够用十字相乘法分解因式.例如,分解因式2x2-7xy-22y2-5x+35y-3.我们将上式按x降幂排列,并把y当作常数,因此上式可变形为2x2-(5+7y)x-(22y2-35y+3),能够看作是关于x的二次三项式.关于常数项而言,它是关于y的二次三项式,也能够用十字相乘法,分解为即-22y2+35y-3=(2y-3)(-11y+1).再利用十字相乘法对关于x的二次三项式分解因此原式=[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.假如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)=2x2-7xy-22y2;(x-3)(2x+1)=2x2-5x-3;(2y-3)(-11y+1)=-22y2+35y-3.这确实是所谓的双十字相乘法.用双十字相乘法对多项式ax2+bxy+cy2+dx+ey+f进行因式分解的步骤是:(1)用十字相乘法分解ax2+bxy+cy2,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)x2-3xy-10y2+x+9y-2;(2)x2-y2+5x+3y+4;(3)xy+y2+x-y-2;(4)6x2-7xy-3y2-xz+7yz-2z2.解 (1)原式=(x-5y+2)(x+2y-1).(2)原式=(x+y+1)(x-y+4).(3)原式中缺x2项,可把这一项的系数看成0来分解.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a n x n+a n-1x n-1+…+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)=x2-3x+2,g(x)=x5+x2+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)=12-3×1+2=0;f(-2)=(-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.依照因式定理,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.关于任意多项式f(x),要求出它的根是没有一样方法的,然而当多项式f(x)的系数差不多上整数时,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.定理2的根,则必有p是a0的约数,q是a n的约数.专门地,当a0=1时,整系数多项式f(x)的整数根均为a n的约数.我们依照上述定理,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:x3-4x2+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)=23-4×22+6×2-4=0,即x=2是原式的一个根,因此依照定理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=(x3-2x2)-(2x2-4x)+(2x-4)=x2(x-2)-2x(x-2)+2(x-2)=(x-2)(x2-2x+2).解法2 用多项式除法,将原式除以(x-2),因此原式=(x-2)(x2-2x+2).说明在上述解法中,专门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.例3 分解因式:9x4-3x3+7x2-3x-2.分析因为9的约数有±1,±3,±9;-2的约数有±1,±为:因此,原式有因式9x2-3x-2.解 9x4-3x3+7x2-3x-2=9x4-3x3-2x2+9x2-3x-2=x2(9x3-3x-2)+9x2-3x-2=(9x2-3x-2)(x2+1)=(3x+1)(3x-2)(x2+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,如上题中的因式能够化为9x2-3x-2,如此能够简化分解过程.总之,对一元高次多项式f(x),假如能找到一个一次因式(x-a),那么f(x)就能够分解为(x-a)g(x),而g(x)是比f(x)低一次的一元多项式,如此,我们就能够连续对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,应用专门广泛,那个地点介绍它在因式分解中的应用.在因式分解时,一些多项式通过分析,能够确信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,这时能够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,依照多项式恒等的性质,两边对应项系数应该相等,或取多项式中原有字母的几个专门值,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4 分解因式:x2+3xy+2y2+4x+5y+3.分析由于(x2+3xy+2y2)=(x+2y)(x+y),若原式能够分解因式,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x2+3xy+2y2+4x+5y+3=(x+2y+m)(x+y+n)=x2+3xy+2y2+(m+n)x+(m+2n)y+mn,比较两边对应项的系数,则有解之得m=3,n=1.因此原式=(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.例5 分解因式:x4-2x3-27x2-44x+7.分析本题所给的是一元整系数多项式,依照前面讲过的求根法,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,因此,在有理数集内,原式没有一次因式.假如原式能分解,只能分解为(x2+ax+b)(x2+cx+d)的形式.解设原式=(x2+ax+b)(x2+cx+d)=x4+(a+c)x3+(b+d+ac)x2+(ad+bc)x+bd,因此有由bd=7,先考虑b=1,d=7有因此原式=(x2-7x+1)(x2+5x+7).说明由于因式分解的唯独性,因此对b=-1,d=-7等能够不加以考虑.本题假如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.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.练习二1.用双十字相乘法分解因式:(1)x2-8xy+15y2+2x-4y-3;(2)x2-xy+2x+y-3;(3)3x2-11xy+6y2-xz-4yz-2z2.2.用求根法分解因式:(1)x3+x2-10x-6;(2)x4+3x3-3x2-12x-4;(3)4x4+4x3-9x2-x+2.3.用待定系数法分解因式:(1)2x2+3xy-9y2+14x-3y+20;(2)x4+5x3+15x-9.。
数学竞赛题精讲_复杂的因式分解问题
轮换对称式的因式分解问题多元高次轮换对称式的因式分解问题往往是因式分解中的难点,很多初中学生感到棘手。
但笔者却认为,这类问题往往是有迹可循的。
我们今天就通过几个例子讲一讲把“求根”和“待定系数”相结合进行因式分解的方法。
例1 分解因式:【分析与解答】首先观察发现,当时,原式的值为0。
即,如果将原式看作a 的函数,将b看作常数,则是函数的一个根。
故是原式的因式,同理及也是原式的因式。
故是原式的因式,观察发现原式是的三次式,也是三次式,故两式必然只差一个常数。
用待定系数法,设代入,得到,故原式的因式分解结果是例2 分解因式:【分析与解答】和例1类似,首先观察发现,当时,原式的值为0。
故是原式的因式,同理及也是原式的因式。
故是原式的因式,观察发现原式是的五次式,是三次式。
两者都是的轮换对称式,故原式一定可以表示成如下结果:代入,得到代入,得到解得故原式的因式分解结果是例3 化简:【分析与解答】这里虽然是化简而非因式分解,但我们发现分别展开以上四个式子太过复杂,耗时且易错,所以我们仿照例1和例2的方法首先用观察法“求根”以发现因式。
观察发现,当时,原式为故,是原式的一个因式,同理也是原式的因式。
故是原式的因式。
观察发现原式是的三次式,也是三次式,两式必然只差一个常数。
用待定系数法,设代入,得到,故原式的化简结果是配方法及其应用林达复杂的因式分解不仅可以是轮换对称式的因式分解,很多难以直接提出因式的高次多项式也难以分解。
对于这类多项式,配方法往往能出奇效。
相对于更一般的待定系数法,配方法的计算要简单很多。
配方法,顾名思义,就是将多项式或其中的某些项配成平方式或更高次方式(一般配成平方式,有时也可能直接配成三次方式,但更高次的配方很少出现)。
下面我们看几道例题。
例1分解因式:【分析与解答】通过观察或一般的十字相乘法,难以发现这个多项式的因式,这时我们根据这两项想到了配方法——配出平方项。
最后一步用了平方差公式。
因式分解(竞赛题)含问题详解
因式分解运用公式法分解因式时,要根据多项式的特点,根据字母、系数、指数、符号等正确恰当地选择公式.例1 分解因式:(1)-2x5n-1y n+4x3n-1y n+2-2x n-1y n+4;(2)x3-8y3-z3-6xyz;解 (1)原式=-2x n-1y n(x4n-2x2ny2+y4)=-2x n-1y n[(x2n)2-2x2ny2+(y2)2]=-2x n-1y n(x2n-y2)2=-2x n-1y n(x n-y)2(x n+y)2.(2)原式=x3+(-2y)3+(-z)3-3x(-2y)(-Z)=(x-2y-z)(x2+4y2+z2+2xy+xz-2yz).例2 分解因式:a3+b3+c3-3abc.本题实际上就是用因式分解的方法证明前面给出的公式(6).分析我们已经知道公式(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3的正确性,现将此公式变形为a3+b3=(a+b)3-3ab(a+b).这个式也是一个常用的公式,本题就借助于它来推导.解原式=(a+b)3-3ab(a+b)+c3-3abc=[(a+b)3+c3]-3ab(a+b+c)=(a+b+c)[(a+b)2-c(a+b)+c2]-3ab(a+b+c)=(a+b+c)(a2+b2+c2-ab-bc-ca).说明公式(6)是一个应用极广的公式,用它可以推出很多有用的结论,例如:我们将公式(6)变形为a3+b3+c3-3abc显然,当a+b+c=0时,则a3+b3+c3=3abc;当a+b+c>0时,则a3+b3+c3-3abc≥0,即a3+b3+c3≥3abc,而且,当且仅当a=b=c时,等号成立.如果令x=a3≥0,y=b3≥0,z=c3≥0,则有等号成立的充要条件是x=y=z.这也是一个常用的结论.※※变式练习1分解因式:x15+x14+x13+…+x2+x+1.分析这个多项式的特点是:有16项,从最高次项x15开始,x的次数顺次递减至0,由此想到应用公式a n-b n来分解.解因为x16-1=(x-1)(x15+x14+x13+…x2+x+1),所以说明在本题的分解过程中,用到先乘以(x-1),再除以(x-1)的技巧,这一技巧在等式变形中很常用.2.拆项、添项法因式分解是多项式乘法的逆运算.在多项式乘法运算时,整理、化简常将几个同类项合并为一项,或将两个仅符号相反的同类项相互抵消为零.在对某些多项式分解因式时,需要恢复那些被合并或相互抵消的项,即把多项式中的某一项拆成两项或多项,或者在多项式中添上两个仅符合相反的项,前者称为拆项,后者称为添项.拆项、添项的目的是使多项式能用分组分解法进行因式分解.例3 分解因式:x3-9x+8.分析本题解法很多,这里只介绍运用拆项、添项法分解的几种解法,注意一下拆项、添项的目的与技巧.解法1 将常数项8拆成-1+9.原式=x3-9x-1+9=(x3-1)-9x+9=(x-1)(x2+x+1)-9(x-1)=(x-1)(x2+x-8).解法2 将一次项-9x拆成-x-8x.原式=x3-x-8x+8=(x3-x)+(-8x+8)=x(x+1)(x-1)-8(x-1)=(x-1)(x2+x-8).解法3 将三次项x3拆成9x3-8x3.原式=9x3-8x3-9x+8=(9x3-9x)+(-8x3+8)=9x(x+1)(x-1)-8(x-1)(x2+x+1)=(x-1)(x2+x-8).解法4 添加两项-x2+x2.原式=x3-9x+8=x3-x2+x2-9x+8=x2(x-1)+(x-8)(x-1)=(x-1)(x2+x-8).说明由此题可以看出,用拆项、添项的方法分解因式时,要拆哪些项,添什么项并无一定之规,主要的是要依靠对题目特点的观察,灵活变换,因此拆项、添项法是因式分解诸方法中技巧性最强的一种.※※变式练习1分解因式:(1)x9+x6+x3-3;(2)(m2-1)(n2-1)+4mn;(3)(x+1)4+(x2-1)2+(x-1)4;(4)a3b-ab3+a2+b2+1.解 (1)将-3拆成-1-1-1.原式=x9+x6+x3-1-1-1=(x9-1)+(x6-1)+(x3-1)=(x3-1)(x6+x3+1)+(x3-1)(x3+1)+(x3-1)=(x3-1)(x6+2x3+3)=(x-1)(x2+x+1)(x6+2x3+3).(2)将4mn拆成2mn+2mn.原式=(m2-1)(n2-1)+2mn+2mn=m2n2-m2-n2+1+2mn+2mn=(m2n2+2mn+1)-(m2-2mn+n2)=(mn+1)2-(m-n)2=(mn+m-n+1)(mn-m+n+1).(3)将(x2-1)2拆成2(x2-1)2-(x2-1)2.原式=(x+1)4+2(x2-1)2-(x2-1)2+(x-1)4=[(x+1)4+2(x+1)2(x-1)2+(x-1)4]-(x2-1)2=[(x+1)2+(x-1)2]2-(x2-1)2=(2x2+2)2-(x2-1)2=(3x2+1)(x2+3).(4)添加两项+ab-ab.原式=a3b-ab3+a2+b2+1+ab-ab=(a3b-ab3)+(a2-ab)+(ab+b2+1)=ab(a+b)(a-b)+a(a-b)+(ab+b2+1)=a(a-b)[b(a+b)+1]+(ab+b2+1)=[a(a-b)+1](ab+b2+1)=(a2-ab+1)(b2+ab+1).说明(4)是一道较难的题目,由于分解后的因式结构较复杂,所以不易想到添加+ab-ab,而且添加项后分成的三项组又无公因式,而是先将前两组分解,再与第三组结合,找到公因式.这道题目使我们体会到拆项、添项法的极强技巧所在,同学们需多做练习,积累经验.3.换元法换元法指的是将一个较复杂的代数式中的某一部分看作一个整体,并用一个新的字母替代这个整体来运算,从而使运算过程简明清晰.例4 分解因式:(x2+x+1)(x2+x+2)-12.分析将原式展开,是关于x的四次多项式,分解因式较困难.我们不妨将x2+x看作一个整体,并用字母y来替代,于是原题转化为关于y的二次三项式的因式分解问题了.解设x2+x=y,则原式=(y+1)(y+2)-12=y2+3y-10=(y-2)(y+5)=(x2+x-2)(x2+x+5)=(x-1)(x+2)(x2+x+5).说明本题也可将x2+x+1看作一个整体,比如今x2+x+1=u,一样可以得到同样的结果,有兴趣的同学不妨试一试.例5 分解因式:(x2+3x+2)(4x2+8x+3)-90.分析先将两个括号内的多项式分解因式,然后再重新组合.解原式=(x+1)(x+2)(2x+1)(2x+3)-90=[(x+1)(2x+3)][(x+2)(2x+1)]-90=(2x2+5x+3)(2x2+5x+2)-90.令y=2x2+5x+2,则原式=y(y+1)-90=y2+y-90=(y+10)(y-9)=(2x2+5x+12)(2x2+5x-7)=(2x2+5x+12)(2x+7)(x-1).说明对多项式适当的恒等变形是我们找到新元(y)的基础.※※变式练习1.分解因式:(x2+4x+8)2+3x(x2+4x+8)+2x2.解设x2+4x+8=y,则原式=y2+3xy+2x2=(y+2x)(y+x)=(x2+6x+8)(x2+5x+8)=(x+2)(x+4)(x2+5x+8).说明由本题可知,用换元法分解因式时,不必将原式中的元都用新元代换,根据题目需要,引入必要的新元,原式中的变元和新变元可以一起变形,换元法的本质是简化多项式.1.双十字相乘法分解二次三项式时,我们常用十字相乘法.对于某些二元二次六项式(ax2+bxy+cy2+dx+ey+f),我们也可以用十字相乘法分解因式.例如,分解因式2x2-7xy-22y2-5x+35y-3.我们将上式按x降幂排列,并把y当作常数,于是上式可变形为2x2-(5+7y)x-(22y2-35y+3),可以看作是关于x的二次三项式.对于常数项而言,它是关于y的二次三项式,也可以用十字相乘法,分解为即:-22y2+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)=2x2-7xy-22y2;(x-3)(2x+1)=2x2-5x-3;(2y-3)(-11y+1)=-22y2+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ax2+bxy+cy2+dx+ey+f进行因式分解的步骤是:(1)用十字相乘法分解ax2+bxy+cy2,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)x2-3xy-10y2+x+9y-2;(2)x2-y2+5x+3y+4;(3)xy+y2+x-y-2;(4)6x2-7xy-3y2-xz+7yz-2z2.解 (1)原式=(x-5y+2)(x+2y-1).(2)原式=(x+y+1)(x-y+4).(3)原式中缺x2项,可把这一项的系数看成0来分解.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an x n+an-1x n-1+…+a1x+a(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)=x2-3x+2,g(x)=x5+x2+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)=12-3×1+2=0;f(-2)=(-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.定理2的根,则必有p是a0的约数,q是an的约数.特别地,当a=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:x3-4x2+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)=23-4×22+6×2-4=0,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=(x3-2x2)-(2x2-4x)+(2x-4)=x2(x-2)-2x(x-2)+2(x-2)=(x-2)(x2-2x+2).解法2 用多项式除法,将原式除以(x-2),所以原式=(x-2)(x2-2x+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1. 分解因式:9x4-3x3+7x2-3x-2.分析因为9的约数有±1,±3,±9;-2的约数有±1,±为:所以,原式有因式9x2-3x-2.解 9x4-3x3+7x2-3x-2=9x4-3x3-2x2+9x2-3x-2=x2(9x3-3x-2)+9x2-3x-2=(9x2-3x-2)(x2+1)=(3x+1)(3x-2)(x2+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,如上题中的因式可以化为9x2-3x-2,这样可以简化分解过程.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:x2+3xy+2y2+4x+5y+3.分析由于(x2+3xy+2y2)=(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x2+3xy+2y2+4x+5y+3=(x+2y+m)(x+y+n)=x2+3xy+2y2+(m+n)x+(m+2n)y+mn,比较两边对应项的系数,则有解之得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1.分解因式:x4-2x3-27x2-44x+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(x2+ax+b)(x2+cx+d)的形式.解设原式=(x2+ax+b)(x2+cx+d)=x4+(a+c)x3+(b+d+ac)x2+(ad+bc)x+bd,所以有由bd=7,先考虑b=1,d=7有所以原式=(x2-7x+1)(x2+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.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:(x2+xy+y2)-4xy(x2+y2).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)2-xy]2-4xy[(x+y)2-2xy].令x+y=u,xy=v,则原式=(u2-v)2-4v(u2-2v)=u4-6u2v+9v2=(u2-3v)2=(x2+2xy+y2-3xy)2=(x2-xy+y2)2.五、真题精解:1)已知多项式ax3+bx2+cx+d除以x-1时的余数是1,除以x-2时的余数是3,那么,它除以(x-1)(x-2)时所得的余数是什么?(第12届“希望杯”试题)解:设原式=(x-1)(x-2)(ax+k)+(mx+n),当x=1时,原式=1,即m+n=1;当x=2时,原式=3,即2m+n=3,解此关于m、n的方程组得m=2,n=-1,故原式除以(x-1)(x-2)时的余数为x-12)k为何值时,多项式x2-2xy+ky2+3x-5y+2能分解成两个一次因式的积?(天津市竞赛试题)解:原式中不含y的项为x2+3x+2可分解为 (x+1)(x+2),故可设原式=[(x+1)+ay][(x+2)+by],将其展开得:x2+(a+b)xy+aby2+3x+(2a+b)y+2,与原式对比系数得:a+b=-2, ab=k, 2a+b=-5,解之得a=-3,b=1,k=-3 3)如果x3+ax2+bx+8有两个因式x+1和x+2,求a+b的值。
数学竞赛专题讲座---第一讲因式分解(一)
第一讲因式分解(一)多项式的因式分解是代数式恒等变形的基本形式之一,它被广泛地应用于初等数学之中,是我们解决许多数学问题的有力工具.因式分解方法灵活,技巧性强,学习这些方法与技巧,不仅是掌握因式分解内容所必需的,而且对于培养学生的解题技能,发展学生的思维能力,都有着十分独特的作用.初中数学教材中主要介绍了提取公因式法、运用公式法、分组分解法和十字相乘法.本讲及下一讲在中学数学教材基础上,对因式分解的方法、技巧和应用作进一步的介绍.1.运用公式法在整式的乘、除中,我们学过若干个乘法公式,现将其反向使用,即为因式分解中常用的公式,例如:(1)a2-b2=(a+b)(a-b);(2)a2±2ab+b2=(a±b)2;(3)a3+b3=(a+b)(a2-ab+b2);(4)a3-b3=(a-b)(a2+ab+b2).下面再补充几个常用的公式:(5)a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca=(a+b+c)2;(6)a3+b3+c3-3abc=(a+b+c)(a2+b2+c2-ab-bc-ca);(7)a n-b n=(a-b)(a n-1+a n-2b+a n-3b2+…+ab n-2+b n-1)其中n为正整数;(8)a n-b n=(a+b)(a n-1-a n-2b+a n-3b2-…+ab n-2-b n-1),其中n为偶数;(9)a n+b n=(a+b)(a n-1-a n-2b+a n-3b2-…-ab n-2+b n-1),其中n为奇数.运用公式法分解因式时,要根据多项式的特点,根据字母、系数、指数、符号等正确恰当地选择公式.例1 分解因式:(1)-2x5n-1y n+4x3n-1y n+2-2x n-1y n+4;(2)x3-8y3-z3-6xyz;(3)a2+b2+c2-2bc+2ca-2ab;(4)a7-a5b2+a2b5-b7.解 (1)原式=-2x n-1y n(x4n-2x2n y2+y4)=-2x n-1y n[(x2n)2-2x2n y2+(y2)2]=-2x n-1y n(x2n-y2)2=-2x n-1y n(x n-y)2(x n+y)2.(2)原式=x3+(-2y)3+(-z)3-3x(-2y)(-Z)=(x-2y-z)(x2+4y2+z2+2xy+xz-2yz).(3)原式=(a2-2ab+b2)+(-2bc+2ca)+c2=(a-b)2+2c(a-b)+c2=(a-b+c)2.本小题可以稍加变形,直接使用公式(5),解法如下:原式=a2+(-b)2+c2+2(-b)c+2ca+2a(-b)=(a-b+c)2(4)原式=(a7-a5b2)+(a2b5-b7)=a5(a2-b2)+b5(a2-b2)=(a2-b2)(a5+b5)=(a+b)(a-b)(a+b)(a4-a3b+a2b2-ab3+b4)=(a+b)2(a-b)(a4-a3b+a2b2-ab3+b4)例2 分解因式:a3+b3+c3-3abc.本题实际上就是用因式分解的方法证明前面给出的公式(6).分析我们已经知道公式(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3的正确性,现将此公式变形为a3+b3=(a+b)3-3ab(a+b).这个式也是一个常用的公式,本题就借助于它来推导.解原式=(a+b)3-3ab(a+b)+c3-3abc=[(a+b)3+c3]-3ab(a+b+c)=(a+b+c)[(a+b)2-c(a+b)+c2]-3ab(a+b+c)=(a+b+c)(a2+b2+c2-ab-bc-ca).说明公式(6)是一个应用极广的公式,用它可以推出很多有用的结论,例如:我们将公式(6)变形为a3+b3+c3-3abc显然,当a+b+c=0时,则a3+b3+c3=3abc;当a+b+c>0时,则a3+b3+c3-3abc ≥0,即a3+b3+c3≥3abc,而且,当且仅当a=b=c时,等号成立.如果令x=a3≥0,y=b3≥0,z=c3≥0,则有等号成立的充要条件是x=y=z.这也是一个常用的结论.例3 分解因式:x15+x14+x13+…+x2+x+1.分析这个多项式的特点是:有16项,从最高次项x15开始,x的次数顺次递减至0,由此想到应用公式a n-b n来分解.解因为x16-1=(x-1)(x15+x14+x13+…x2+x+1),所以说明在本题的分解过程中,用到先乘以(x-1),再除以(x-1)的技巧,这一技巧在等式变形中很常用.2.拆项、添项法因式分解是多项式乘法的逆运算.在多项式乘法运算时,整理、化简常将几个同类项合并为一项,或将两个仅符号相反的同类项相互抵消为零.在对某些多项式分解因式时,需要恢复那些被合并或相互抵消的项,即把多项式中的某一项拆成两项或多项,或者在多项式中添上两个仅符合相反的项,前者称为拆项,后者称为添项.拆项、添项的目的是使多项式能用分组分解法进行因式分解.例4 分解因式:x3-9x+8.分析本题解法很多,这里只介绍运用拆项、添项法分解的几种解法,注意一下拆项、添项的目的与技巧.解法1 将常数项8拆成-1+9.原式=x3-9x-1+9=(x3-1)-9x+9=(x-1)(x2+x+1)-9(x-1)=(x-1)(x2+x-8).解法2 将一次项-9x拆成-x-8x.原式=x3-x-8x+8=(x3-x)+(-8x+8)=x(x+1)(x-1)-8(x-1)=(x-1)(x2+x-8).解法3 将三次项x3拆成9x3-8x3.原式=9x3-8x3-9x+8=(9x3-9x)+(-8x3+8)=9x(x+1)(x-1)-8(x-1)(x2+x+1)=(x-1)(x2+x-8).解法4 添加两项-x2+x2.原式=x3-9x+8=x3-x2+x2-9x+8=x2(x-1)+(x-8)(x-1)=(x-1)(x2+x-8).说明由此题可以看出,用拆项、添项的方法分解因式时,要拆哪些项,添什么项并无一定之规,主要的是要依靠对题目特点的观察,灵活变换,因此拆项、添项法是因式分解诸方法中技巧性最强的一种.例5 分解因式:(1)x9+x6+x3-3;(2)(m2-1)(n2-1)+4mn;(3)(x+1)4+(x2-1)2+(x-1)4;(4)a3b-ab3+a2+b2+1.解 (1)将-3拆成-1-1-1.原式=x9+x6+x3-1-1-1=(x9-1)+(x6-1)+(x3-1)=(x3-1)(x6+x3+1)+(x3-1)(x3+1)+(x3-1)=(x3-1)(x6+2x3+3)=(x-1)(x2+x+1)(x6+2x3+3).(2)将4mn拆成2mn+2mn.原式=(m2-1)(n2-1)+2mn+2mn=m2n2-m2-n2+1+2mn+2mn=(m2n2+2mn+1)-(m2-2mn+n2)=(mn+1)2-(m-n)2=(mn+m-n+1)(mn-m+n+1).(3)将(x2-1)2拆成2(x2-1)2-(x2-1)2.原式=(x+1)4+2(x2-1)2-(x2-1)2+(x-1)4=[(x+1)4+2(x+1)2(x-1)2+(x-1)4]-(x2-1)2=[(x+1)2+(x-1)2]2-(x2-1)2=(2x2+2)2-(x2-1)2=(3x2+1)(x2+3).(4)添加两项+ab-ab.原式=a3b-ab3+a2+b2+1+ab-ab=(a3b-ab3)+(a2-ab)+(ab+b2+1)=ab(a+b)(a-b)+a(a-b)+(ab+b2+1)=a(a-b)[b(a+b)+1]+(ab+b2+1)=[a(a-b)+1](ab+b2+1)=(a2-ab+1)(b2+ab+1).说明 (4)是一道较难的题目,由于分解后的因式结构较复杂,所以不易想到添加+ab-ab,而且添加项后分成的三项组又无公因式,而是先将前两组分解,再与第三组结合,找到公因式.这道题目使我们体会到拆项、添项法的极强技巧所在,同学们需多做练习,积累经验.3.换元法换元法指的是将一个较复杂的代数式中的某一部分看作一个整体,并用一个新的字母替代这个整体来运算,从而使运算过程简明清晰.例6 分解因式:(x2+x+1)(x2+x+2)-12.分析将原式展开,是关于x的四次多项式,分解因式较困难.我们不妨将x2+x看作一个整体,并用字母y来替代,于是原题转化为关于y 的二次三项式的因式分解问题了.解设x2+x=y,则原式=(y+1)(y+2)-12=y2+3y-10=(y-2)(y+5)=(x2+x-2)(x2+x+5)=(x-1)(x+2)(x2+x+5).说明本题也可将x2+x+1看作一个整体,比如今x2+x+1=u,一样可以得到同样的结果,有兴趣的同学不妨试一试.例7 分解因式:(x2+3x+2)(4x2+8x+3)-90.分析先将两个括号内的多项式分解因式,然后再重新组合.解原式=(x+1)(x+2)(2x+1)(2x+3)-90=[(x+1)(2x+3)][(x+2)(2x+1)]-90=(2x2+5x+3)(2x2+5x+2)-90.令y=2x2+5x+2,则原式=y(y+1)-90=y2+y-90=(y+10)(y-9)=(2x2+5x+12)(2x2+5x-7)=(2x2+5x+12)(2x+7)(x-1).说明对多项式适当的恒等变形是我们找到新元(y)的基础.例8 分解因式:(x2+4x+8)2+3x(x2+4x+8)+2x2.解设x2+4x+8=y,则原式=y2+3xy+2x2=(y+2x)(y+x)=(x2+6x+8)(x2+5x+8)=(x+2)(x+4)(x2+5x+8).说明由本题可知,用换元法分解因式时,不必将原式中的元都用新元代换,根据题目需要,引入必要的新元,原式中的变元和新变元可以一起变形,换元法的本质是简化多项式.例9分解因式:6x4+7x3-36x2-7x+6.解法1 原式=6(x4+1)+7x(x2-1)-36x2=6[(x4-2x2+1)+2x2]+7x(x2-1)-36x2=6[(x2-1)2+2x2]+7x(x2-1)-36x2=6(x2-1)2+7x(x2-1)-24x2=[2(x2-1)-3x][3(x2-1)+8x]=(2x2-3x-2)(3x2+8x-3)=(2x+1)(x-2)(3x-1)(x+3).说明本解法实际上是将x2-1看作一个整体,但并没有设立新元来代替它,即熟练使用换元法后,并非每题都要设置新元来代替整体.解法2原式=x2[6(t2+2)+7t-36]=x2(6t2+7t-24)=x2(2t-3)(3t+8)=x2[2(x-1/x)-3][3(x-1/x)+8]=(2x2-3x-2)(3x2+8x-3)=(2x+1)(x-2)(3x-1)(x+3).例10 分解因式:(x2+xy+y2)-4xy(x2+y2).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)2-xy]2-4xy[(x+y)2-2xy].令x+y=u,xy=v,则原式=(u2-v)2-4v(u2-2v)=u4-6u2v+9v2=(u2-3v)2=(x2+2xy+y2-3xy)2=(x2-xy+y2)2.练习一1.分解因式:(2)x10+x5-2;(4)(x5+x4+x3+x2+x+1)2-x5.2.分解因式:(1)x3+3x2-4;(2)x4-11x2y2+y2;(3)x3+9x2+26x+24;(4)x4-12x+323.3.分解因式:(1)(2x2-3x+1)2-22x2+33x-1;(2)x4+7x3+14x2+7x+1;(3)(x+y)3+2xy(1-x-y)-1;(4)(x+3)(x2-1)(x+5)-20.。
八年级数学(竞赛)因式分解
第一讲 分解方法的延拓——换元法与主元法因式分解是针对多项式的一种恒等变形,提公因式法、公式法,分组分解法是因式分解的基本方法,通常根据多项式的项数来选择分解的方法.一些复杂的因式分解问题.常用到换元法和主元法.所谓换元,即对结构比较复杂的多项式,若把其中某些部分看成一个整体,用新字母代替(即换元),则能使复杂的问题简单化、明朗化,在减少多项式项数,降低多项式结构复杂程度等方面有独到作用.所谓主元,即在解多变元问题时,选择其中某个变元为主要元素,视其他变元为常量,将原式重新整理成关于这个字母的按降幂排列的多项式,则能排除字母间的干扰,简化问题的结构.例题求解【例1】分解因式:10)3)(4(2424+++-+x x x x = .(第12届“五羊杯”竞赛题)思路点拨 视24x x +为一个整体.用一个新字母代替,从而能简化式子的结构.【例2】 多项式xyz y z x y z x x z z y y x 2222222-++-+-因式分解后的结果是( ).A .(y -z)(x+y)(x -z)B .(y -z)(x -y)(x +z)C . (y+z)(x 一y)(x+z)D .(y 十z)(x+y)(x 一z) (上海市竞赛题)思路点拨 原式是一个复杂的三元三次多项式,直接分解有一定困难,把原式整理成关于某个字母按降幂排列的多项式,改变其结构,寻找分解的突破口.【例3】把下列各式分解因式:(1)(x+1)(x +2)(x+3)(x+6)+ x 2; (天津市竞赛题)(2)1999x 2一(19992一1)x 一1999; (重庆市竞赛题)(3)(x+y -2xy)(x+y -2)+(xy -1)2; (“希望杯”邀请赛试题)(4)(2x -3y)3十(3x -2y)3-125(x -y)3. (第13届“五羊杯”竞赛题)思路点拔 (1)是形如abcd+e 型的多项式,分解这类多项式时,可适当把4个因式两两分组,使得分组相乘后所得的有相同的部分;(2)式中系数较大,不妨把数用字母表示;(3)式中x+y ;xy 多次出现,可引入两个新字母,突出式子特点;(4)式前两项与后一项有密切联系.【例4】把下列各式分解因式:(1)a 2(b 一c)+b 2(c -a)+c 2 (a 一b); (2)x 2+xy -2y 2-x+7y -6.思路点拨 (1)式字母多次数高,可尝试用主元法;(2)式是形如ax 2+bxy+cy 2+dx+ey+f 的二元二次多项式,解题思路宽,用主元法或分组分解法或用待定系数法分解.【例5】证明:对任何整数 x 和y ,下式的值都不会等于33.x 5+3x 4y -5x 3y 2一15x 2y 3+4xy 4+12y 5.(莫斯科奥林匹克八年级试题)思路点拨 33不可能分解为四个以上不同因数的积,于是将问题转化为只需证明原式可分解为四个以上因式的乘积即可.注:分组分解法是因式分解的量本方法,体现了化整体为局部、又统揽全局的思想.如何恰当分组是解题的关键,常见的分组方法有:(1)按字母分组;(2)按次数分组; (3)按系数分组.为了能迅速解决一些与代教式恒等变形相关的问题,读者因熟悉如下多项式分解因式后的结果:(1)))((2233b ab a b a b a +±=± ;(2)))((3222333ac bc ab c b a c b a abc c b a ---++++=-++学历训练1.分解因式:(x 2+3x)2-2(x 2+3x)-8= .2.分解因式:(x 2+x+1)(x 2+x+2)-12= .3.分解因式:x 2-xy -2y 2-x -y= .4.已知二次三项式82--mx x 在整数范围内可以分解为两个一次因式的积,则整数m 的可能取值为 .5.下列各式分解因式后,可表示为一次因式乘积的是( ).A .2727923-+-x x xB .272723-+-x x xC .272734-+-x x xD .279323-+-x x x (第13届“希望杯”邀请赛试题)6.若51-=+b a ,13=+b a ,则53912322+++b ab a 的值为( ). A .92 B .32 C .54 D .0 7.分解因式:(1)(x 2+4x+8)2+3x(x 2+4x+8)+2x 2; (2)(2x 2-3x+1)2一22x 2+33x -1;(3)x 4+2001x 2+2000x+2001; (4)(6x -1)(2 x -1)(3 x -1)( x -1)+x 2;(5)bc ac ab c b a 54332222+++++; (6)613622-++-+y x y xy x .8.分解因式:22635y y x xy x ++++= .9.分解因式:333)()2()2(y x y x -----= .10.613223+-+x x x 的因式是( )A .12-xB .2+xC .3-xD .12+xE .12+x11.已知c b a >>,M=a c c b b a 222++,N=222ca bc ab ++,则M 与N 的大小关系是( )A .M<NB .M> NC .M =ND .不能确定12.把下列各式分解因式:(1)22212)16)(1(a a a a a ++-++; (2)91)72)(9)(52(2---+a a a ; (黄冈市竞赛题)(3)2)1()21(2)3()1(-+-++-+++y x y x xy xy xy ; (天津市竞赛题)(4)4242410)13)(14(x x x x x ++++-;(第13届“五羊杯”竞赛题)(5)z y xy xyz y x z x x 222232242-++--. (天津市竞赛题)17.已知乘法公式:))((43223455b ab b a b a a b a b a +-+-+=+; ))((43223455b ab b a b a a b a b a ++++-=-. 利用或者不利用上述公式,分解因式:12468++++x x x x (“祖冲之杯”邀请赛试题)18.已知在ΔABC 中,010616222=++--bc ab c b a (a 、b 、c 是三角形三边的长).求证:b c a 2=+第二讲 分解方法的延拓——配方法与待定系数法在数学课外活动中,配方法与待定系数法也是分解因式的重要方法。
因式分解及其应用(竞赛)
因式分解及其应用一. 因式分解的应用例1. 已知的大小和比较ay bx by ax y x b a ++<<,,。
练习: 已知的大小和比较18152,6232-<<x x x 。
例2. 已知a 是大于1的自然数,求证:44+a 是一个合数。
练习:已知正整数n 使得1312++n n 以及都是平方数,问3n 5+是质数还是合数? (注:平方数是指可以写成某个数的平方)例3. 解方程333)224()13(11x x x -=-+-)(练习:已知y x ,都是正整数,满足条件,880,7122=+=++xy y x y x xy 求22y x + 的值。
例4.已知非0实数c b c a b a cb ac b a c b a +++++=++,,,1111,,求证:满足中至少有一个为0.练习:(1)已知bc ac ab c b a ++=++222,证明:c b a == (2)非0实数=++c b a c b a 111,,满足c b a ++1,333111c b a ++求证: 3331cb a ++=二. 因式定理对于一个多项式)(x f ,当且仅当a x =时多项式的值为0时,多项式有因式a x -。
例5.分解因式30193--x x练习:814723+++x x x例6、 分解因式:262234+---x x x x练习:分解因式:673+-x x作业:1、 分解因式(1)2410323--+x x x (2)2426923+++x x x(3)8292234+--+x x x x2、 已知1,1>>b a 比较2222ab b a ab b a ++与的大小3、已知a 是自然数,那么9324+-a a 是质数还是合数?(注意讨论)。
(完整)初中数学竞赛因式分解专题
初中数学竞赛专题——因式分解多项式的因式分解是代数式恒等变形的基本形式之一,它被广泛地应用于初等数学之中,是我们解决许多数学问题的有力工具.因式分解方法灵活,技巧性强,学习这些方法与技巧,不仅是掌握因式分解内容所必需的,而且对于培养学生的解题技能,发展学生的思维能力,都有着十分独特的作用.初中数学教材中主要介绍了提取公因式法、运用公式法、分组分解法和十字相乘法.本讲及下一讲在中学数学教材基础上,对因式分解的方法、技巧和应用作进一步的介绍.1.运用公式法在整式的乘、除中,我们学过若干个乘法公式,现将其反向使用,即为因式分解中常用的公式,例如:(1)a2-b2=(a+b)(a-b);(2)a2±2ab+b2=(a±b)2;(3)a3+b3=(a+b)(a2-ab+b2);(4)a3-b3=(a-b)(a2+ab+b2).下面再补充几个常用的公式:(5)a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca=(a+b+c)2;(6)a3+b3+c3-3abc=(a+b+c)(a2+b2+c2-ab-bc-ca);(7)a n-b n=(a-b)(a n-1+a n-2b+a n-3b2+…+ab n-2+b n-1)其中n为正整数;(8)a n-b n=(a+b)(a n-1-a n-2b+a n-3b2-…+ab n-2-b n-1),其中n为偶数;(9)a n+b n=(a+b)(a n-1-a n-2b+a n-3b2-…-ab n-2+b n-1),其中n为奇数.运用公式法分解因式时,要根据多项式的特点,根据字母、系数、指数、符号等正确恰当地选择公式.例1 分解因式:(1)-2x5n-1y n+4x3n-1y n+2-2x n-1y n+4;(2)x3-8y3-z3-6xyz;(3)a2+b2+c2-2bc+2ca-2ab;(4)a7-a5b2+a2b5-b7.解 (1)原式=-2x n-1y n(x4n-2x2ny2+y4)=-2x n-1y n[(x2n)2-2x2ny2+(y2)2]=-2x n-1y n(x2n-y2)2=-2x n-1y n(x n-y)2(x n+y)2.(2)原式=x3+(-2y)3+(-z)3-3x(-2y)(-Z)=(x-2y-z)(x2+4y2+z2+2xy+xz-2yz).(3)原式=(a2-2ab+b2)+(-2bc+2ca)+c2=(a-b)2+2c(a-b)+c2=(a-b+c)2.本小题可以稍加变形,直接使用公式(5),解法如下:原式=a2+(-b)2+c2+2(-b)c+2ca+2a(-b)=(a-b+c)2(4)原式=(a7-a5b2)+(a2b5-b7)=a5(a2-b2)+b5(a2-b2)=(a2-b2)(a5+b5)=(a+b)(a-b)(a+b)(a4-a3b+a2b2-ab3+b4)=(a+b)2(a-b)(a4-a3b+a2b2-ab3+b4)例2 分解因式:a3+b3+c3-3abc.本题实际上就是用因式分解的方法证明前面给出的公式(6).分析我们已经知道公式(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3的正确性,现将此公式变形为a3+b3=(a+b)3-3ab(a+b).这个式也是一个常用的公式,本题就借助于它来推导.解原式=(a+b)3-3ab(a+b)+c3-3abc=[(a+b)3+c3]-3ab(a+b+c)=(a+b+c)[(a+b)2-c(a+b)+c2]-3ab(a+b+c)=(a+b+c)(a2+b2+c2-ab-bc-ca).说明公式(6)是一个应用极广的公式,用它可以推出很多有用的结论,例如:我们将公式(6)变形为a3+b3+c3-3abc显然,当a+b+c=0时,则a3+b3+c3=3abc;当a+b+c>0时,则a3+b3+c3-3abc≥0,即a3+b3+c3≥3abc,而且,当且仅当a=b=c时,等号成立.如果令x=a3≥0,y=b3≥0,z=c3≥0,则有等号成立的充要条件是x=y=z.这也是一个常用的结论.例3 分解因式:x15+x14+x13+…+x2+x+1.分析这个多项式的特点是:有16项,从最高次项x15开始,x的次数顺次递减至0,由此想到应用公式a n-b n来分解.解因为x16-1=(x-1)(x15+x14+x13+…x2+x+1),所以说明在本题的分解过程中,用到先乘以(x-1),再除以(x-1)的技巧,这一技巧在等式变形中很常用.2.拆项、添项法因式分解是多项式乘法的逆运算.在多项式乘法运算时,整理、化简常将几个同类项合并为一项,或将两个仅符号相反的同类项相互抵消为零.在对某些多项式分解因式时,需要恢复那些被合并或相互抵消的项,即把多项式中的某一项拆成两项或多项,或者在多项式中添上两个仅符合相反的项,前者称为拆项,后者称为添项.拆项、添项的目的是使多项式能用分组分解法进行因式分解.例4 分解因式:x3-9x+8.分析本题解法很多,这里只介绍运用拆项、添项法分解的几种解法,注意一下拆项、添项的目的与技巧.解法1 将常数项8拆成-1+9.原式=x3-9x-1+9=(x3-1)-9x+9=(x-1)(x2+x+1)-9(x-1)=(x-1)(x2+x-8).解法2 将一次项-9x拆成-x-8x.原式=x3-x-8x+8=(x3-x)+(-8x+8)=x(x+1)(x-1)-8(x-1)=(x-1)(x2+x-8).解法3 将三次项x3拆成9x3-8x3.原式=9x3-8x3-9x+8=(9x3-9x)+(-8x3+8)=9x(x+1)(x-1)-8(x-1)(x2+x+1)=(x-1)(x2+x-8).解法4 添加两项-x2+x2.原式=x3-9x+8=x3-x2+x2-9x+8=x2(x-1)+(x-8)(x-1)=(x-1)(x2+x-8).说明由此题可以看出,用拆项、添项的方法分解因式时,要拆哪些项,添什么项并无一定之规,主要的是要依靠对题目特点的观察,灵活变换,因此拆项、添项法是因式分解诸方法中技巧性最强的一种.例5 分解因式:(1)x9+x6+x3-3;(2)(m2-1)(n2-1)+4mn;(3)(x+1)4+(x2-1)2+(x-1)4;(4)a3b-ab3+a2+b2+1.解 (1)将-3拆成-1-1-1.原式=x9+x6+x3-1-1-1=(x9-1)+(x6-1)+(x3-1)=(x3-1)(x6+x3+1)+(x3-1)(x3+1)+(x3-1)=(x3-1)(x6+2x3+3)=(x-1)(x2+x+1)(x6+2x3+3).(2)将4mn拆成2mn+2mn.原式=(m2-1)(n2-1)+2mn+2mn=m2n2-m2-n2+1+2mn+2mn=(m2n2+2mn+1)-(m2-2mn+n2)=(mn+1)2-(m-n)2=(mn+m-n+1)(mn-m+n+1).(3)将(x2-1)2拆成2(x2-1)2-(x2-1)2.原式=(x+1)4+2(x2-1)2-(x2-1)2+(x-1)4=[(x+1)4+2(x+1)2(x-1)2+(x-1)4]-(x2-1)2=[(x+1)2+(x-1)2]2-(x2-1)2=(2x2+2)2-(x2-1)2=(3x2+1)(x2+3).(4)添加两项+ab-ab.原式=a3b-ab3+a2+b2+1+ab-ab=(a3b-ab3)+(a2-ab)+(ab+b2+1)=ab(a+b)(a-b)+a(a-b)+(ab+b2+1)=a(a-b)[b(a+b)+1]+(ab+b2+1)=[a(a-b)+1](ab+b2+1)=(a2-ab+1)(b2+ab+1).说明 (4)是一道较难的题目,由于分解后的因式结构较复杂,所以不易想到添加+ab-ab,而且添加项后分成的三项组又无公因式,而是先将前两组分解,再与第三组结合,找到公因式.这道题目使我们体会到拆项、添项法的极强技巧所在,同学们需多做练习,积累经验.3.换元法换元法指的是将一个较复杂的代数式中的某一部分看作一个整体,并用一个新的字母替代这个整体来运算,从而使运算过程简明清晰.例6 分解因式:(x2+x+1)(x2+x+2)-12.分析将原式展开,是关于x的四次多项式,分解因式较困难.我们不妨将x2+x看作一个整体,并用字母y来替代,于是原题转化为关于y的二次三项式的因式分解问题了.解设x2+x=y,则原式=(y+1)(y+2)-12=y2+3y-10=(y-2)(y+5)=(x2+x-2)(x2+x+5)=(x-1)(x+2)(x2+x+5).说明本题也可将x2+x+1看作一个整体,比如今x2+x+1=u,一样可以得到同样的结果,有兴趣的同学不妨试一试.例7 分解因式:(x2+3x+2)(4x2+8x+3)-90.分析先将两个括号内的多项式分解因式,然后再重新组合.解原式=(x+1)(x+2)(2x+1)(2x+3)-90=[(x+1)(2x+3)][(x+2)(2x+1)]-90=(2x2+5x+3)(2x2+5x+2)-90.令y=2x2+5x+2,则原式=y(y+1)-90=y2+y-90=(y+10)(y-9)=(2x2+5x+12)(2x2+5x-7)=(2x2+5x+12)(2x+7)(x-1).说明对多项式适当的恒等变形是我们找到新元(y)的基础.例8 分解因式:(x2+4x+8)2+3x(x2+4x+8)+2x2.解设x2+4x+8=y,则原式=y2+3xy+2x2=(y+2x)(y+x)=(x2+6x+8)(x2+5x+8)=(x+2)(x+4)(x2+5x+8).说明由本题可知,用换元法分解因式时,不必将原式中的元都用新元代换,根据题目需要,引入必要的新元,原式中的变元和新变元可以一起变形,换元法的本质是简化多项式.例9分解因式:6x4+7x3-36x2-7x+6.解法1 原式=6(x4+1)+7x(x2-1)-36x2=6[(x4-2x2+1)+2x2]+7x(x2-1)-36x2=6[(x2-1)2+2x2]+7x(x2-1)-36x2=6(x2-1)2+7x(x2-1)-24x2=[2(x2-1)-3x][3(x2-1)+8x]=(2x2-3x-2)(3x2+8x-3)=(2x+1)(x-2)(3x-1)(x+3).说明本解法实际上是将x2-1看作一个整体,但并没有设立新元来代替它,即熟练使用换元法后,并非每题都要设置新元来代替整体.解法2原式=x2[6(t2+2)+7t-36]=x2(6t2+7t-24)=x2(2t-3)(3t+8)=x2[2(x-1/x)-3][3(x-1/x)+8]=(2x2-3x-2)(3x2+8x-3)=(2x+1)(x-2)(3x-1)(x+3).例10 分解因式:(x2+xy+y2)-4xy(x2+y2).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)2-xy]2-4xy[(x+y)2-2xy].令x+y=u,xy=v,则原式=(u2-v)2-4v(u2-2v)=u4-6u2v+9v2=(u2-3v)2=(x2+2xy+y2-3xy)2 =(x2-xy+y2)2.。
(完整版)因式分解(竞赛题)含答案
因式分解1、导入:有两个人相约到山上去寻找精美的石头,甲背了满满的一筐,乙的筐里只有一个他认为是最精美的石头。
甲就笑乙:“你为什么只挑一个啊?”乙说:“漂亮的石头虽然多,但我只选一个最精美的就够了。
”甲笑而不语,下山的路上,甲感到负担越来越重,最后不得已不断地从一筐的石头中挑一个最差的扔下,到下山的时候他的筐里结果只剩下一个石头!启示:人生中会有许多的东西,值得留恋,有的时候你应该学会去放弃。
二、知识点回顾:1.运用公式法 在整式的乘、除中,我们学过若干个乘法公式,现将其反向使用,即为因式分解中常用的公式,例如: (1)a2-b2=(a+b)(a-b); (2)a2±2ab+b2=(a±b)2; (3)a3+b3=(a+b)(a2-ab+b2); (4)a3-b3=(a-b)(a2+ab+b2). 下面再补充几个常用的公式: (5)a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca=(a+b+c)2; (6)a3+b3+c3-3abc=(a+b+c)(a2+b2+c2-ab-bc-ca); (7)a n-b n=(a-b)(a n-1+a n-2b+a n-3b2+…+ab n-2+b n-1)其中n为正整数; (8)a n-b n=(a+b)(a n-1-a n-2b+a n-3b2-…+ab n-2-b n-1),其中n为偶数;(9)a n+b n=(a+b)(a n-1-a n-2b+a n-3b2-…-ab n-2+b n-1),其中n为奇数. 运用公式法分解因式时,要根据多项式的特点,根据字母、系数、指数、符号等正确恰当地选择公式.三、专题讲解 例1 分解因式: (1)-2x5n-1y n+4x3n-1y n+2-2x n-1y n+4;(2)x3-8y3-z3-6xyz; 解 (1)原式=-2x n-1y n(x4n-2x2ny2+y4) =-2x n-1y n[(x2n)2-2x2ny2+(y2)2] =-2x n-1y n(x2n-y2)2 =-2x n-1y n(x n-y)2(x n+y)2.(2)原式=x3+(-2y)3+(-z)3-3x(-2y)(-Z) =(x-2y-z)(x2+4y2+z2+2xy+xz-2yz). 例2 分解因式:a 3+b 3+c 3-3abc . 本题实际上就是用因式分解的方法证明前面给出的公式(6). 分析 我们已经知道公式(a+b)3=a 3+3a 2b+3ab 2+b 3 的正确性,现将此公式变形为a 3+b 3=(a+b)3-3ab(a+b). 这个式也是一个常用的公式,本题就借助于它来推导. 解 原式=(a+b)3-3ab(a+b)+c 3-3abc =[(a+b)3+c 3]-3ab(a+b+c) =(a+b+c)[(a+b)2-c(a+b)+c 2]-3ab(a+b+c) =(a+b+c)(a 2+b 2+c 2-ab -bc -ca). 说明 公式(6)是一个应用极广的公式,用它可以推出很多有用的结论,例如:我们将公式(6)变形为a 3+b 3+c 3-3abc 显然,当a+b+c=0时,则a 3+b 3+c 3=3abc ;当a+b+c >0时,则a 3+b 3+c 3-3abc≥0,即a 3+b 3+c 3≥3abc,而且,当且仅当a=b=c 时,等号成立. 如果令x=a 3≥0,y=b 3≥0,z=c 3≥0,则有 等号成立的充要条件是x=y=z .这也是一个常用的结论.※※变式练习 1分解因式:x 15+x 14+x 13+…+x 2+x+1. 分析 这个多项式的特点是:有16项,从最高次项x 15开始,x 的次数顺次递减至0,由此想到应用公式a n -b n 来分解. 解 因为 x 16-1=(x -1)(x 15+x 14+x 13+…x 2+x+1), 所以 说明 在本题的分解过程中,用到先乘以(x -1),再除以(x -1)的技巧,这一技巧在等式变形中很常用. 2.拆项、添项法 因式分解是多项式乘法的逆运算.在多项式乘法运算时,整理、化简常将几个同类项合并为一项,或将两个仅符号相反的同类项相互抵消为零.在对某些多项式分解因式时,需要恢复那些被合并或相互抵消的项,即把多项式中的某一项拆成两项或多项,或者在多项式中添上两个仅符合相反的项,前者称为拆项,后者称为添项.拆项、添项的目的是使多项式能用分组分解法进行因式分解. 例3 分解因式:x3-9x+8. 分析本题解法很多,这里只介绍运用拆项、添项法分解的几种解法,注意一下拆项、添项的目的与技巧. 解法1 将常数项8拆成-1+9. 原式=x3-9x-1+9 =(x3-1)-9x+9 =(x-1)(x2+x+1)-9(x-1) =(x-1)(x2+x-8). 解法2 将一次项-9x拆成-x-8x. 原式=x3-x-8x+8 =(x3-x)+(-8x+8) =x(x+1)(x-1)-8(x-1) =(x-1)(x2+x-8). 解法3 将三次项x3拆成9x3-8x3. 原式=9x3-8x3-9x+8 =(9x3-9x)+(-8x3+8) =9x(x+1)(x-1)-8(x-1)(x2+x+1) =(x-1)(x2+x-8). 解法4 添加两项-x2+x2. 原式=x3-9x+8 =x3-x2+x2-9x+8 =x2(x-1)+(x-8)(x-1) =(x-1)(x2+x-8). 说明由此题可以看出,用拆项、添项的方法分解因式时,要拆哪些项,添什么项并无一定之规,主要的是要依靠对题目特点的观察,灵活变换,因此拆项、添项法是因式分解诸方法中技巧性最强的一种.※※变式练习 1分解因式: (1)x9+x6+x3-3; (2)(m2-1)(n2-1)+4mn; (3)(x+1)4+(x2-1)2+(x-1)4; (4)a3b-ab3+a2+b2+1. 解 (1)将-3拆成-1-1-1. 原式=x9+x6+x3-1-1-1 =(x9-1)+(x6-1)+(x3-1) =(x3-1)(x6+x3+1)+(x3-1)(x3+1)+(x3-1) =(x3-1)(x6+2x3+3) =(x-1)(x2+x+1)(x6+2x3+3). (2)将4mn拆成2mn+2mn. 原式=(m2-1)(n2-1)+2mn+2mn =m2n2-m2-n2+1+2mn+2mn =(m2n2+2mn+1)-(m2-2mn+n2) =(mn+1)2-(m-n)2 =(mn+m-n+1)(mn-m+n+1). (3)将(x2-1)2拆成2(x2-1)2-(x2-1)2. 原式=(x+1)4+2(x2-1)2-(x2-1)2+(x-1)4 =[(x+1)4+2(x+1)2(x-1)2+(x-1)4]-(x2-1)2 =[(x+1)2+(x-1)2]2-(x2-1)2 =(2x2+2)2-(x2-1)2=(3x2+1)(x2+3). (4)添加两项+ab-ab. 原式=a3b-ab3+a2+b2+1+ab-ab =(a3b-ab3)+(a2-ab)+(ab+b2+1) =ab(a+b)(a-b)+a(a-b)+(ab+b2+1) =a(a-b)[b(a+b)+1]+(ab+b2+1) =[a(a-b)+1](ab+b2+1) =(a2-ab+1)(b2+ab+1). 说明(4)是一道较难的题目,由于分解后的因式结构较复杂,所以不易想到添加+ab-ab,而且添加项后分成的三项组又无公因式,而是先将前两组分解,再与第三组结合,找到公因式.这道题目使我们体会到拆项、添项法的极强技巧所在,同学们需多做练习,积累经验. 3.换元法 换元法指的是将一个较复杂的代数式中的某一部分看作一个整体,并用一个新的字母替代这个整体来运算,从而使运算过程简明清晰. 例4 分解因式:(x2+x+1)(x2+x+2)-12. 分析将原式展开,是关于x的四次多项式,分解因式较困难.我们不妨将x2+x看作一个整体,并用字母y来替代,于是原题转化为关于y的二次三项式的因式分解问题了. 解设x2+x=y,则 原式=(y+1)(y+2)-12=y2+3y-10 =(y-2)(y+5)=(x2+x-2)(x2+x+5) =(x-1)(x+2)(x2+x+5). 说明本题也可将x2+x+1看作一个整体,比如今x2+x+1=u,一样可以得到同样的结果,有兴趣的同学不妨试一试. 例5 分解因式:(x2+3x+2)(4x2+8x+3)-90. 分析先将两个括号内的多项式分解因式,然后再重新组合. 解原式=(x+1)(x+2)(2x+1)(2x+3)-90 =[(x+1)(2x+3)][(x+2)(2x+1)]-90 =(2x2+5x+3)(2x2+5x+2)-90. 令y=2x2+5x+2,则 原式=y(y+1)-90=y2+y-90 =(y+10)(y-9) =(2x2+5x+12)(2x2+5x-7) =(2x2+5x+12)(2x+7)(x-1). 说明对多项式适当的恒等变形是我们找到新元(y)的基础.※※变式练习 1.分解因式:(x2+4x+8)2+3x(x2+4x+8)+2x2. 解设x2+4x+8=y,则 原式=y2+3xy+2x2=(y+2x)(y+x) =(x2+6x+8)(x2+5x+8) =(x+2)(x+4)(x2+5x+8). 说明由本题可知,用换元法分解因式时,不必将原式中的元都用新元代换,根据题目需要,引入必要的新元,原式中的变元和新变元可以一起变形,换元法的本质是简化多项式. 1.双十字相乘法 分解二次三项式时,我们常用十字相乘法.对于某些二元二次六项式(ax2+bxy+cy2+dx+ey+f),我们也可以用十字相乘法分解因式. 例如,分解因式2x2-7xy-22y2-5x+35y-3.我们将上式按x降幂排列,并把y当作常数,于是上式可变形为2x2-(5+7y)x-(22y2-35y+3), 可以看作是关于x的二次三项式.的二次三项式,也可以用十字相乘法,分解为 对于常数项而言,它是关于y 即:-22y2+35y-3=(2y-3)(-11y+1).的二次三项式分解 再利用十字相乘法对关于x 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)=2x2-7xy-22y2; (x-3)(2x+1)=2x2-5x-3;(2y-3)(-11y+1)=-22y2+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ax2+bxy+cy2+dx+ey+f进行因式分解的步骤是: (1)用十字相乘法分解ax2+bxy+cy2,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)x2-3xy-10y2+x+9y-2; (2)x2-y2+5x+3y+4; (3)xy+y2+x-y-2; (4)6x2-7xy-3y2-xz+7yz-2z2. 解 (1)原式=(x-5y+2)(x+2y-1).(2) 原式=(x+y+1)(x-y+4).来分解. (3)原式中缺x2项,可把这一项的系数看成0 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a n x n+a n-1x n-1+…+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)=x2-3x+2,g(x)=x5+x2+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)=12-3×1+2=0; f(-2)=(-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. 定理2 的根,则必有p是a0的约数,q是a n的约数.特别地,当a0=1时,整系数多项式f(x)的整数根均为a n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:x3-4x2+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)=23-4×22+6×2-4=0,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 3-2x 2)-(2x 2-4x)+(2x-4) =x 2(x-2)-2x(x-2)+2(x-2) =(x-2)(x 2-2x+2). 解法2 用多项式除法,将原式除以(x-2), 所以原式=(x-2)(x 2-2x+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 1. 分解因式:9x 4-3x 3+7x 2-3x-2. 分析 因为9的约数有±1,±3,±9;-2的约数有±1,±为: 所以,原式有因式9x 2-3x-2. 解 9x 4-3x 3+7x 2-3x-2 =9x 4-3x 3-2x 2+9x 2-3x-2 =x 2(9x 3-3x-2)+9x 2-3x-2 =(9x 2-3x-2)(x 2+1) =(3x+1)(3x-2)(x 2+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,如上题中的因式可以化为9x2-3x-2,这样可以简化分解过程. 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:x2+3xy+2y2+4x+5y+3. 分析由于 (x2+3xy+2y2)=(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 x2+3xy+2y2+4x+5y+3 =(x+2y+m)(x+y+n) =x2+3xy+2y2+(m+n)x+(m+2n)y+mn, 比较两边对应项的系数,则有 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 1.分解因式:x4-2x3-27x2-44x+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(x2+ax+b)(x2+cx+d)的形式. 解设 原式=(x2+ax+b)(x2+cx+d) =x4+(a+c)x3+(b+d+ac)x2+(ad+bc)x+bd, 所以有有 由bd=7,先考虑b=1,d=7 所以 原式=(x2-7x+1)(x2+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. 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:(x2+xy+y2)-4xy(x2+y2). 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)2-xy]2-4xy[(x+y)2-2xy].令x+y=u,xy=v,则 原式=(u2-v)2-4v(u2-2v) =u4-6u2v+9v2 =(u2-3v)2 =(x2+2xy+y2-3xy)2 =(x2-xy+y2)2.五、反思总结。
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初中数学竞赛专题——因式分解多式的因式分解是代数式恒等形的基本形式之一,它被广泛地用于初等数学之中,是我解决多数学的有力工具.因式分解方法灵活,技巧性,学些方法与技巧,不是掌握因式分解内容所必需的,而且于培养学生的解技能,展学生的思能力,都有着十分独特的作用.初中数学教材中主要介了提取公因式法、运用公式法、分分解法和十字相乘法.本及下一在中学数学教材基上,因式分解的方法、技巧和用作一步的介.1.运用公式法在整式的乘、除中,我学若干个乘法公式,将其反向使用,即因式分解中常用的公式,例如:(1)a 2-b2=(a+b)(a -b) ;(2)a 2± 2ab+b2=(a ± b) 2;(3)a 3 3 2 2 +b =(a+b)(a -ab+b ) ;(4)a 3 3 2 2 -b =(a -b)(a +ab+b ) .下面再充几个常用的公式:(5)a 2+b2+c2+2ab+2bc+2ca=(a+b+c) 2;(6)a 3+b3+c3-3abc=(a+b+c)(a2+b2+c2-ab-bc-ca);(7)a n-b n=(a -b)(a n-1 +a n-2 b+a n-3b2+⋯ +ab n-2 +b n-1 ) 其中 n 正整数;(8)a n n n-1 n-2b+an-3 2 n-2n-1) ,其中 n 偶数;-b =(a+b)(a -a b -⋯ +ab -b(9)a n+b n=(a+b)(a n-1 -a n-2 b+a n-3 b2 -⋯ -ab n-2+b n-1) ,其中 n 奇数.运用公式法分解因式,要根据多式的特点,根据字母、系数、指数、符号等正确恰当地公式.例 1 分解因式:(1)-2x5n-1 y n+4x3n-1 y n+2-2x n-1 y n+4;(2)x 3-8y3-z3-6xyz ;(3)a 2+b2+c2-2bc+2ca -2ab;7 5 2 2 57(4)a -a b +a b -b .解(1) 原式 =-2x n-1 y n(x 4n-2x2ny2+y4)=-2x n-1 y n[(x 2n) 2 -2x 2ny2+(y 2) 2]=-2x n-1 y n(x 2n-y2) 2n-1 nn 2 n 2=-2x y (x -y) (x +y) .(2) 原式 =x3+( -2y) 3+( -z) 3-3x( -2y)( - Z)=(x -2y-z)(x 2+4y2+z2+2xy+xz -2yz) .(3) 原式 =(a 2 -2ab+b 2)+( -2bc+2ca)+c 21=(a -b) 2+2c(a -b)+c 2=(a -b+c) 2.本小可以稍加形,直接使用公式(5) ,解法如下:原式 =a2+( - b) 2+c2+2( -b)c+2ca+2a( -b)=(a -b+c) 2(4) 原式 =(a 7 5 2 2 5 7 -a b )+(a b -b )=a 5(a 2-b2)+b 5(a 2-b2) =(a 2-b2)(a 5+b5)=(a+b)(a4 3 2 2 3 4 - b)(a+b)(a -a b+a b -ab +b )2 43 2 2 3 4=(a+b) (a - b)(a - a b+a b -ab +b )例2 分解因式: a3+b3+c3-3abc.本上就是用因式分解的方法明前面出的公式(6) .分析我已知道公式(a+b) 3=a3+3a2b+3ab2+b3的正确性,将此公式形3 3 3a +b =(a+b) -3ab(a+b) .个式也是一个常用的公式,本就借助于它来推.3 3解原式 =(a+b) -3ab(a+b)+c -3abc= [ (a+b)3+c 3] -3ab(a+b+c)=(a+b+c) [ (a+b) 2 -c(a+b)+c 2] -3ab(a+b+c)=(a+b+c)(a 2+b2+c2 -ab-bc -ca) .明公式 (6) 是一个用极广的公式,用它可以推出很多有用的,例如:我将公式 (6) 形3 3 3a +b +c -3abc3 3 3;当 a+b+c> 0 3 3 3 3 3 3然,当 a+b+c=0 , a +b +c =3abc , a +b +c -3abc ≥ 0,即 a +b +c ≥3abc,而且,当且当 a=b=c ,等号成立.如果令x=a3≥ 0, y=b3≥ 0, z=c3≥ 0,有等号成立的充要条件是 x=y=z .也是一个常用的.例 3 分解因式: x15 +x14+x13+⋯+x2+x+1.2分析个多式的特点是:有 16 ,从最高次 x15开始, x 的次数次减至 0,由此想到用公式 a n -b n 来分解.解因x16-1=(x -1)(x 15+x14+x 13+⋯ x2+x+1) ,所以明在本的分解程中,用到先乘以(x -1) ,再除以 (x -1) 的技巧,一技巧在等式形中很常用.2.拆、添法因式分解是多式乘法的逆运算.在多式乘法运算,整理、化常将几个同合并一,或将两个符号相反的同相互抵消零.在某些多式分解因式,需要恢复那些被合并或相互抵消的,即把多式中的某一拆成两或多,或者在多式中添上两个符合相反的,前者称拆,后者称添.拆、添的目的是使多式能用分分解法行因式分解.例4 分解因式: x3 -9x+8.分析本解法很多,里只介运用拆、添法分解的几种解法,注意一下拆、添的目的与技巧.解法 1 将常数8 拆成 -1+9.33=(x -1) - 9x+92=(x -1)(x +x+1) -9(x -1)2=(x -1)(x +x-8) .解法 2 将一次 -9x 拆成 -x-8x .原式 =x3-x-8x+83=(x -x)+( -8x+8)=x(x+1)(x -1) -8(x -1)2解法 3 将三次x3拆成 9x3-8x3.原式 =9x 3 3-8x -9x+8=(9x 3 3+8)- 9x)+( -8x2=9x(x+1)(x -1) - 8(x -1)(x+x+1)2=(x -1)(x +x-8) .3解法 4 添加两项 -x 2+x 2. 原式 =x 3 -9x+8322=x -x +x -9x+8 =x 2 (x - 1)+(x -8)(x -1) =(x -1)(x 2+x-8) .说明 由此题可以看出,用拆项、添项的方法分解因式时,要拆哪些项,添什么项并无一定之规, 主要的是要依靠对题目特点的观察,灵活变换,因此拆项、添项法是因式分解诸方法中技巧性最强的一种.例 5 分解因式:(1)x 9+x 6+x 3-3;(2)(m 2-1)(n 2 -1)+4mn ;(3)(x+1)4+(x 2-1) 2+(x -1) 4;(4)a 3b-ab 3+a 2+b 2 +1.解 (1) 将 -3 拆成 -1-1-1.96 3原式 =x +x +x - 1- 1-1=(x 963-1)+(x -1)+(x -1)=(x 363333-1)(x +x +1)+(x -1)(x +1)+(x-1)=(x 3-1)(x6+2x3+3)=(x -1)(x 2+x+1)(x 6+2x 3+3) . (2) 将 4mn 拆成 2mn+2mn .22原式 =(m -1)(n -1)+2mn+2mn2 222=mn -m-n +1+2mn+2mn2222=(m n +2mn+1)-(m -2mn+n)=(mn+1) 22-(m-n)=(mn+m-n+1)(mn -m+n+1).(3) 将 (x 2-1) 2 拆成 2(x 2-1) 2-(x 2-1) 2.原式 =(x+1) 4+2(x 2222+(x -1) 4 -1) -(x -1)=[ (x+1) 422422+2(x+1) (x -1) +(x -1) ] - (x -1)=[ (x+1) 22222+(x - 1) ] -(x -1)22222+1)(x 2+3) .=(2x +2) -(x - 1) =(3x (4) 添加两项 +ab-ab .332 2原式 =a b-ab +a +b +1+ab-ab=(a 3b- ab 3)+(a 2-ab)+(ab+b 2+1)=ab(a+b)(a -b)+a(a -b)+(ab+b 2+1)42=a(a -b) [ b(a+b)+1]+(ab+b+1)2=[a(a -b)+1](ab+b+1)=(a 2 2+ab+1) .-ab+1)(b说明 (4) 是一道较难的题目,由于分解后的因式结构较复杂,所以不易想到添加+ab-ab,而且添加项后分成的三项组又无公因式,而是先将前两组分解,再与第三组结合,找到公因式.这道题目使我们体会到拆项、添项法的极强技巧所在,同学们需多做练习,积累经验.3.换元法换元法指的是将一个较复杂的代数式中的某一部分看作一个整体,并用一个新的字母替代这个整体来运算,从而使运算过程简明清晰.例6 分解因式: (x 2+x+1)(x 2+x+2) -12.分析将原式展开,是关于x 的四次多项式,分解因式较困难.我们不妨将x2+x 看作一个整体,并用字母y 来替代,于是原题转化为关于y 的二次三项式的因式分解问题了.解设 x2+x=y,则原式 =(y+1)(y+2)- 12=y2+3y-10=(y -2)(y+5)=(x2+x-2)(x2+x+5)=(x -1)(x+2)(x2+x+5).说明本题也可将2看作一个整体,比如今2x +x+1 x +x+1=u,一样可以得到同样的结果,有兴趣的同学不妨试一试.例 7 分解因式:(x 2+3x+2)(4x 2+8x+3) -90.分析先将两个括号内的多项式分解因式,然后再重新组合.解原式 =(x+1)(x+2)(2x+1)(2x+3)-90=[(x+1)(2x+3)][(x+2)(2x+1)]-90=(2x 2+5x+3)(2x 2+5x+2) -90.令y=2x2+5x+2,则原式 =y(y+1) -90=y 2+y-90=(y+10)(y -9)=(2x 2+5x+12)(2x 2+5x-7)=(2x 2+5x+12)(2x+7)(x -1) .说明对多项式适当的恒等变形是我们找到新元(y) 的基础.例 8 分解因式:(x 2+4x+8)2+3x(x 2+4x+8)+2x 2.解设 x2+4x+8=y ,则5原式 =y2+3xy+2x 2=(y+2x)(y+x)=(x 2+6x+8)(x 2 +5x+8)=(x+2)(x+4)(x 2+5x+8) .说明由本题可知,用换元法分解因式时,不必将原式中的元都用新元代换,根据题目需要,引入必要的新元,原式中的变元和新变元可以一起变形,换元法的本质是简化多项式.例9 分解因式: 6x4+7x3-36x2-7x+6.解法 1 原式 =6(x 4+1) + 7x(x 2 -1) -36x24 2 2 2 2=6[(x -2x +1)+2x ] +7x(x -1) -36x=6[(x 2 2]+7x(x2 2 - 1)2+2x -1) -36x=6(x 2 2+7x(x2 2 -1) -1) -24x=[2(x 2- 1) -3x][ 3(x 2-1)+8x]=(2x 2 -3x-2)(3x 2+8x-3)=(2x+1)(x -2)(3x -1)(x+3) .2说明本解法实际上是将 x -1 看作一个整体,但并没有设立新元来代替它,即熟练使用换元法后,并非每题都要设置新元来代替整体.解法 2原式 =x2 [6(t 2+2)+7t -36]=x2 (6t 2+7t -24)=x 2(2t - 3)(3t+8)=x2 [2(x -1/x) -3][3(x - 1/x)+8]2 2+8x-3)=(2x - 3x-2)(3x=(2x+1)(x -2)(3x -1)(x+3).例10 分解因式: (x 2+xy+y 2) -4xy(x 2+y2 ) .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) 2 2 2.令 x+y=u, xy=v ,则-xy] -4xy[(x+y) -2xy]2 2 2原式 =(u -v) -4v(u -2v)=u4-6u2v+9v22 2=(u -3v)6=(x 2+2xy+y 2 -3xy) 2=(x 22 2.-xy+y )7。
因式分解竞赛讲义
因式分解一、提公因式法和运用公式法1.分解因式的概念把一个多项式化成几个整式的积的形式,这种变形叫做把这个多项式分解因式,也叫因式分解.2.提公因式法和运用公式法二、十字相乘法和双十字相乘法3. 十字相乘法定义 运用乘法公式ab x b a x b x a x +++=++)())((2的逆运算来进行因式分解.步骤 (1)把二次项系数和常数项分别分解因数;(2)尝试十字图,使经过十字交叉线相乘后所得的数的和为一次项系数;(3)确定合适的十字图并写出因式分解的结果;(4)检验.以上过程我们可以形象地比喻成“拆两头,凑中间”. 注意以q px x ++2型的二次三项式(p 和q 都是整数)为例 (1)找出a ,b 使a + b = p 且ab = q ; (2)把q 分解成两个整数的积的符号规律:q > 0则a ,b 同号,若p > 0,a ,b 同正,若p < 0,a ,b 同负;q < 0则a ,b 异号,若p > 0,a ,b 中正数绝对值大,若p < 0,a ,b 中负数的绝对值大. (3)当二次项系数为负时,先提负号. (4)注意题目中换元思想的运用.4. 双十字相乘法 分解对象 多项式f ey dx cy bxy ax +++++22分解步骤(1)用十字相乘法分解22cy bxy ax ++,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4.已知212x ax +-能分解成两个整数系数的一次因式的积,则整数a 的个数有( )A .0B .2C .4D .6例5.分解因式 (1)2215x x -++(2)42718x x -+(3)()()2232x y x y ---- (4)()()()()2271412202x x y y -+-+-+例6.分解因式:(1)2223914320x xy y x y +-+-+ (2)2227225353x xy y x y ---+-三、分组分解法和添、拆项法5. 分组分解法和添、拆项法例7.分解因式(1)27321x y xy x +++ (2)22926a b a b -+-例8.分解因式(1)323x x +- (2)464x +方法解释举例分组分解法很多多项式都不能直接运用提公因式法或直接运用公式法分解,但是进行分组后,就可以先在局部上,进而在整体上运用这两种方法进行分解,使问题迎刃而解.()()()()ma mb na nb m a b n a b ab mn22222(2)()()()x ax y ay xy x xy y axay xy xya添、拆项法将多项式中的某一项拆成两项或多项,或者在多项式中添上两个符号相反的项,使得便于用分组分解法进行分解因式.()()()4422222224444242222a a a a a a a a a a +=++-=+-=++-+练习巩固1.下列各式从左到右的变形中,是因式分解的为( )A .()a b c ac bc -=-B .2221(1)(1)a b a a b -+=-++C .29(3)(3)a a a -=+-D .c b a x c bx ax ++=++)(2.如果713255+能被n 整除,则n 的值可能是( )A .20B .30C .35D .40 3.分解因式(1)()()226425a b a b +-- (2)222(5)6(5)9x x -+-+(3)333)()2()2(y x y x -----4.分解因式 (1)24146x x -+ (2)2672x x ++(3)22568x xy y -- (4)27196x x --5.分解因式(1)yz xz z y x 36294222-++- (2)222246113z yz xz y xy x ---+-6.分解因式(1)22221x y x y --+ (2))34()3(22b a x ab x -+-(3)4321a a a ++- (4)3254222a a a a a--++-7.分解因式(1)42111x x -+ (2)42434x x x +++(3)343115a a -+ (4)422492x x y y++。
七年级数学竞赛讲座:因式分解(含答案详解)
初中数学竞赛辅导资料因式分解甲内容提要和例题我们学过因式分解的四种基本方法:提公因式法,运用公式法,十字相乘法,分组分解法。
下面再介紹两种方法1.添项拆项。
是.为了分组后,能运用公式(包括配方)或提公因式例1因式分解:①x4+x2+1②a3+b3+c3-3abc①分析:x4+1若添上2x2可配成完全平方公式解:x4+x2+1=x4+2x2+1-x2=(x2+1)2-x2=(x2+1+x)(x2+1-x)②分析:a3+b3要配成(a+b)3应添上两项3a2b+3ab2解:a3+b3+c3-3abc=a3+3a2b+3ab2+b3+c3-3abc-3a2b-3ab2=(a+b)3+c3-3ab(a+b+c)=(a+b+c)[(a+b)2-(a+b)c+c2]-3 ab(a+b+c)=(a+b+c)(a2+b2+c2-ab-ac-bc)例2因式分解:①x3-11x+20②a5+a+1①分析:把中项-11x拆成-16x+5x 分别与x5,20组成两组,则有公因式可提。
(注意这里16是完全平方数)②解:x3-11x+20=x3-16x+5x+20=x(x2-16)+5(x+4)=x(x+4)(x-4)+5(x+4) =(x+4)(x2-4x+5)③分析:添上-a2和a2两项,分别与a5和a+1组成两组,正好可以用立方差公式解:a5+a+1=a5-a2+a2+a+1=a2(a3-1)+ a2+a+1=a2(a-1)( a2+a+1)+ a2+a+1= (a2+a+1)(a3-a2+1)2.运用因式定理和待定系数法定理:⑴若x=a时,f(x)=0, [即f(a)=0],则多项式f(x)有一次因式x-a⑵若两个多项式相等,则它们同类项的系数相等。
例3因式分解:①x 3-5x 2+9x -6 ②2x 3-13x 2+3①分析:以x=±1,±2,±3,±6(常数6的约数)分别代入原式,若值为0,则可找到一次因式,然后用除法或待定系数法,求另一个因式。
竞赛专题-因式分解
竞赛专题:因式分解一、重要公式1、a2— b2=(a + b)(a — b); a n— 1=(a — 1)( a n-1 + a n-2 + a n-3 +…+ a2 + a +1)2、a2±2ab+ b2=(a±b)2;3、x2+ (a+ b)x+ ab=(x+ a)(x+ b);4、a3+b3=(a+b)(a2—ab+b2); a3—b3=(a—b)(a2+ab+b2);二、因式分解的一般方法及考虑顺序1 、基本方法:提公因式法、公式法、十字相乘法、分组分解法;2、常用方法与技巧:换元法、主元法、拆项法、添项法、配方法、待定系数法。
3、考虑顺序:(1 )提公因式法; ( 2)十字相乘法; (3)公式法; ( 4) 分组分解法;1 、添项拆项[例 1 ]因式分解:( 1 )x4+ x2+ 1 ; (2)a3+ b3+ c3— 3abc(1)分析:x4 + 1若添上2x2可配成完全平方公式解:x4 + x2 + 1 = x4 + 2x2 + 1 — x2=(x2 + 1)2— x2=(x2 +1 +x)(x2+1—x)(2)分析:a3 + b3要配成(a + b) 3应添上两项3a2b + 3ab2解:a3 + b3 + c3— 3abc = a3 + 3a2b + 3ab2 + b3 + c3— 3abc — 3a2b—3ab2=(a+ b)3+c3— 3ab(a+b+ c) =(a+b+c)[(a+b)2—(a+b)c+c2]—3ab(a+b+c) =(a+ b+c)(a2+ b2+ c2— ab—ac— bc)[例 2]因式分解:(1) x3— 11x + 20 ; (2) a5 + a + 1( 1 )分析:把中项— 11x 拆成— 16x+5x 分别与 x5,20 组成两组,则有公因式可提。
(注意这里16是完全平方数)解:X3— 11x + 20 = x3— 16x + 5x + 20 = x(x2— 16) + 5(x + 4)=x(x + 4)(x — 4) + 5(x + 4) =(x + 4)(x2— 4x + 5)(2)分析:添上一 a2和a2两项,分别与a5和a + 1组成两组,正好可以用立方差公式解: a5+ a+ 1 = a5— a2 + a2 + a + 1=a2(a3— 1) + a2 + a + 1 =a2(a —1)( a2 + a + 1) + a2 + a + 1=(a2 + a+ 1)(a3— a2+1)2、待定系数法[例 3]因式分解 2x2 + 3xy — 9y2 + 14x — 3y + 20解:・.2x2 + 3xy — 9y2=(2x — 3y)(x + 3y),故用待定系数法,可设 2x2 + 3xy — 9y2 + 14x — 3y + 20=(2x — 3y + a)(x + 3y + b), 其中a,b是待定的系数,比较右边和左边的x和y两项的系数,得严2b=14解得a=43 - 3b = -3 匚 b = 5••2x2 + 3xy — 9y2 + 14x — 3y + 20=(2x — 3y + 4)(x + 3y + 5) [另解]原式=2x2 + (3y + 14)x — (9y2 + 3y — 20),这是关于 x 的二次三项式常数项可分解为—(3y — 4)(3y + 5),用待定系数法,可设 2x2 + (3y + 14)x — (9y2 + 3y — 20)=[mx — (3y —4)][nx + (3y + 5)]比较左、右两边的x2和x项的系数,得m=2, n=1「2x2 + 3xy — 9y2 + 14x — 3y + 20=(2x — 3y + 4)(x + 3y +5)三、重点定理1、余式定理:整系数多项式 f(x)除以(x-a)商为q(x),余式为r,则f(x)=(x-a)q(x)+r。
竞赛专题-因式分解
初中数学竞赛辅导 专题一:因式分解 班级 姓名因式分解是中学数学中最重要的恒等变形之一,可以化和为积,因式分解的基本方法有: (1)提公因式法;(2)公式法;(3)分组分解法;即“一提,二套,三分组”因式分解的技巧包括:十字相乘法、双十字相乘法、换元法、添项(拆项)法、待定系数法、利用因式定理分解等.乘法公式: 2222221[()()()]2a b c ab bc ca a b b c c a ++---=-+-+- 33322222213()()()[()()()]2a b c abc a b c a b c ab bc ca a b c a b b c c a ++-=++++---=++-+-+-一、基本方法:1.220091(1)(1)(1)x x x x x x x ++++++++2.分解因式:66a b - 3.分解因式: 326116x x x +++4.分解因式:632827x x -+ 5. (252)(472)(692)(8112)(199419972)(142)(362)(582)(7102)(199319962)⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+6. 444444(34)(74)(394)(54)(94)(414)++++++=类似4444444444(10324)(22324)(34324)(46324)(58324)(4324)(16324)(28324)(40324)(52324)++++++++++=444441111144444444441111144444(2)(4)(6)(8)(10)(1)(3)(5)(7)(9)++++++++++=7. (1)已知3330,0a b c a b c ++=++=,求151515a b c ++的值.(2)33332009200920092009,,a b c d a b c d a b c d +=++=++=+已知求证8.求证:在,m n 都是大于1的整数时,444m n +是合数。
因式分解-第1讲竞赛班学生版
第一讲 因式分解综合一、 知识回顾因式分解的基本方法:(1)提取公因式;(2)运用公式法;(3)分组分解法;(4)十字相乘法。
因式分解的其他常用方法:(5)拆项、添项;(6)换元法;(7)双十字相乘法;(8)待定系数法;(9)利用因式定理分解。
二、 对称式、交代式和轮换式1. 对称式:在一个代数式中,如果把它所含的两个字母互换,式子不变,那么这个代数式就叫做关于这两个字母的对称式。
如a b +,22a ab b -+都是关于这两个字母a ,b 的对称式。
2. 交代式:一个代数式中,如果把它所含的两个字母互换,得到的式子和原来的代数式只差一个符号,那么这个代数式就叫做关于这两个字母的交代式。
例如a b -,22a b -。
3. 轮换式:一个代数式中,如果把所有字母依次替换(即第一个字母换成第二个字母,第二个字母换成第三个字母,类推下去,最后一个字母换成第一个字母),式子不变,那么这个代数式叫做关于这些字母的轮换对称式,简称轮换式。
如a b c ++,ab bc ca ++,3333a b c abc ++-等。
三、 对称式、交代式和轮换式的因式分解由于对称多项式和轮换对称多项式的特殊性,它们的因式分解也有其特殊方法。
因为如果一个对称(或者轮换对称)多项式有一个次数较低的因式,那么与这个因式同类型的式子也是原多项式的因式,这样就可以借助因式定理和待定系数法进行因式分解。
四、 例题例1. 分解因式66()()x y x y x y -+-例2. 分解因式32332a a a +++例3. 分解因式222()()()x p q x pq p q p q -+++-例4. (92年四川初中联赛试题)分解因式22276212x xy y x y -++--例5. 分解因式4322928x x x x +--+例6. 分解因式3333x y z xyz ++-例7. (第六届莫斯科数学奥林匹克)分解因式333()()()b c c a a b -+-+-例8. 分解因式()()()y z z x x y xyz ++++例9. 分解因式333()()()a b c b c a c a b -+-+-例10. 分解因式()()a b c ab bc ca abc ++++-五、 因式分解的应用例11.已知22223()()a b c a b c ++=++,求证:a b c ==例12. (第9届莫斯科奥林匹克)证明:对于任何整数x 和y ,下式的值都不会等于33: 543223453515412x x y x y x y xy y +--++例13. (1982年天津初中数学竞赛)已知在ABC 中,222166100a b c ab bc --++=(a 、b 、c 是三角形三边的长),求证:2a c b +=例14.(基辅数学奥林匹克)证明对于任意整数n ,65222n n n n +--能被120整除六、 练习题1. 选择题(1)下列式子中,是轮换对称多项式的有( )○132x y z ++ ○2234432x y z x y z +++ ○32233xy y z z x ++ ○4333222x y z x y z ++--- A .0个B .1个C .2个D .3个(2)若2222223()()x y xy y z yz z x zx xyz k x y z xy yz zx ++++++=++++,则k 的值是( )A .12 B .1 C .3 D .-1(3)将444222222222a b c a b b c c a ++---分解因式得( )A .2222()a b c --B .222222(2)(2)a b c bc a b c bc --+---C .()()()()a b c a b c a b c a b c +--+++--D .()()()()a b c b c a c a b a b c +-+-+-++2. 分解因式(1)222()()()a b c b c a c a b -+-+-(2)222222()()()xy x y yz y z zx z x -+-+-(3)222333()()()()2x y z y z x z x y x y z xyz +++++-++-3. 若多项式32x ax bx ++能够被(5)x -和(6)x -整除,那么a=______;b=______;4. 已知0a b c d +++=,33333a b c d +++=,求证: (1)33()()0a b c d +++=;(2)()()1ab c d cd a b +++=。
(完整)初中数学竞赛因式分解专题
初中数学竞赛专题——因式分解多项式的因式分解是代数式恒等变形的基本形式之一,它被广泛地应用于初等数学之中,是我们解决许多数学问题的有力工具.因式分解方法灵活,技巧性强,学习这些方法与技巧,不仅是掌握因式分解内容所必需的,而且对于培养学生的解题技能,发展学生的思维能力,都有着十分独特的作用.初中数学教材中主要介绍了提取公因式法、运用公式法、分组分解法和十字相乘法.本讲及下一讲在中学数学教材基础上,对因式分解的方法、技巧和应用作进一步的介绍.1.运用公式法在整式的乘、除中,我们学过若干个乘法公式,现将其反向使用,即为因式分解中常用的公式,例如:(1) a 2-b2=(a+b)(a -b) ;2 2 2(2) a 2± 2ab+b2=(a ± b) 2;3 3 2 2(3) a +b =(a+b)(a -ab+b ) ;(4) a 3-b3=(a-b)(a 2+ab+b2) .下面再补充几个常用的公式:2 2 2 2(5) a +b +c +2ab+2bc+2ca=(a+b+c) ;3 3 3 2 2 2(6) a +b +c -3abc=(a+b+c)(a +b+c -ab-bc-ca) ;(7) a n-b n=(a-b)(a n-1+a n-2b+a n-3b2+⋯+ab n-2+b n-1)其中n 为正整数;(8) a n-b n=(a+b)(a n-1-a n-2b+a n-3b2-⋯+ab n-2-b n-1) ,其中n为偶数;(9) a n+b n=(a+b)(a n-1-a n-2b+a n-3b2-⋯-ab n-2+b n-1),其中n 为奇数.运用公式法分解因式时,要根据多项式的特点,根据字母、系数、指数、符号等正确恰当地选择公式.例 1 分解因式:5n-1 n 3n-1 n+2 n-1 n+4(1) -2x y +4x y -2x y ;(2) x 3-8y3-z3-6xyz ;222(3) a +b +c -2bc+2ca-2ab;7 5 2 2 5 7(4) a -ab +a b -b .解(1) 原式=-2x n-1y n(x 4n-2x2ny2+y4)n-1 n 2 2 2 2 2 2=-2x y [(x n) -2x ny +(y ) ]n-1 n 2 2 2=-2x y (x n-y )n-1 n n 2 n 2=-2x y (x -y) (x +y) .(2) 原式=x3+(-2y)3+(-z)3-3x(-2y)( -Z)2 2 2=(x -2y-z)(x +4y +z +2xy+xz -2yz) .22(3) 原式=(a 2-2ab+b2)+( -2bc+2ca)+c2=(a-b) +2c(a -b)+c =(a -b+c)本小题可以稍加变形,直接使用公式(5) ,解法如下:2 2 2 原式=a2+(-b)2+c2+2(-b)c+2ca+2a( -b)=(a -b+c) 2(4) 原式=(a7-a5b2)+(a 2b5-b7)5 2 2 5 2 2=a (a -b )+b (a -b)2 2 5 5=(a -b )(a +b)4 3 2 2 3 4=(a+b)(a - b)(a+b)(a -a b+a b -ab +b)=(a+b) 2(a - b)(a 4-a3b+a2b2-ab3+b4)例 2 分解因式:a+b+c -3abc.本题实际上就是用因式分解的方法证明前面给出的公式(6) .分析我们已经知道公式(a+b) 3=a3+3a2b+3ab2+b3的正确性,现将此公式变形为3 3 3a +b =(a+b) -3ab(a+b) .这个式也是一个常用的公式,本题就借助于它来推导.33解原式=(a+b) -3ab(a+b)+c -3abc= [ (a+b)3+c 3] -3ab(a+b+c)22=(a+b+c) [ (a+b) -c(a+b)+c ] -3ab(a+b+c)222=(a+b+c)(a +b+c -ab-bc -ca) .说明公式(6) 是一个应用极广的公式,用它可以推出很多有用的结论,例如:我们将公式(6) 变形为333a+b +c -3abc显然,当a+b+c=0 时,则a3 +b3+c3=3abc ;当a+b+c> 0 时,则a3+b3+c3-3abc≥0,即a3+b3+c3≥3abc ,而且,当且仅当a=b=c 时,等号成立.如果令x=a3≥0,y=b3≥0,z=c 3≥0,则有等号成立的充要条件是x=y=z .这也是一个常用的结论.例 3 分解因式:x15+x14+x13+⋯+x2+x+1.分析这个多项式的特点是:有16项,从最高次项x15开始,x的次数顺次递减至0,由此想到应用公式a n-b n来分解.解因为16 15 14 13 2x -1=(x -1)(x +x +x +⋯x +x+1) ,所以解法 4 添加两项-x2+x2.原式=x3-9x+83 2 2=x -x +x -9x+82=x2(x - 1)+(x -8)(x -1)=(x -1)(x 2+x-8) .说明由此题可以看出,用拆项、添项的方法分解因式时,要拆哪些项,添什么项并无一定之规,主要的是要依靠对题目特点的观察,灵活变换,因此拆项、添项法是因式分解诸方法中技巧性最强的一种.例 5 分解因式:(1) x 9+x6+x3-3;22(2) (m -1)(n -1)+4mn;(3) (x+1) 4+(x 2-1) 2+(x -1) 4;(4) a 3b-ab3+a2+b2+1.解(1) 将-3拆成-1-1-1.9 6 3 原式=x +x +x -1-1-1963=(x 9-1)+(x 6-1)+(x 3-1)3 6 3 3 3 3=(x 3-1)(x 6+x3+1)+(x 3-1)(x 3+1)+(x 3-1)3=(x -1)(x6+2x3+3)=(x -1)(x 2+x+1)(x 6+2x3+3) .(2) 将4mn拆成2mn+2mn.原式=(m2-1)(n 2-1)+2mn+2mn2 2 2 2=mn -m-n +1+2mn+2mn2 2 2 2=(mn +2mn+1)-(m -2mn+n)22=(mn+1) -(m-n) =(mn+m-n+1)(mn-m+n+1).(3) 将(x 2-1) 2拆成2(x 2-1) 2-(x 2-1) 2.原式=(x+1) 4+2(x 2-1) 2-(x 2-1) 2+(x -1) 44 2 2 4 2 2=[ (x+1) 4+2(x+1) 2(x -1) 2+(x -1) 4] -(x 2-1) 2 =[ (x+1) 2+(x - 1) 2] 2-(x 2-1) 2 =(2x 2+2) 2-(x 2- 1) 2=(3x 2+1)(x 2+3).(4) 添加两项+ab-ab.3 3 2 2原式=a b-ab +a+b +1+ab-ab=(a 3b- ab3)+(a 2-ab)+(ab+b 2+1)2=ab(a+b)(a -b)+a(a -b)+(ab+b +1)2=a(a -b) [ b(a+b)+1]+(ab+b 2+1)2=(2x 2+5x+12)(2x+7)(x -1) .2=[a(a -b)+1](ab+b 2+1)22=(a 2-ab+1)(b 2+ab+1) .说明(4) 是一道较难的题目,由于分解后的因式结构较复杂,所以不易想到添加+ab-ab,而且添加项后分成的三项组又无公因式,而是先将前两组分解,再与第三组结合,找到公因式.这道题目使我们体会到拆项、添项法的极强技巧所在,同学们需多做练习,积累经验.3.换元法换元法指的是将一个较复杂的代数式中的某一部分看作一个整体,并用一个新的字母替代这个整体来运算,从而使运算过程简明清晰.22例 6 分解因式:(x 2+x+1)(x 2+x+2) -12.分析将原式展开,是关于x 的四次多项式,分解因式较困难.我们不妨将x2+x 看作一个整体,并用字母y 来替代,于是原题转化为关于y 的二次三项式的因式分解问题了.解设x2+x=y ,则2原式=(y+1)(y+2) - 12=y2+3y -1022=(y -2)(y+5)=(x 2+x-2)(x 2+x+5)2=(x -1)(x+2)(x 2+x+5) .22说明本题也可将x2+x+1 看作一个整体,比如今x2+x+1=u,一样可以得到同样的结果,有兴趣的同学不妨试一试.例7 分解因式:22(x 2+3x+2)(4x 2+8x+3) -90.分析先将两个括号内的多项式分解因式,然后再重新组合.解原式=(x+1)(x+2)(2x+1)(2x+3) -90 =[(x+1)(2x+3)][(x+2)(2x+1)] -9022=(2x 2+5x+3)(2x 2+5x+2) -90 .令y=2x2+5x+2 ,则2原式=y(y+1) -90=y 2+y-90=(y+10)(y -9)22=(2x 2+5x+12)(2x 2+5x-7)22说明对多项式适当的恒等变形是我们找到新元(y) 的基础.例8 分解因式:(x 2+4x+8)2+3x(x 2+4x+8)+2x 2.2解设x2+4x+8=y ,则原式=y2+3xy+2x 2=(y+2x)(y+x)22=(x 2+6x+8)(x 2+5x+8)2 =(x+2)(x+4)(x2+5x+8) .说明由本题可知,用换元法分解因式时,不必将原式中的元都用新元代换,根据题目需要,引入必要的新元,原式中的变元和新变元可以一起变形,换元法的本质是简化多项式.例9 分解因式:6x4+7x3-36x2-7x+6.4 2 2解法 1 原式=6(x 4+1) +7x(x 2-1) -36x24 2 2 2 2 =6[(x -2x +1)+2x ] +7x(x -1) -36x2 2 2 2=6[(x 2- 1)2+2x 2]+7x(x 2-1) -36x22 2 2 2=6(x 2-1) 2+7x(x 2-1)-24x222=[2(x 2- 1) -3x][ 3(x 2-1)+8x]22=(2x 2-3x-2)(3x 2+8x-3) =(2x+1)(x -2)(3x -1)(x+3) .说明本解法实际上是将x2-1 看作一个整体,但并没有设立新元来代替它,即熟练使用换元法后,并非每题都要设置新元来代替整体.解法222原式=x2[6(t 2+2)+7t -36]=x2(6t 2+7t -24)=x 2(2t -3)(3t+8)2=x2[2(x -1/x) -3][3(x - 1/x)+8]22=(2x 2- 3x-2)(3x 2+8x-3) =(2x+1)(x -2)(3x -1)(x+3) .2 2 2 2例10 分解因式:(x 2+xy+y 2) -4xy(x 2+y2) .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.2 2 2解原式=[(x+y) -xy] -4xy[(x+y) -2xy] .令x+y=u,xy=v ,则2 2 2原式=(u -v) -4v(u -2v)4 2 2=u-6u v+9v22=(u -3v)22=(x +2xy+y -3xy)2 2 2 =(x 2-xy+y 2) 2.说明在本题的分解过程中,用到先乘以(x -1) ,再除以(x -1)的技巧,这一技巧在等式变形中很常用.2.拆项、添项法因式分解是多项式乘法的逆运算.在多项式乘法运算时,整理、化简常将几个同类项合并为一项,或将两个仅符号相反的同类项相互抵消为零.在对某些多项式分解因式时,需要恢复那些被合并或相互抵消的项,即把多项式中的某一项拆成两项或多项,或者在多项式中添上两个仅符合相反的项,前者称为拆项,后者称为添项.拆项、添项的目的是使多项式能用分组分解法进行因式分解.3例 4 分解因式:x* 2 3-9x+8.分析本题解法很多,这里只介绍运用拆项、添项法分解的几种解法,注意一下拆项、添项的目的与技巧.解法 1 将常数项8拆成-1+9.3原式=x3-9x-1+93=(x -1) - 9x+9=(x -1)(x 2+x+1) -9(x -1)2=(x -1)(x 2+x-8) .解法 2 将一次项-9x 拆成-x-8x .原式=x3-x-8x+83=(x -x)+( -8x+8)=x(x+1)(x -1) -8(x -1)2=(x -1)(x 2+x-8) .解法 3 将三次项x3拆成9x3-8x3.原式=9x3-8x3-9x+833=(9x 3- 9x)+( -8x3+8)2=9x(x+1)(x -1) - 8(x -1)(x 2+x+1)2=(x -1)(x 2+x-8) .。
七年级数学竞赛辅导讲义之-因式分解
学科教师辅导讲义 学员编号: 年 级:初一 课 时 数:3学员姓名: 辅导科目:数学 学科教师:授课类型T 待定系数法因式分解 T 利用非负性质 T 综合提高授课日期及时段 教学内容待定系数法因式分解在因式分解时,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。
常用的因式分解公式:ab x b a x b x a x +++=++)())((2 2222)(b ab a b a +±=±3223333)(b ab b a a b a ±+±=± ))((22b a b a b a +-=-))((2233b ab a b a b a +±=± ac bc ab c b a c b a 222)(2222+++++=++例1.分解因式:3542322+++++y x y xy x分析:由于))(2(2322y x y x y xy x ++=++若原式可以分解因式,那么它的两个一次项一定是m y x ++2和n y x ++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))(2(3542322n y x m y x y x y xy x ++++=+++++ mn y n m x n m y xy x +++++++=)2()(2322比较两边对应项的系数,则有解之得3=m ,1=n 。
所以原式=)1)(32(++++y x y x例2.分解因式:744272234+---x x x x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。
因式分解竞赛综合选讲
因式分解竞赛综合选讲一、内容概述定义:将一个多项式化成几个整式的乘积.可以理解为:将“和的形式”化为“积的形式” 因式分解又叫分解因式若未经说明,因式分解均在整系数范围内进行.分解一定要彻底 二、例题1、提公因式法:任何因式分解题,第一步都是先提公因式 例1、分解因式(1)3222648x y x y xy -+ (2)(1)(1)1m m m +-+-(3)2222()()()a b a b ab b a ab b a -----2、公式法例2、分解因式:(1)4232m - (2)2222264(16)x y x y -+ (3)222222a b c bc ca ab ++-+- (4)33386x y z xyz ---3、分组分解法例3、分解因式:(1)3223a ab ab b +--(2)2222x y z xy +--(3)54321x x x x x +++++(4)222222a b b c c a ab bc ca ++---4、十字相乘法例4、分解因式:(1)2()x a b x ab +++(用十字相乘法时,可以写成或 ) (2)2671x x ++(3)2245112x xy y -+(4)432123012x x x -+b a 11bax x5.换元法例5、分解因式:(1)22(1)(2)12x x x x ++++-(2)44(1)(3)272x x +++- (3)2(2)(2)(1)x y xy x y xy +-+-+-(4)22(6)(34)24x x x x --+-+6、双十字相乘法例6、分解因式:(1)226136x xy y x y +-++-(2)22xy y x y ++--7、添项拆项法例7、分解因式:(拆项)(1)398x x -+(2)222241x y x y xy -++--(3)224443x x y y --+-(4)9633x x x ++-例8、分解因式:(添项)(1)44x +(2)22926x y x y -++(3)51x x ++8、因式定理例9、分解因式:(1)3281710x x x +++(2)43221315x x x x ----9、待定系数法例10、分解因式:432435x x x x -+++例11、k 为何值时,2237x y x y k -+-+可以分解成两个一次整系数因式的乘积?10、对称式和轮换对称式例12、分解因式:(1)3333()x y z x y z ++---(2)333()()()x y z y z x z x y -+-+-11、应用:求方程的整数解例13、求43850xy x y +++=的整数解课堂练习:分解因式:(1)2232352x xy y x y ++--+(2)421x x ++(3)22484x ax ab b -+-(4)322871x x x -+-(5)求2470xy x y +--=的整数解课后练习:分解因式:(1)22534a b a b --++ (2)42201220112012x x x +++ (3)2(1)(2)(3)(6)x x x x x +++++ (4)32464x x x -+- (5)22(1)(1)4m n mn --+(6)2222222x y y z z x xy yz zx xyz ++++++ (7)2222223x y y z z x xy yz zx xyz ++++++ (8)方程321x y-=的整数解共有多少组?课堂练习1、22396b ab a -+-2、44()()m n n m --+3、4322221x x x x ++++4、3331a b ab ++-5、(1)(2)(3)(4)24x x x x ++++-附:因式分解的应用10、对称式和轮换对称式例1、分解因式:(1)3333()x y z x y z ++---(2)333()()()x y z y z x z x y -+-+-例2.已知x+y=2,求336x xy y ++的值例3. 计算(252)(472)(692) (201020132)(142)(362)(582) (200920122)⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+例4.若△ABC 的三边,,a b c 满足4222240a b c a c b +--=,判断△ABC 的形状例5.已知23410x x x x ++++=,求2320101...x x x x +++++例6.32322nN n n =++,n 为正整数,问n 为何值时N 是质数?例7.自然数a 为何值时,4239a a -+是质数?例8.计算:4444444444(764)(1564)(2364)(3164)(3964)(364)(1164)(1964)(2764)(3564)++++++++++例9.求证:对于任意正整数n ,223232n n n n ++-+-能被10整除例10.已知3330,0a b c a b c ++=++=,求201120112011a b c ++课堂练习1.n 是正整数,4216100n n -+是质数,求n2.1a b -=-,求333a ab b +-3.分解因式:一个自然数减去45后是一个完全平方数,这个自然数加上44后仍是一个完全平方数,试求这个自然数4.计算221.23450.76552.4690.7655++⨯课后练习1.122122(1025)(1025)+--2.,,a b c 和为奇数,判断2222a b c ab +-+的奇偶性3.求444444444411111(2)(4)(6)(8)(10)4444411111(1)(3)(5)(7)(9)44444++++++++++4.3319x y +=,1x y +=,求221x y +=5. 已知23410x x x x ++++=,求2320091...x x x x +++++6.求证22222011201220112012++⨯是个完全平方数7.2222222x y y z z x xy yz zx xyz ++++++8.2222223x y y z z x xy yz zx xyz ++++++。
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因式分解竞赛综合选讲
一、内容概述
定义:将一个多项式化成几个整式的乘积.可以理解为:将“和的形式”化为“积的形式” 因式分解又叫分解因式
若未经说明,因式分解均在整系数范围内进行.分解一定要彻底 二、例题
1、提公因式法:任何因式分解题,第一步都是先提公因式 例1、分解因式(1)3222648x y x y xy -+ (2)(1)(1)1m m m +-+-
(3)2222
()()()a b a b ab b a ab b a -----
2、公式法
例2、分解因式:(1)4
232m - (2)22222
64(16)x y x y -+ (3)2
2
2
222a b c bc ca ab ++-+- (4)3
3
3
86x y z xyz ---
3、分组分解法
例3、分解因式:(1)3
2
2
3
a a
b ab b +--(2)222
2x y z xy +--
(3)5
4
3
2
1x x x x x +++++(4)2
2
2
2
2
2
a b b c c a ab bc ca ++---
4、十字相乘法
例4、分解因式:(1)2
()x a b x ab +++
(用十字相乘法时,可以写成
或 ) (2)2
671x x ++
(3)224
5112x xy y -+
(4)4
3
2
123012x x x -+
b a 1
1b
a
x x
5.换元法
例5、分解因式:(1)22(1)(2)12x x x x ++++-(2)44(1)(3)272x x +++- (3)2(2)(2)(1)x y xy x y xy +-+-+-
(4)22
(6)(34)24x x x x --+-+
6、双十字相乘法
例6、分解因式:(1)226136x xy y x y +-++-(2)2
2xy y x y ++--
7、添项拆项法
例7、分解因式:(拆项)(1)3
98x x -+(2)2222
41x y x y xy -++--
(3)224443x x y y --+-(4)963
3x x x ++-
例8、分解因式:(添项)(1)4
4x +(2)22
926x y x y -++(3)5
1x x ++
8、因式定理
例9、分解因式:(1)3
2
81710x x x +++(2)4
3
2
21315x x x x ----
9、待定系数法
例10、分解因式:4
3
2
435x x x x -+++
例11、k 为何值时,2237x y x y k -+-+可以分解成两个一次整系数因式的乘积?
10、对称式和轮换对称式
例12、分解因式:(1)3333()x y z x y z ++---(2)333()()()x y z y z x z x y -+-+-
11、应用:求方程的整数解
例13、求43850xy x y +++=的整数解
课堂练习:
分解因式:(1)22
32352x xy y x y ++--+
(2)4
2
1x x ++
(3)2
2
484x ax ab b -+-
(4)3
2
2871x x x -+-
(5)求2470xy x y +--=的整数解
课后练习:
分解因式:(1)2
2
534a b a b --++ (2)4
2201220112012x x x +++ (3)2
(1)(2)(3)(6)x x x x x +++++ (4)3
2
464x x x -+- (5)2
2
(1)(1)4m n mn --+
(6)222222
2x y y z z x xy yz zx xyz ++++++ (7)2
2
2
2
2
2
3x y y z z x xy yz zx xyz ++++++ (8)方程32
1x y
-=的整数解共有多少组?
课堂练习
1、2
2
396b ab a -+-
2、44()()m n n m --+
3、4
3
2
2221x x x x ++++
4、3
3
31a b ab ++-
5、(1)(2)(3)(4)24x x x x ++++-
附:因式分解的应用
10、对称式和轮换对称式
例1、分解因式:(1)3
3
3
3
()x y z x y z ++---(2)3
3
3
()()()x y z y z x z x y -+-+-
例2.已知x+y=2,求336x xy y ++的值
例3. 计算(252)(472)(692) (201020132)
(142)(362)(582) (200920122)
⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+
例4.若△ABC 的三边,,a b c 满足422224
0a b c a c b +--=,判断△ABC 的形状
例5.已知23410x x x x ++++=,求232010
1...x x x x +++++
例6.3
2322
n
N n n =++,n 为正整数,问n 为何值时N 是质数?
例7.自然数a 为何值时,42
39a a -+是质数?
例8.计算:4444444444
(764)(1564)(2364)(3164)(3964)
(364)(1164)(1964)(2764)(3564)
++++++++++
例9.求证:对于任意正整数n ,2
23232n n n n ++-+-能被10整除
例10.已知3330,0a b c a b c ++=++=,求2011
20112011a b c ++
课堂练习
1.n 是正整数,4
2
16100n n -+是质数,求n
2.1a b -=-,求3
3
3a ab b +-
3.分解因式:一个自然数减去45后是一个完全平方数,这个自然数加上44后仍是一个完全平方数,试求这个自然数
4.计算2
2
1.23450.7655
2.4690.7655++⨯
课后练习
1.12
2
12
2
(1025)(1025)+--
2.,,a b c 和为奇数,判断2
2
2
2a b c ab +-+的奇偶性
3.求
444444444411111(2)(4)(6)(8)(10)
4444411111(1)(3)(5)(7)(9)
44444
++++++++++
4.3319x y +=,1x y +=,求22
1x y +=
5. 已知2
3
4
10x x x x ++++=,求2
3
2009
1...x x x x +++++
6.求证2222
2011201220112012++⨯是个完全平方数
7.2222222x y y z z x xy yz zx xyz ++++++
8.2
2
2
2
2
2
3x y y z z x xy yz zx xyz ++++++。