因式分解:十字相乘法

進階

學一種快漂亮正的方法,將二次式分解做兩個一次式乘積。

適合:中三數學 · 單元:因式分解 · 建議學習路徑第 15/37 課

學完呢課,你會識:
  • 找兩個數:乘積等於常數項
  • 兩個數和等於中間項係數
  • 常數正→同號,常數負→異號
數學Mathematics
讀呢課前,你應該識: 因式分解:提取公因式

1重點摘要 Summary

學一種快漂亮正的方法,將二次式分解做兩個一次式乘積。

2生字卡 Vocabulary

Q
Quadratic二次式

最高次是 x² 的多項式,例如 x² + 5x + 6。

F
Factorise因式分解

將一個式拆成兩個或以上的因式乘積。

C
Cross method十字相乘法

畫個交叉,快速找出兩個數的方法。

P
Product乘積

兩數相乘的結果。

S
Sum和

兩數相加的結果。

C
Constant term常數項

沒有 x 那個數,例如 x² + 5x + 6 裡面的 6。

C
Coefficient係數

x 前面的數,例如 3x 裡面的 3。

C
Check驗算

乘回出來看看對不對。

3逐步講解 Steps

  1. 第一步:明白十字相乘法做什麼十字相乘法的目標:把 x² + bx + c 這類二次式,分解成 (x + m)(x + n) 兩個一次式的乘積。例子:x² + 5x + 6 = (x + 2)(x + 3),我們要找的正是 m = 2、n = 3 這兩個數。名稱由來:驗算時把兩個括號交叉相乘,線條像一個十字。這個方法適用於首項係數是 1 的二次三項式,是中三代數的重點工具。
  2. 第二步:找兩個數,乘積等於常數項第一條線索:找兩個數 m 和 n,使它們的乘積等於常數項 c。例子:x² + 5x + 6 的常數項是 6,哪些整數相乘得 6?有 1 × 6 和 2 × 3,還有負數組合 (−1) × (−6) 和 (−2) × (−3)。先把所有可能列出來,不要急著選。常見錯誤是漏了負數組合,尤其常數項是正數、中間項是負數時,兩個數其實都是負數。列出全部組合,下一步才逐一檢驗。
  3. 第三步:再看和是不是等於中間項係數第二條線索:這兩個數的和必須等於中間項的係數。例子:x² + 5x + 6 的中間項係數是 5,逐一檢驗:1 + 6 = 7,不對;2 + 3 = 5,正確,所以 m = 2、n = 3。若常數項是負數,例如 x² + 2x − 15,乘積 −15 的組合有 3 × (−5)、(−3) × 5 等,其中 3 + (−5) = −2 不對、(−3) + 5 = 2 正確,得 (x − 3)(x + 5)。兩條線索同時滿足,答案才成立。
  4. 第四步:寫答案找到兩個數之後,直接寫出答案:x² + bx + c = (x + m)(x + n)。例子:x² + 5x + 6 = (x + 2)(x + 3)。留意答案的次序可以調換,(x + 3)(x + 2) 同樣正確,因為乘法交換律。常見錯誤是找到兩個數之後忘記它們與括號的對應,例如把 x² + 5x + 6 寫成 (x + 2) + (x + 3),用加號連接;因式分解的答案永遠是乘積,兩個括號之間不寫任何符號。
  5. 第五步:記住正負號符號規律:常數項是正數時,兩個數同號,同正或同負,由中間項的符號決定;常數項是負數時,兩個數異號,一正一負。例子:x² − 5x + 6 的常數項是 6、中間項是 −5,所以兩個數都是負數:(x − 2)(x − 3),檢驗 (−2) + (−3) = −5 正確。常見錯誤是見到中間項是負便把常數項也當負;記住口訣「常數正,同號;常數負,異號」,先定符號再找數字。
  6. 第六步:驗算寫完答案必須乘回去驗算。例子:(x + 2)(x + 3) = x² + 3x + 2x + 6 = x² + 5x + 6,與原式相同,分解正確。若乘回來的結果不同,即兩個數找錯了,回到第二、三步重新配對。驗算只需十秒,卻能確保全部分數;考試時間緊迫時,先完成所有題目,最後集中驗算。常見的驗算疏忽是只檢查常數項,例如 (x + 1)(x + 6) 的常數也是 6,但中間項是 7x,必須兩項都核對。

4圖解 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 ✓首項拆 x·x尾項拆 3×4∴ x² + 7x + 12 = (x + 3)(x + 4)策略:尾項拆因數(要乘得 12),再試到交叉和啱啱好等於中間項尾項負數:兩個因數一正一負——符號係十字法最大陷阱
圖 1:十字相乘法

5例題示範 Example

例題:分解 x² + 7x + 12。

  1. 第一步確認形狀:首項係數是 1 的二次三項式,適合用十字相乘法。
  2. 第二步找乘積:常數項是 12,乘積等於 12 的整數組合有 1 × 12、2 × 6、3 × 4。
  3. 第三步找和:中間項係數是 7,逐一檢驗:1 + 12 = 13 不對,2 + 6 = 8 不對,3 + 4 = 7 正確。
  4. 第四步寫答案:兩個數是 3 和 4,所以 x² + 7x + 12 = (x + 3)(x + 4)。
  5. 第五步驗算:(x + 3)(x + 4) = x² + 4x + 3x + 12 = x² + 7x + 12,與原式一致。
  6. 補充:本題兩數同正,因為常數項 12 是正數、中間項 7 也是正數;若中間項是 −7,兩數便要同負。
  7. 答案:x² + 7x + 12 = (x + 3)(x + 4)。步驟:先列乘積為 12 的組合,再用和等於 7 選出 3 和 4,寫成兩個括號的乘積,最後乘回驗算。整個過程的口訣是「乘積看常數,和看中間」,驗算一步不可省略。

6常見錯誤 Mistakes

✗ 找錯兩個數
✓ 記住兩個條件:乘積等於常數項,和等於中間係數!兩樣都要對!
✗ 不理正負號
✓ 常數正號→兩數同號;常數負號→兩數異號!不要忽略正負號!
✗ 不驗算
✓ 寫完一定要乘回出來驗算!不要貪省不驗算!
✗ 中間項是負數就亂這樣加負號
✓ 先找兩個數的絕對值,再根據中間項符號加負號!

75 題快測 Quick check

Q1x² + 5x + 6 = ?

Q2兩個數乘積要等於?

Q3兩個數和要等於?

Q4x² − 5x + 6 = ?

Q5分解完要做什麼?

8重點回顧 Recap

  • 找兩個數:乘積等於常數項
  • 兩個數和等於中間項係數
  • 常數正→同號,常數負→異號
  • 寫答案:(x + m)(x + n)
  • 記住驗算!

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