因式分解

基础

将多项式拆成乘积形式,学提取公因式和十字相乘法。

适合:中四数学 · 单元:数与代数 · 建议学习路径第 3/10 课

学完呢课,你会识:
  • 因式分解就是展开相反
  • 先提取公因式,再拆二次三项式
  • 十字相乘法:找两数相乘 = b,相加 = a
数学Mathematics
读呢课前,你应该识: 多项式除法

1重点摘要 Summary

将多项式拆成乘积形式,学提取公因式和十字相乘法。

2生字卡 Vocabulary

F
Factorise因式分解

将多项式拆成几个因式相乘。

F
Factor因式

乘积里面每一个项,例如 (x+1)(x+2) 里面 (x+1) 和 (x+2) 都是因式。

C
Common factor公因式

每一项都有的共同东西,例如 2x² + 4x 里面 2x 就是公因式。

C
Cross method十字相乘法

拆二次三项式的方法,找两个数相乘等于常数项,相加等于一次项系数。

Q
Quadratic二次

最高次数是 2,例如 x² + 3x + 2。

P
Product积

两样东西乘起来一起。

E
Expand展开

因式分解相反,将乘积拆回做多项式。

C
Check验算

分解完展开回,看看是不是原式。

3逐步讲解 Steps

  1. 第一步:先提取公因式因式分解的第一步永远是观察各项有没有公因式,包括数字的公因数与字母的公因式,一经发现便先全部提出。例如 2x² + 4x 中每一项都有 2 与 x,提出后得 2x(x + 2)。先提公因式的好处是让余下的式子变得简单,令后面的十字相乘更容易;漏提公因式是常见错误,例如把 2x² + 4x 直接当成 x² + 2x 来处理,得到的答案就不完整,会被扣分。
  2. 第二步:认识二次三项式二次三项式是指 x² + ax + b 的形式,共有三项,最高次数是二次。因式分解的目标是把它写成两个一次式的积,即 (x + m)(x + n)。展开 (x + m)(x + n) 可得 x² + (m + n)x + mn,比较系数便知道 m + n = a 以及 mn = b。理解这个对应关系之后,十字相乘就不再是背口诀,而是有根据的推理,遇到任何二次三项式都能冷静处理。
  3. 第三步:十字相乘法的原理十字相乘法的任务是寻找两个数 m 与 n,使它们的积等于常数项 b,并且它们的和等于一次项系数 a。两个条件缺一不可:积对应展开后的 mn 项,和对应展开后的 (m + n)x 项。解题时先把两个条件写清楚,例如分解 x² + 5x + 6 时写出积为 6、和为 5,目标明确之后才开始试数,可以避免毫无方向的乱试,节省时间。
  4. 第四步:有系统地试数列出所有相乘等于 b 的整数对,再逐一检查哪一对的和等于 a。以 b = 6 为例,整数对有 (1, 6) 与 (2, 3),它们的和分别是 7 与 5,因此选 2 与 3。注意当 b 是负数时,两数必定一正一负;当 b 是正数而 a 是负数时,两数都是负数。有系统地按顺序列出所有数对,就不会重复或遗漏,这是找数最快而不出错的方法。
  5. 第五步:写出分解结果找到合适的 m 与 n 之后,把原式写成 (x + m)(x + n)。以 x² + 5x + 6 为例,因为 2 与 3 符合条件,所以 x² + 5x + 6 = (x + 2)(x + 3)。书写时两个括号的次序可以对调,因为乘法满足交换律;但每一项的正负号不可以写错,若 m 与 n 都是负数,括号内要写成 (x - 2)(x - 3) 的形式,符号与数值要一同写对。
  6. 第六步:展开验算分解完成后,把答案重新展开一次,确认能还原为原式才算成功。例如 (x + 2)(x + 3) = x² + 3x + 2x + 6 = x² + 5x + 6,与原式完全相同。验算只需要十几秒,却能拦截绝大部分的找数错误与符号错误;若展开后与原式不符,通常是一次项系数对不上,应回到第四步重新检查两数的和,不要勉强交卷,更不要把错的答案留下。

4图解 Diagrams

十字相乘法:x² + 7x + 12 The cross methodx+3x+4交叉相乘再相加x·4 + 3·x = 7x ✓首项拆 x·x尾项拆 3×4∴ x² + 7x + 12 = (x + 3)(x + 4)策略:尾项拆因数(要乘得 12),再试到交叉和啱啱好等于中间项尾项负数:两个因数一正一负——符号系十字法最大陷阱
图 1:十字相乘法

5例题示范 Example

例题:把 x² + 5x + 6 作因式分解,完整示范十字相乘法。

  1. 第一步:确认形式与目标:原式是二次三项式,其中 a = 5、b = 6,目标是找出两个数,使它们的积为 6 且和为 5,两个条件要先写清楚才开始试数。
  2. 第二步:列出所有积为 6 的整数对:(1, 6) 与 (2, 3);由于 6 是正数,不需要考虑一正一负的组合,数对数目不多,可以逐一检查。
  3. 第三步:检查各数对的和:1 + 6 = 7 不符合,2 + 3 = 5 正好等于 a,所以选定 2 与 3,两个条件同时满足,找数完成。
  4. 第四步:写出分解结果 x² + 5x + 6 = (x + 2)(x + 3),把找到的两个数分别放进两个括号,并留意括号内的符号与两数一致。
  5. 第五步:展开验算:(x + 2)(x + 3) = x² + 3x + 2x + 6 = x² + 5x + 6,与原式完全一致,证明分解正确,可以放心作答。
  6. 答案:x² + 5x + 6 = (x + 2)(x + 3)。整个分解依赖两个条件:两数之积等于常数项 6,两数之和等于一次项系数 5;列出所有积为 6 的整数对后逐一检查和,便能准确找到 2 与 3。最后的展开验算是不可缺少的一步,它能即时揭穿找错数或写错符号的问题。熟练之后,大多数简单的二次三项式都可以用心算完成,但仍建议保留验算的习惯,确保万无一失。

6常见错误 Mistakes

✗ ✗ 只有记得相加,不记得相乘
✓ ✓ 两个数要同时满足:相乘 = b,相加 = a!
✗ ✗ 漏了提取公因式
✓ ✓ 先看看有没有公因式,有就先提出来!
✗ ✗ 符号错:x² - 5x + 6 = (x+2)(x+3)
✓ ✓ 一次项是负数,两个数都要负:= (x-2)(x-3)
✗ ✗ 常数项负就两个都写负:x² + x - 6 = (x - 2)(x - 3)
✓ ✓ (x-2)(x-3) 展开是 x² - 5x + 6,中间项错了!常数项负即两数一正一负,哪个取负要看中间项:x² + x - 6 = (x + 3)(x - 2)。

75 题快测 Quick check

Q1x² + 7x + 12 = ?

Q2因式分解相反是?

Q3x² - 5x + 6 = ?

Q42x² + 4x = ?

Q5十字相乘法要找两个数,令到它们?

8重点回顾 Recap

  • 因式分解就是展开相反
  • 先提取公因式,再拆二次三项式
  • 十字相乘法:找两数相乘 = b,相加 = a
  • 常数项是正数而一次项是负数,两个数都要负
  • 分解完一定要展开回验算

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