多项式:因式分解
1. 因式分解的定义
把一个多项式表示成几个整式的积的形式,叫做多项式的因式分解(也叫分解因式)。例如:\(x^2 - 4 = (x + 2)(x - 2)\),\(3x^2 + 6x = 3x(x + 2)\)。
2. 因式分解的基本要求(分解彻底性,分到不能再分)
每个因式都是整式;
每个因式在指定数域(初中阶段通常为有理数域)内不能再分解;
相同因式需写成幂的形式,如\((x - 1)(x - 1) = (x - 1)^2\)。
方法1. 提公因式法(最基础,优先使用)
原理
若多项式各项都含公共的因式(公因式),则把公因式提到括号外,将多项式化为“公因式×(剩余项的和)”的形式。
公因式的确定: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 字母的指数取各项中该字母的最低次数。
步骤
1. 找公因式(系数→字母→指数);
2. 用多项式每一项除以公因式,得剩余项;
3. 写成“公因式×(剩余项的和)”。
易错点
漏提系数的负号(如\(-2x^2 + 4x\),公因式为\(-2x\),分解为\(-2x(x - 2)\),而非\(2x(-x + 2)\));
漏提单独的常数项(如\(3x + 3\),公因式为3,分解为\(3(x + 1)\),而非\(3x + 3\))。
示例
\(6x^3y - 9x^2y^2 + 3xy\):公因式为\(3xy\),分解为\(3xy(2x^2 - 3xy + 1)\);
\(-4a^2b + 6ab^2 - 2ab\):公因式为\(-2ab\),分解为\(-2ab(2a - 3b + 1)\)。
方法2. 公式法(利用乘法公式逆用,针对特殊结构)
1. 平方差公式:\(a^2 - b^2 = (a + b)(a - b)\)
2. 完全平方和公式:\(a^2 + 2ab + b^2 = (a + b)^2\)
3. 完全平方差公式:\(a^2 - 2ab + b^2 = (a - b)^2\)
4. 立方和公式:\(a^3 + b^3 = (a + b)(a^2 - ab + b^2)\)
5. 立方差公式:\(a^3 - b^3 = (a - b)(a^2 + ab + b^2)\)
6. 完全立方和公式:\(a^3 + 3a^2b + 3ab^2 + b^3 = (a + b)^3\)
7. 完全立方差公式:\(a^3 - 3a^2b + 3ab^2 - b^3 = (a - b)^3\)
8. \(a^2 + b^2 + c^2 + 2ab + 2bc + 2ac = (a + b + c)^2\)
9. \(a^2 + b^2 + c^2 - 2ab - 2bc + 2ac = (a - b + c)^2\)
步骤
1. 观察多项式结构,判断是否符合公式;
2. 将多项式变形为公式左边的标准形式(如\(4x^2 - 9y^2 = (2x)^2 - (3y)^2\));
3. 套用公式分解。
易错点
混淆完全平方公式的符号(如\(x^2 - 4x + 4 = (x - 2)^2\),而非\((x + 2)^2\));
误将“平方和”分解(如\(x^2 + 4\)在有理数域内不能分解,切勿写成\((x + 2)^2\));
立方公式漏写中间项(如\(x^3 - 8 = (x - 2)(x^2 + 2x + 4)\),而非\((x - 2)(x^2 + 4)\))。
示例
\(16a^2 - 25b^2 = (4a)^2 - (5b)^2 = (4a + 5b)(4a - 5b)\);
\(9x^2 + 12xy + 4y^2 = (3x)^2 + 2×3x×2y + (2y)^2 = (3x + 2y)^2\);
\(8x^3 + 1 = (2x)^3 + 1^3 = (2x + 1)(4x^2 - 2x + 1)\)。
方法3. 十字相乘法(针对二次三项式\(ax^2 + bx + c\),核心方法)
原理
对于二次三项式\(ax^2 + bx + c\)(\(a ≠ 0\)),若能找到两个数\(m\)、\(n\)(或两组数\(m_1, m_2\)与\(n_1, n_2\)),满足:
当\(a = 1\)时:\(m + n = b\),\(mn = c\),则\(x^2 + bx + c = (x + m)(x + n)\);
当\(a ≠ 1\)时:\(m_1m_2 = a\),\(n_1n_2 = c\),\(m_1n_2 + m_2n_1 = b\),则\(ax^2 + bx + c = (m_1x + n_1)(m_2x + n_2)\)。
步骤(以\(a ≠ 1\)为例)
1. 分解二次项系数\(a\)为\(m_1×m_2\)(写在十字左边);
2. 分解常数项\(c\)为\(n_1×n_2\)(写在十字右边);
3. 交叉相乘再相加:\(m_1n_2 + m_2n_1\),若等于一次项系数\(b\),则成功;
4. 写成\((m_1x + n_1)(m_2x + n_2)\)。
易错点
常数项为正时,忽略“两数同号”(如\(x^2 + 5x + 6\),需找同正的2和3,而非异号);
常数项为负时,忽略“两数异号,绝对值大的与一次项同号”(如\(x^2 - 2x - 3\),需找-3和+1,而非3和-1);
\(a ≠ 1\)时漏试系数组合(如\(6x^2 + 5x - 6\),需试\(2×3\)和\(-2×3\),交叉得\(2×3 + 3×(-2) = 0\),不行;再试\(2×3\)和\(3×(-2)\),交叉得\(2×(-2) + 3×3 = 5\),成功,分解为\((2x + 3)(3x - 2)\))。
示例
\(x^2 + 7x + 12\):找3和4(3+4=7,3×4=12),分解为\((x + 3)(x + 4)\);
\(2x^2 - 5x + 2\):分解\(a=2=1×2\),\(c=2=(-1)×(-2)\),交叉\(1×(-2) + 2×(-1) = -4≠-5\);再试\(c=2=(-2)×(-1)\),交叉\(1×(-1) + 2×(-2) = -5\),分解为\((x - 2)(2x - 1)\)。
方法4. 分组分解法(针对四项及以上多项式,通过分组创造可分解结构)
原理
将多项式的项分成若干组,每组分别用提公因式法或公式法分解,再对整体提公因式(或套公式),最终分解彻底。核心是“分组后每组有公因式,或组间有公因式”。
常见分组方式
二二分组:适用于四项式,两组分别有公因式,且组间有相同公因式。
示例:\(ax + ay + bx + by = (ax + ay) + (bx + by) = a(x + y) + b(x + y) = (a + b)(x + y)\);
一三分组:适用于四项式,其中三项可构成完全平方,与第四项构成平方差。
示例:\(x^2 - 2xy + y^2 - z^2 = (x^2 - 2xy + y^2) - z^2 = (x - y)^2 - z^2 = (x - y + z)(x - y - z)\);
三一分组(同一三分组):如\(a^2 - b^2 + 2a + 1 = (a^2 + 2a + 1) - b^2 = (a + 1)^2 - b^2 = (a + 1 + b)(a + 1 - b)\)。
步骤
1. 根据多项式项数和结构,确定分组方式(二二、一三);
2. 每组分别分解;
3. 提取组间的公因式(或套公式);
4. 检查是否分解彻底。
易错点
分组无目标,导致组间无公因式(如\(x^3 + x^2 + x + 1\),若分成\((x^3 + x^2 + x) + 1\),无法继续;
需分成\((x^3 + x^2) + (x + 1) = x^2(x + 1) + 1(x + 1) = (x^2 + 1)(x + 1)\));
分组后漏提组间公因式(如上述示例中,分组后得\(a(x + y) + b(x + y)\),需继续提\((x + y)\),而非停留在分组阶段)。
方法5. 拆项与补项法(针对无法直接分组或十字相乘的多项式,通过变形创造结构)
原理
拆项:将多项式的某一项拆成两项(或多项),使拆分后的多项式能分组或十字相乘;
补项:在多项式中添加“+某数 - 某数”(或“+某式 - 某式”),不改变多项式值,但能构成完全平方、平方差等结构。
步骤(以拆项为例)
1. 观察多项式结构,确定需拆分的项(通常是一次项或二次项);
2. 合理拆分该项,使多项式能分组(或十字相乘);
3. 按分组分解法或公式法继续分解。
示例
分解\(x^3 - 3x + 2\)(拆项):
方法1:拆常数项\(2 = -1 + 3\),得\(x^3 - 3x - 1 + 3 = (x^3 - 1) - (3x - 3) = (x - 1)(x^2 + x + 1) - 3(x - 1) \)
\(= (x - 1)(x^2 + x + 1 - 3) = (x - 1)(x^2 + x - 2) = (x - 1)^2(x + 2)\);
方法2:拆一次项\(-3x = -x - 2x\),得\(x^3 - x - 2x + 2 = (x^3 - x) - (2x - 2) = x(x^2 - 1) - 2(x - 1) \)
\(= x(x - 1)(x + 1) - 2(x - 1) = (x - 1)(x(x + 1) - 2) = (x - 1)(x^2 + x - 2) = (x - 1)^2(x + 2)\);
分解\(x^4 + 4\)(补项):
补项\(+4x^2 - 4x^2\),得\(x^4 + 4x^2 + 4 - 4x^2 = (x^2 + 2)^2 - (2x)^2 = (x^2 + 2 + 2x)(x^2 + 2 - 2x) \)
\(= (x^2 + 2x + 2)(x^2 - 2x + 2)\)(“配方法分解四次项”经典题型)。
易错点
拆项/补项不合理,无法创造可分解结构(如分解\(x^2 + 5x + 6\),无需拆项;分解\(x^2 + 4x - 5\),拆一次项为\(5x - x\),得\(x^2 + 5x - x - 5 = x(x + 5) - 1(x + 5) = (x - 1)(x + 5)\),合理);
补项后漏减补的项(如\(x^4 + 4\)补\(4x^2\)后,需同时减\(4x^2\),否则多项式值改变)。
方法6. 换元法(针对含重复复杂式子的多项式,通过换元简化结构)
原理
将多项式中重复出现的“复杂部分”(如\(x^2 + x\)、\(2x - 3\)等)设为新的未知数(如\(t\)),将原多项式转化为关于\(t\)的简单多项式(如二次式),分解后再代回原未知数,最终分解彻底。
步骤
1. 观察多项式,确定重复的复杂式子(设为\(t\));
2. 用\(t\)替换原多项式中的复杂式子,得到关于\(t\)的多项式;
3. 分解关于\(t\)的多项式;
4. 代回\(t\)的原表达式,继续分解(若需);
5. 检查是否分解彻底。
示例
分解\((x^2 + x)^2 - 4(x^2 + x) - 12\):
设\(t = x^2 + x\),则原多项式变为\(t^2 - 4t - 12\),十字相乘得\((t - 6)(t + 2)\);代回\(t\),得\((x^2 + x - 6)(x^2 + x + 2)\);继续分解\(x^2 + x - 6 = (x + 3)(x - 2)\),最终分解为\((x + 3)(x - 2)(x^2 + x + 2)\);
分解\((x^2 + 3x + 2)(x^2 + 7x + 12) - 120\):
先分解括号内式子:\((x + 1)(x + 2)(x + 3)(x + 4) - 120\);
分组配对(使每组含\(x^2 + 5x\)):\([(x + 1)(x + 4)][(x + 2)(x + 3)] - 120 = (x^2 + 5x + 4)(x^2 + 5x + 6) - 120\);
设\(t = x^2 + 5x + 5\)(中间值,简化计算),则\((t - 1)(t + 1) - 120 = t^2 - 1 - 120 = t^2 - 121 = (t - 11)(t + 11)\);
代回得\((x^2 + 5x + 5 - 11)(x^2 + 5x + 5 + 11) = (x^2 + 5x - 6)(x^2 + 5x + 16) = (x + 6)(x - 1)(x^2 + 5x + 16)\)。
易错点
换元后忘记代回原未知数(如上述示例中,分解为\((t - 6)(t + 2)\)后,需继续代回\(t = x^2 + x\),不能停留在\(t\)的表达式);
换元选择不当,未简化结构(如分解\((x^2 - 2x)^2 - 11(x^2 - 2x) + 24\),应设\(t = x^2 - 2x\),而非设\(t = x^2\))。
方法7. 配方法(针对二次三项式或高次式,通过配方转化为平方差)
原理
类似“补项法”,将多项式通过配方转化为“完全平方 - 平方项”的形式,再用平方差公式分解。常用于二次三项式(十字相乘法的补充)或高次式(如四次项)。
步骤(以二次三项式\(ax^2 + bx + c\)为例)
1. 提取二次项系数:\(a(x^2 + \frac{b}{a}x) + c\);
2. 括号内配方:\(x^2 + \frac{b}{a}x = (x + \frac{b}{2a})^2 - (\frac{b}{2a})^2\);
3. 代入原多项式:\(a[(x + \frac{b}{2a})^2 - (\frac{b}{2a})^2] + c = a(x + \frac{b}{2a})^2 - \frac{b^2}{4a} + c\);
4. 整理常数项,若为平方差,则用公式分解。
示例
分解\(2x^2 - 4x - 6\)(配方法):
步骤1:提系数\(2\):\(2(x^2 - 2x) - 6\);
步骤2:配方:\(x^2 - 2x = (x - 1)^2 - 1\);
步骤3:代入:\(2[(x - 1)^2 - 1] - 6 = 2(x - 1)^2 - 2 - 6 = 2(x - 1)^2 - 8 = 2[(x - 1)^2 - 4]\);
步骤4:平方差分解:\(2[(x - 1) + 2][(x - 1) - 2] = 2(x + 1)(x - 3)\);
分解\(x^4 + 2x^2 + 1 - x^2\)(先配方再平方差):
步骤1:配方:\(x^4 + 2x^2 + 1 = (x^2 + 1)^2\);
步骤2:平方差:\((x^2 + 1)^2 - x^2 = (x^2 + 1 + x)(x^2 + 1 - x) = (x^2 + x + 1)(x^2 - x + 1)\)。
易错点
配方时漏乘二次项系数(如\(2x^2 - 4x\)配方,需提2后再配,而非直接配\(2(x^2 - 2x + 1) - 2\),不能写成\((\sqrt{2}x - \sqrt{2})^2\));
配方后常数项计算错误(如\(x^2 + 3x\)配方,应为\((x + \frac{3}{2})^2 - \frac{9}{4}\),而非\((x + \frac{3}{2})^2 - 9\))。
第一组:提公因式与公式法综合(1-10题)
1. 分解\(8x^3y^2 - 12x^2y^3 + 4x^2y^2\)
解:
先提公因式\(4x^2y^2\),得\(4x^2y^2(2x - 3y + 1)\)(注意常数项1不能漏)。
2. 分解\(-16a^4 + 81b^4\)
解:
先提负号:\(-(16a^4 - 81b^4)\);
再用平方差:\(16a^4 - 81b^4 = (4a^2)^2 - (9b^2)^2 = (4a^2 + 9b^2)(4a^2 - 9b^2)\);
继续分解\(4a^2 - 9b^2 = (2a + 3b)(2a - 3b)\);最终得\(-(4a^2 + 9b^2)(2a + 3b)(2a - 3b)\)。
3. 分解\((x + y)^2 - 4(x + y - 1)\)
解:
整理常数项:\((x + y)^2 - 4(x + y) + 4\);用完全平方公式:\((x + y - 2)^2\)。
4. 分解\(x^3 - 6x^2 + 9x\)
解:
先提公因式\(x\):\(x(x^2 - 6x + 9)\);再用完全平方:\(x(x - 3)^2\)。
5. 分解\(a^2b^2 - 2ab + 1\)
解:
将\(ab\)看作整体,用完全平方:\((ab - 1)^2\)。
6. 分解\(27x^3 - \frac{1}{8}y^3\)
解:
用立方差公式:\((3x)^3 - (\frac{1}{2}y)^3 = (3x - \frac{1}{2}y)(9x^2 + \frac{3}{2}xy + \frac{1}{4}y^2)\)(注意系数计算)。
7. 分解\((a^2 + b^2)^2 - 4a^2b^2\)
解:
用平方差:\((a^2 + b^2 + 2ab)(a^2 + b^2 - 2ab)\);
再用完全平方:\((a + b)^2(a - b)^2\)(可写成\([(a + b)(a - b)]^2 = (a^2 - b^2)^2\))。
8. 分解\(3x^2y - 12xy + 12y\)
解:
先提公因式\(3y\):\(3y(x^2 - 4x + 4)\);再用完全平方:\(3y(x - 2)^2\)。
9. 分解\(x^4 - 2x^2 + 1\)
解:
用完全平方:\((x^2 - 1)^2\);再用平方差:\([(x + 1)(x - 1)]^2 = (x + 1)^2(x - 1)^2\)。
10. 分解\(a^3 + a^2 - a - 1\)
解:
先提公因式(分组):\((a^3 + a^2) - (a + 1) = a^2(a + 1) - 1(a + 1) = (a^2 - 1)(a + 1)\);
再用平方差:\((a + 1)(a - 1)(a + 1) = (a + 1)^2(a - 1)\)。
第二组:十字相乘法进阶(11-30题)
11. 分解\(x^2 - 11x + 28\)
解:
找两数(-4和-7),和为-11,积为28;得\((x - 4)(x - 7)\)。
12. 分解\(x^2 + 2x - 15\)
解:
找两数(5和-3),和为2,积为-15;得\((x + 5)(x - 3)\)。
13. 分解\(2x^2 + 7x + 3\)
解:
\(a=2=1×2\),\(c=3=1×3\);交叉\(1×3 + 2×1=5≠7\);再试\(c=3=3×1\),交叉\(1×1 + 2×3=7\);得\((x + 3)(2x + 1)\)。
14. 分解\(3x^2 - 10x + 8\)
解:
\(a=3=1×3\),\(c=8=(-2)×(-4)\);交叉\(1×(-4) + 3×(-2)=-10\);得\((x - 2)(3x - 4)\)。
15. 分解\(6x^2 - 13x - 5\)
解:
\(a=6=2×3\),\(c=-5=(-5)×1\);交叉\(2×1 + 3×(-5)=-13\);得\((2x - 5)(3x + 1)\)。
16. 分解\(4x^2 + 4x - 3\)
解:
\(a=4=2×2\),\(c=-3=(-1)×3\);交叉\(2×3 + 2×(-1)=4\);得\((2x - 1)(2x + 3)\)。
17. 分解\(5x^2 + 7xy - 6y^2\)
解:
将\(y\)看作常数,十字相乘:\(a=5=1×5\),\(c=-6y^2=(-2y)×3y\);交叉\(1×3y + 5×(-2y)=-7y≠7y\);
再试\(c=-6y^2=(3y)×(-2y)\),交叉\(1×(-2y) + 5×3y=13y≠7y\);
调整\(a=5=5×1\),\(c=-6y^2=(2y)×(-3y)\),交叉\(5×(-3y) + 1×2y=-13y≠7y\);
再试\(c=-6y^2=(-3y)×2y\),交叉\(5×2y + 1×(-3y)=7y\);得\((5x - 3y)(x + 2y)\)。
18. 分解\(x^2 - (a + b)x + ab\)
解:
找两数(-a和-b),和为\(-(a + b)\),积为\(ab\);得\((x - a)(x - b)\)(“关于字母的十字相乘”经典题型)。
19. 分解\((x^2 + x)^2 - 2(x^2 + x) - 15\)
解:
设\(t=x^2 + x\),则\(t^2 - 2t - 15=(t - 5)(t + 3)\);
代回得\((x^2 + x - 5)(x^2 + x + 3)\)(\(x^2 + x - 5\)在有理数域内不能分解,停止)。
20. 分解\(2x^2 - 5xy - 3y^2 + x + 11y - 6\)
解:
先分解二次项\(2x^2 - 5xy - 3y^2=(2x + y)(x - 3y)\);设原式\(=(2x + y + m)(x - 3y + n)\)(\(m,n\)为常数);
展开右边:\(2x^2 - 5xy - 3y^2 + (2n + m)x + (-3m + n)y + mn\);对比系数:
\(\begin{cases}2n + m = 1 \\ -3m + n = 11 \\ mn = -6\end{cases}\)
解得\(m=-3\),\(n=2\);得\((2x + y - 3)(x - 3y + 2)\)(“二元二次六项式十字相乘”难点题型)。
21. 分解\(x^2 + 3xy + 2y^2 + 4x + 5y + 3\)
解:
二次项分解\(x^2 + 3xy + 2y^2=(x + y)(x + 2y)\);设原式\(=(x + y + m)(x + 2y + n)\);展开对比系数:
\(\begin{cases}m + n = 4 \\ 2m + n = 5 \\ mn = 3\end{cases}\)
解得\(m=1\),\(n=3\);得\((x + y + 1)(x + 2y + 3)\)。
22. 分解\(3x^2 + 4xy + y^2 + 7x + 3y + 2\)
解:
二次项分解\(3x^2 + 4xy + y^2=(3x + y)(x + y)\);设原式\(=(3x + y + m)(x + y + n)\);展开对比:
\(\begin{cases}m + 3n = 7 \\ m + n = 3 \\ mn = 2\end{cases}\)
解得\(m=1\),\(n=2\);得\((3x + y + 1)(x + y + 2)\)。
23. 分解\(x^2 - 2xy - 3y^2 + 3x - 5y + 2\)
解:
二次项分解\(x^2 - 2xy - 3y^2=(x - 3y)(x + y)\);设原式\(=(x - 3y + m)(x + y + n)\);
展开对比:\(\begin{cases}m + n = 3 \\ m - 3n = -5 \\ mn = 2\end{cases}\)
解得\(m=1\),\(n=2\);得\((x - 3y + 1)(x + y + 2)\)。
24. 分解\(4x^2 + 4xy + y^2 - 4x - 2y - 3\)
解:
二次项分解\(4x^2 + 4xy + y^2=(2x + y)^2\);设原式\(=(2x + y + m)(2x + y + n)\);展开对比:
\(\begin{cases}2m + 2n = -4 \\ mn = -3\end{cases}\)
解得\(m=1\),\(n=-3\);得\((2x + y + 1)(2x + y - 3)\)。
25. 分解\(x^4 - 5x^2 + 4\)
解:
看作二次项\(t=x^2\),则\(t^2 - 5t + 4=(t - 1)(t - 4)\);代回得\((x^2 - 1)(x^2 - 4)=(x + 1)(x - 1)(x + 2)(x - 2)\)。
26. 分解\(x^4 + 5x^2 + 4\)
解:
十字相乘\(t^2 + 5t + 4=(t + 1)(t + 4)\);代回得\((x^2 + 1)(x^2 + 4)\)(均不能再分解)。
27. 分解\(x^4 - 13x^2 + 36\)
解:
十字相乘\(t^2 - 13t + 36=(t - 4)(t - 9)\);代回得\((x^2 - 4)(x^2 - 9)=(x + 2)(x - 2)(x + 3)(x - 3)\)。
28. 分解\(2x^4 + x^2 - 1\)
解:
十字相乘\(2t^2 + t - 1=(2t - 1)(t + 1)\);代回得\((2x^2 - 1)(x^2 + 1)\)(\(2x^2 - 1\)在有理数域内不能分解)。
29. 分解\(3x^4 - 7x^2 + 2\)
解:
十字相乘\(3t^2 - 7t + 2=(3t - 1)(t - 2)\);代回得\((3x^2 - 1)(x^2 - 2)\)(均不能再分解)。
30. 分解\(x^4 + 2x^2y^2 + 9y^4\)
解:
拆项\(2x^2y^2=6x^2y^2 - 4x^2y^2\),得\(x^4 + 6x^2y^2 + 9y^4 - 4x^2y^2=(x^2 + 3y^2)^2 - (2xy)^2\)
\(=(x^2 + 3y^2 + 2xy)(x^2 + 3y^2 - 2xy)=(x^2 + 2xy + 3y^2)(x^2 - 2xy + 3y^2)\)。
第三组:分组分解法难点(31-50题)
31. 分解\(ax - bx + ay - by\)
解:
二二分组:\((ax - bx) + (ay - by)=x(a - b) + y(a - b)=(a - b)(x + y)\)。
32. 分解\(x^3 + x^2y - xy^2 - y^3\)
解:
二二分组:\((x^3 + x^2y) - (xy^2 + y^3)=x^2(x + y) - y^2(x + y)=(x^2 - y^2)(x + y)=(x + y)^2(x - y)\)。
33. 分解\(a^2 - ab + ac - bc\)
解:
二二分组:\((a^2 - ab) + (ac - bc)=a(a - b) + c(a - b)=(a + c)(a - b)\)。
34. 分解\(x^2 - 4y^2 - x - 2y\)
解:
一三分组:\((x^2 - 4y^2) - (x + 2y)=(x + 2y)(x - 2y) - (x + 2y)=(x + 2y)(x - 2y - 1)\)。
35. 分解\(a^2 - 2ab + b^2 - c^2 + 2cd - d^2\)
解:
分组为\((a^2 - 2ab + b^2) - (c^2 - 2cd + d^2)=(a - b)^2 - (c - d)^2=(a - b + c - d)(a - b - c + d)\)。
36. 分解\(x^2 + 2xy + y^2 - 2x - 2y + 1\)
解:
分组为\((x^2 + 2xy + y^2) - (2x + 2y) + 1=(x + y)^2 - 2(x + y) + 1=(x + y - 1)^2\)。
37. 分解\(a^3 + 3a^2 + 3a + 1 - b^3\)
解:
分组为\((a^3 + 3a^2 + 3a + 1) - b^3=(a + 1)^3 - b^3=(a + 1 - b)(a^2 + 2a + 1 + ab + b + b^2)\)。
38. 分解\(x^4 - x^3 + x^2 - x\)
解:
二二分组:\((x^4 - x^3) + (x^2 - x)=x^3(x - 1) + x(x - 1)=x(x - 1)(x^2 + 1)\)。
39. 分解\(2x^3 - x^2 - 6x + 3\)
解:
二二分组:\((2x^3 - x^2) - (6x - 3)=x^2(2x - 1) - 3(2x - 1)=(x^2 - 3)(2x - 1)\)。
40. 分解\(x^3 + 2x^2 - 5x - 6\)
解:
拆项分组:\(x^3 + x^2 + x^2 + x - 6x - 6=(x^3 + x^2) + (x^2 + x) - (6x + 6)\)
\(=x^2(x + 1) + x(x + 1) - 6(x + 1)=(x + 1)(x^2 + x - 6)=(x + 1)(x + 3)(x - 2)\)。
41. 分解\(x^3 - 4x^2 + x + 6\)
解:
拆项分组:\(x^3 - 2x^2 - 2x^2 + 4x - 3x + 6=(x^3 - 2x^2) - (2x^2 - 4x) - (3x - 6)\)
\(=x^2(x - 2) - 2x(x - 2) - 3(x - 2)=(x - 2)(x^2 - 2x - 3)=(x - 2)(x - 3)(x + 1)\)。
42. 分解\(a^4 + a^3 + a^2 + a\)
解:
二二分组:\((a^4 + a^3) + (a^2 + a)=a^3(a + 1) + a(a + 1)=a(a + 1)(a^2 + 1)\)。
43. 分解\(x^2 - y^2 + ax + ay\)
解:
分组为\((x^2 - y^2) + (ax + ay)=(x + y)(x - y) + a(x + y)=(x + y)(x - y + a)\)。
44. 分解\(a^2 - b^2 - c^2 + 2bc\)
解:
分组为\(a^2 - (b^2 - 2bc + c^2)=a^2 - (b - c)^2=(a + b - c)(a - b + c)\)。
45. 分解\(x^3 - 3x^2 + 3x - 1 - 8y^3\)
解:
分组为\((x^3 - 3x^2 + 3x - 1) - 8y^3=(x - 1)^3 - (2y)^3=(x - 1 - 2y)(x^2 - 2x + 1 + 2xy - 2y + 4y^2)\)。
46. 分解\(2ax - 10ay + 5by - bx\)
解:
调整分组顺序(关键):\((2ax - 10ay) - (bx - 5by)=2a(x - 5y) - b(x - 5y)=(2a - b)(x - 5y)\)。
47. 分解\(ab - a - b + 1\)
解:
二二分组:\((ab - a) - (b - 1)=a(b - 1) - 1(b - 1)=(a - 1)(b - 1)\)。
48. 分解\(x^2 - 4xy + 4y^2 - 1\)
解:
分组为\((x^2 - 4xy + 4y^2) - 1=(x - 2y)^2 - 1=(x - 2y + 1)(x - 2y - 1)\)。
49. 分解\(a^3 - a^2b + ab^2 - b^3\)
解:
二二分组:\((a^3 - a^2b) + (ab^2 - b^3)=a^2(a - b) + b^2(a - b)=(a^2 + b^2)(a - b)\)。
50. 分解\(x^4 - 2x^3 - 3x^2 + 4x + 4\)
解:
分组为\((x^4 - 2x^3 - 3x^2) + (4x + 4)=x^2(x^2 - 2x - 3) + 4(x + 1)\)
\(=x^2(x - 3)(x + 1) + 4(x + 1)=(x + 1)(x^3 - 3x^2 + 4)\);
继续分解\(x^3 - 3x^2 + 4\)(拆项):
\(x^3 + x^2 - 4x^2 + 4=x^2(x + 1) - 4(x^2 - 1)=x^2(x + 1) - 4(x + 1)(x - 1)\)
\(=(x + 1)(x^2 - 4x + 4)=(x + 1)(x - 2)^2\);
最终得\((x + 1)^2(x - 2)^2\)。
第四组:拆项补项法难点(51-70题)
51. 分解\(x^3 - 3x^2 + 2\)
解:
拆项\(-3x^2=-x^2 - 2x^2\),得\(x^3 - x^2 - 2x^2 + 2=x^2(x - 1) - 2(x^2 - 1)\)
\(=x^2(x - 1) - 2(x + 1)(x - 1)=(x - 1)(x^2 - 2x - 2)\)(或拆常数项,见前文示例)。
52. 分解\(x^3 + 6x^2 + 11x + 6\)
解:
拆项\(11x=6x + 5x\)(或按“试根法”,x=-1是根):\(x^3 + x^2 + 5x^2 + 5x + 6x + 6\)
\(=x^2(x + 1) + 5x(x + 1) + 6(x + 1)=(x + 1)(x^2 + 5x + 6)=(x + 1)(x + 2)(x + 3)\)。
53. 分解\(x^3 - 7x + 6\)
解:
拆项\(-7x=-x - 6x\),得\(x^3 - x - 6x + 6=x(x^2 - 1) - 6(x - 1)\)
\(=x(x + 1)(x - 1) - 6(x - 1)=(x - 1)(x^2 + x - 6)=(x - 1)(x + 3)(x - 2)\)。
54. 分解\(x^3 + 2x^2 - 5x - 6\)
解:
拆项\(2x^2=x^2 + x^2\),得\(x^3 + x^2 + x^2 - 5x - 6=x^2(x + 1) + (x^2 - 5x - 6)\)
\(=x^2(x + 1) + (x - 6)(x + 1)=(x + 1)(x^2 + x - 6)=(x + 1)(x + 3)(x - 2)\)。
55. 分解\(x^4 + x^2 + 1\)
解:
补项\(+x^2 - x^2\),得\(x^4 + 2x^2 + 1 - x^2=(x^2 + 1)^2 - x^2\)
\(=(x^2 + x + 1)(x^2 - x + 1)\)(经典“三次项补项”题型)。
56. 分解\(x^4 + 4y^4\)
解:
补项\(+4x^2y^2 - 4x^2y^2\),得
\(x^4 + 4x^2y^2 + 4y^4 - 4x^2y^2=(x^2 + 2y^2)^2 - (2xy)^2\)
\(=(x^2 + 2xy + 2y^2)(x^2 - 2xy + 2y^2)\)(“舒尔分解”经典题型)。
57. 分解\(x^3 + 4x^2 - 5\)
解:
拆项\(4x^2=5x^2 - x^2\),得
\(x^3 - x^2 + 5x^2 - 5=x^2(x - 1) + 5(x^2 - 1)=x^2(x - 1) + 5(x + 1)(x - 1)=(x - 1)(x^2 + 5x + 5)\)
58. 分解\(x^3 - 2x^2 - x + 2\)
解:
拆项\(-2x^2=-x^2 - x^2\),得\(x^3 - x^2 - x^2 - x + 2=x^2(x - 1) - x(x + 1) + 2\)
复杂,换分组:\((x^3 - 2x^2) - (x - 2)=x^2(x - 2) - 1(x - 2)=(x^2 - 1)(x - 2)=(x + 1)(x - 1)(x - 2)\)
59. 分解\(x^4 - 11x^2 + 1\)
解:
拆项\(-11x^2=-9x^2 - 2x^2\),得\(x^4 - 2x^2 + 1 - 9x^2=(x^2 - 1)^2 - (3x)^2=(x^2 - 3x - 1)(x^2 + 3x - 1)\)。
60. 分解\(x^4 + 2x^3 + 3x^2 + 2x + 1\)
解:拆项\(3x^2=2x^2 + x^2\),得
分组:\((x^4 + 2x^3 + x^2) + (2x^2 + 2x) + 1=(x^2 + x)^2 + 2(x^2 + x) + 1=(x^2 + x + 1)^2\)
61. 分解\(2x^3 + x^2 - 13x + 6\)
解:
拆项\(x^2=7x^2 - 6x^2\),得
\(2x^3 + 7x^2 - 6x^2 - 13x + 6=x^2(2x + 7) - (6x^2 + 13x - 6)=x^2(2x + 7) - (2x + 3)(3x - 2)\)
复杂,试根法:x=2是根,分解为\((x - 2)(2x^2 + 5x - 3)=(x - 2)(2x - 1)(x + 3)\)
62. 分解\(3x^3 - 7x^2 + 4\)
解:试根法x=1是根,分解为\((x - 1)(3x^2 - 4x - 4)=(x - 1)(3x + 2)(x - 2)\)
拆项验证:\(3x^3 - 3x^2 - 4x^2 + 4=3x^2(x - 1) - 4(x^2 - 1)=(x - 1)(3x^2 - 4x - 4)\)
63. 分解\(x^3 + 3x^2 - 4x - 12\)
解:
分组\((x^3 + 3x^2) - (4x + 12)=x^2(x + 3) - 4(x + 3)=(x^2 - 4)(x + 3)=(x + 2)(x - 2)(x + 3)\)。
64. 分解\(x^4 - 2x^3 - 2x^2 + 2x + 1\)
解:
\((x^2 - x - 1)^2\),验证:\((x^2 - x - 1)^2=x^4 - 2x^3 + x^2 - 2x^2 + 2x + 1=x^4 - 2x^3 - x^2 + 2x + 1\)
接近,原题为\(-2x^2\),应为
\((x^2 - x - 1)^2 - x^2=(x^2 - x - 1 - x)(x^2 - x - 1 + x)=(x^2 - 2x - 1)(x^2 - 1)=(x^2 - 2x - 1)(x + 1)(x - 1)\)
65. 分解\(x^3 - 6x^2 + 11x - 6\)
解:
分组:\((x^3 - 6x^2 + 11x) - 6=x(x^2 - 6x + 11) - 6\)
复杂,试根法x=1是根,分解为\((x - 1)(x^2 - 5x + 6)=(x - 1)(x - 2)(x - 3)\)
66. 分解\(2x^3 + 3x^2 - 1\)
解:
拆项\(3x^2=2x^2 + x^2\),得
\(2x^3 + 2x^2 + x^2 - 1=2x^2(x + 1) + (x^2 - 1)=2x^2(x + 1) + (x + 1)(x - 1)\)
\(=(x + 1)(2x^2 + x - 1)=(x + 1)(2x - 1)(x + 1)=(x + 1)^2(2x - 1)\)。
67. 分解\(x^4 - 4x^3 + 6x^2 - 4x + 1 - y^4\)
解:
分组为\((x^4 - 4x^3 + 6x^2 - 4x + 1) - y^4=(x - 1)^4 - y^4=(x - 1)^2)^2 - (y^2)^2\)
\(=(x^2 - 2x + 1 + y^2)(x^2 - 2x + 1 - y^2)=(x^2 - 2x + 1 + y^2)(x - 1 + y)(x - 1 - y)\)。
68. 分解\(x^3 + 5x^2 + 3x - 9\)
解:
试根法x=1是根,分解为\((x - 1)(x^2 + 6x + 9)=(x - 1)(x + 3)^2\)
拆项验证:\(x^3 + 3x^2 + 2x^2 + 6x - 3x - 9\)
\(=x^2(x + 3) + 2x(x + 3) - 3(x + 3)=(x + 3)(x^2 + 2x - 3)=(x + 3)(x + 3)(x - 1)\))。
69. 分解\(x^4 + 3x^3 + 2x^2 + 3x + 1\)
解:
拆项\(2x^2=x^2 + x^2\),得
\(x^4 + 3x^3 + x^2 + x^2 + 3x + 1=x^2(x^2 + 3x + 1) + (x^2 + 3x + 1)=(x^2 + 1)(x^2 + 3x + 1)\)。
70. 分解\(3x^4 - 2x^3 - 9x^2 + 12x - 4\)
解:
试根法x=1是根,分解为\((x - 1)(3x^3 + x^2 - 8x + 4)\);
继续试根x=1是根,得\((x - 1)^2(3x^2 + 4x - 4)=(x - 1)^2(3x - 2)(x + 2)\)。
第五组:换元法与综合应用(71-100题)
71. 分解\((x^2 + 3x)^2 - 2(x^2 + 3x) - 8\)
解:
设\(t=x^2 + 3x\),则\(t^2 - 2t - 8=(t - 4)(t + 2)\);
代回得\((x^2 + 3x - 4)(x^2 + 3x + 2)=(x + 4)(x - 1)(x + 1)(x + 2)\)。
72. 分解\((x^2 + x - 1)(x^2 + x - 2) - 6\)
解:
设\(t=x^2 + x - 1.5\)(中间值),则\((t - 0.5)(t + 0.5) - 6=t^2 - 0.25 - 6=t^2 - 6.25=(t - 2.5)(t + 2.5)\);
代回得\((x^2 + x - 4)(x^2 + x + 1)\)
或设\(t=x^2 + x\),则\((t - 1)(t - 2) - 6=t^2 - 3t + 2 - 6=t^2 - 3t - 4=(t - 4)(t + 1)\),代回得\((x^2 + x - 4)(x^2 + x + 1)\)
73. 分解\((x + 1)(x + 2)(x + 3)(x + 4) - 24\)
解:
分组配对:\([(x + 1)(x + 4)][(x + 2)(x + 3)] - 24=(x^2 + 5x + 4)(x^2 + 5x + 6) - 24\);
设\(t=x^2 + 5x + 5\),则\((t - 1)(t + 1) - 24=t^2 - 25=(t - 5)(t + 5)\);
代回得\((x^2 + 5x)(x^2 + 5x + 10)=x(x + 5)(x^2 + 5x + 10)\)。
74. 分解\((x^2 - 1)(x^2 + 3x - 8) - 20\)
解:
展开\(x^2 - 1)(x^2 + 3x - 8)=x^4 + 3x^3 - 9x^2 - 3x + 8\);
设\(t=x^2 + \frac{3}{2}x - \frac{9}{2}\)
复杂,换设\(t=x^2 + ax + b\),
或直接十字相乘:\(x^4 + 3x^3 - 9x^2 - 3x - 12=(x^2 + 4x + 3)(x^2 - x - 4)=(x + 1)(x + 3)(x^2 - x - 4)\)
75. 分解\((x^2 + 2x + 3)(x^2 + 2x + 2) - 30\)
解:
设\(t=x^2 + 2x + 2.5\),则\((t + 0.5)(t - 0.5) - 30=t^2 - 0.25 - 30=t^2 - 30.25=(t - 5.5)(t + 5.5)\);
代回得\((x^2 + 2x - 3)(x^2 + 2x + 8)=(x + 3)(x - 1)(x^2 + 2x + 8)\)。
76. 分解\((x - 1)(x - 2)(x - 3)(x - 4) - 24\)
解:
分组配对:\([(x - 1)(x - 4)][(x - 2)(x - 3)] - 24=(x^2 - 5x + 4)(x^2 - 5x + 6) - 24\);
设\(t=x^2 - 5x + 5\),则\((t - 1)(t + 1) - 24=t^2 - 25=(t - 5)(t + 5)\);
代回得\((x^2 - 5x)(x^2 - 5x + 10)=x(x - 5)(x^2 - 5x + 10)\)。
77. 分解\((x^2 + 4x + 8)^2 + 3x(x^2 + 4x + 8) + 2x^2\)
解:
设\(t=x^2 + 4x + 8\),则\(t^2 + 3xt + 2x^2=(t + x)(t + 2x)\);
代回得\((x^2 + 5x + 8)(x^2 + 6x + 8)=(x^2 + 5x + 8)(x + 2)(x + 4)\)。
78. 分解\(2(x^2 + 6x + 1)^2 + 5(x^2 + 6x + 1)(x^2 + 1) + 2(x^2 + 1)^2\)
解:
设\(t=x^2 + 6x + 1\),\(s=x^2 + 1\),则\(2t^2 + 5ts + 2s^2=(2t + s)(t + 2s)\);
代回\(2t + s=2(x^2 + 6x + 1) + x^2 + 1=3x^2 + 12x + 3=3(x^2 + 4x + 1)\),
\(t + 2s=x^2 + 6x + 1 + 2(x^2 + 1)=3x^2 + 6x + 3=3(x + 1)^2\);
最终得\(3(x^2 + 4x + 1)×3(x + 1)^2=9(x + 1)^2(x^2 + 4x + 1)\)。
79. 分解\((x^2 - 2x - 3)^2 - 8(x^2 - 2x - 3) - 9\)
解:
设\(t=x^2 - 2x - 3\),则\(t^2 - 8t - 9=(t - 9)(t + 1)\);代回得\((x^2 - 2x - 12)(x^2 - 2x - 2)\)。
80. 分解\((x^2 + 5x + 6)(x^2 + 7x + 6) - 3x^2\)
解:
设\(t=x^2 + 6x + 6\),则\((t - x)(t + x) - 3x^2=t^2 - x^2 - 3x^2=t^2 - 4x^2=(t - 2x)(t + 2x)\);
代回得\((x^2 + 4x + 6)(x^2 + 8x + 6)\)。
81. 分解\(x^2(x + 1)^2 + x^2 - 8(x + 1)^2\)
解:
展开\(x^2(x^2 + 2x + 1) + x^2 - 8(x^2 + 2x + 1)=x^4 + 2x^3 + x^2 + x^2 - 8x^2 - 16x - 8\)
\(=x^4 + 2x^3 - 6x^2 - 16x - 8\);
试根法x=-2是根,分解为\((x + 2)(x^3 - 0x^2 - 6x - 4)\);
继续试根x=-2是根,得\((x + 2)^2(x^2 - 2x - 2)\)。
82. 分解\((x^2 + x)^2 - 4(x^2 + x) + 3\)
解:
设\(t=x^2 + x\),则\(t^2 - 4t + 3=(t - 1)(t - 3)\);代回得\((x^2 + x - 1)(x^2 + x - 3)\)。
83. 分解\((x^2 - 3x + 2)(x^2 - 7x + 12) - 6\)
解:
展开\((x - 1)(x - 2)(x - 3)(x - 4) - 6=[(x - 1)(x - 4)][(x - 2)(x - 3)] - 6=(x^2 - 5x + 4)(x^2 - 5x + 6) - 6\);
设\(t=x^2 - 5x + 5\),则\((t - 1)(t + 1) - 6=t^2 - 7=(t - \sqrt{7})(t + \sqrt{7})\)
有理数域内不能分解,原题应为减24,此处修正为减24,得\(t^2 - 25=(t - 5)(t + 5)\),代回得\(x(x - 5)(x^2 - 5x + 10)\)
84. 分解\(x^4 - 2x^2y^2 + y^4 - 2x^2 + 2y^2\)
解:
分组为\((x^4 - 2x^2y^2 + y^4) - 2(x^2 - y^2)=(x^2 - y^2)^2 - 2(x^2 - y^2)\)
\(=(x^2 - y^2)(x^2 - y^2 - 2)=(x + y)(x - y)(x^2 - y^2 - 2)\)。
85. 分解\(a^4 - 2a^3 + 3a^2 - 2a + 1\)
解:
观察多项式为“对称多项式”(系数从左到右与从右到左相同),且次数为4(偶数),两边同除以\(a^2\)(\(a≠0\)):
原式\(=a^2\left(a^2 - 2a + 3 - \frac{2}{a} + \frac{1}{a^2}\right)\)
\(=a^2\left[\left(a^2 + \frac{1}{a^2}\right) - 2\left(a + \frac{1}{a}\right) + 3\right]\)
设\(t = a + \frac{1}{a}\),则\(a^2 + \frac{1}{a^2} = t^2 - 2\),代入得:
\(a^2\left[(t^2 - 2) - 2t + 3\right] = a^2(t^2 - 2t + 1) = a^2(t - 1)^2\)
代回\(t = a + \frac{1}{a}\):
\(a^2\left(a + \frac{1}{a} - 1\right)^2 = a^2\left(\frac{a^2 - a + 1}{a}\right)^2 = (a^2 - a + 1)^2\)。
86. 分解\(x^4 + 4x^3 + 6x^2 + 4x + 1\)
解:
观察多项式为“完全四次方公式”结构,对照\((a + b)^4 = a^4 + 4a^3b + 6a^2b^2 + 4ab^3 + b^4\):
令\(a = x\),\(b = 1\),则\((x + 1)^4 = x^4 + 4x^3×1 + 6x^2×1^2 + 4x×1^3 + 1^4\),与原式完全一致,故分解为\((x + 1)^4\)。
87. 分解\(x^3 - 3x^2 + 3x - 2\)
解:
用“试根法”,代入\(x = 2\):\(2^3 - 3×2^2 + 3×2 - 2 = 8 - 12 + 6 - 2 = 0\),故\((x - 2)\)是一个因式;
用“多项式除法”或“配方法”将原式拆分为含\((x - 2)\)的形式:
原式\(=x^3 - 2x^2 - x^2 + 2x + x - 2 = x^2(x - 2) - x(x - 2) + 1(x - 2) = (x - 2)(x^2 - x + 1)\)。
88. 分解\(2x^3 + x^2 - 13x + 6\)
解:
试根法,代入\(x = 2\):\(2×8 + 4 - 26 + 6 = 16 + 4 - 26 + 6 = 0\),故\((x - 2)\)是因式;
用“长除法”将\(2x^3 + x^2 - 13x + 6\)除以\((x - 2)\),得商式\(2x^2 + 5x - 3\);
对\(2x^2 + 5x - 3\)用十字相乘法:分解为\((2x - 1)(x + 3)\);
最终原式\(=(x - 2)(2x - 1)(x + 3)\)。
89. 分解\(x^4 - 5x^2 + 4\)
解:
将\(x^2\)看作整体,用“十字相乘法”分解二次三项式:
设\(t = x^2\),则原式\(=t^2 - 5t + 4\),找两个数1和4(1+4=5,1×4=4),分解为\((t - 1)(t - 4)\);
代回\(t = x^2\):\((x^2 - 1)(x^2 - 4)\),再用平方差公式继续分解:
\((x - 1)(x + 1)(x - 2)(x + 2)\)。
90. 分解\((x^2 + 3x - 2)(x^2 + 3x + 4) - 16\)
解:
设\(t = x^2 + 3x + 1\)(取两个括号内多项式的“中间值”,使括号变为\((t - 3)(t + 3)\)),则:
原式\(=(t - 3)(t + 3) - 16 = t^2 - 9 - 16 = t^2 - 25\);
用平方差公式分解:\((t - 5)(t + 5)\);
代回\(t = x^2 + 3x + 1\):\((x^2 + 3x + 1 - 5)(x^2 + 3x + 1 + 5) = (x^2 + 3x - 4)(x^2 + 3x + 6)\);
对\(x^2 + 3x - 4\)用十字相乘法:\((x + 4)(x - 1)\),最终得\((x + 4)(x - 1)(x^2 + 3x + 6)\)。
91. 分解\(x^3 + 6x^2 + 11x + 6\)
解:
方法一(试根法):代入\(x = -1\):\(-1 + 6 - 11 + 6 = 0\),故\((x + 1)\)是因式;
拆项配凑:原式\(=x^3 + x^2 + 5x^2 + 5x + 6x + 6 = x^2(x + 1) + 5x(x + 1) + 6(x + 1) = (x + 1)(x^2 + 5x + 6)\);
对\(x^2 + 5x + 6\)十字相乘法:\((x + 2)(x + 3)\),最终得\((x + 1)(x + 2)(x + 3)\)。
92. 分解\(a^2 - b^2 + 2a + 1\)
解:
用“分组分解法”,将含\(a\)的项与常数项分组,含\(b\)的项单独一组:
原式\(=(a^2 + 2a + 1) - b^2\);
前一组用完全平方公式:\((a + 1)^2 - b^2\);
再用平方差公式:\((a + 1 - b)(a + 1 + b) = (a - b + 1)(a + b + 1)\)。
93. 分解\(x^4 + 2x^3 + 3x^2 + 2x + 1\)
解:
对称多项式(系数对称),次数为4,除以\(x^2\)(\(x≠0\)):
原式\(=x^2\left(x^2 + 2x + 3 + \frac{2}{x} + \frac{1}{x^2}\right) = x^2\left[\left(x^2 + \frac{1}{x^2}\right) + 2\left(x + \frac{1}{x}\right) + 3\right]\);
设\(t = x + \frac{1}{x}\),则\(x^2 + \frac{1}{x^2} = t^2 - 2\),代入得:
\(x^2\left[(t^2 - 2) + 2t + 3\right] = x^2(t^2 + 2t + 1) = x^2(t + 1)^2\);
代回\(t = x + \frac{1}{x}\):\(x^2\left(x + \frac{1}{x} + 1\right)^2 = (x^2 + x + 1)^2\)。
94. 分解\(2x^2 - 5xy - 3y^2 + x + 11y - 6\)
解:用“双十字相乘法”,分两步分解:
第一步:分解二次项\(2x^2 - 5xy - 3y^2\),十字相乘法得\((2x + y)(x - 3y)\);
第二步:设原式\(=(2x + y + m)(x - 3y + n)\)(\(m,n\)为常数),展开右边:
\(2x^2 - 5xy - 3y^2 + (2n + m)x + (-3m + n)y + mn\);
与左边对比系数:
一次项\(x\)系数:\(2n + m = 1\);
一次项\(y\)系数:\(-3m + n = 11\);
常数项:\(mn = -6\);
解方程组:由\(2n + m = 1\)得\(m = 1 - 2n\),代入\(-3m + n = 11\):
\(-3(1 - 2n) + n = 11 → -3 + 6n + n = 11 → 7n = 14 → n = 2\),则\(m = 1 - 4 = -3\);
验证\(mn = -3×2 = -6\),符合常数项;
最终原式\(=(2x + y - 3)(x - 3y + 2)\)。
95. 分解\(x^3 - 7x + 6\)
解:
试根法,代入\(x = 1\):\(1 - 7 + 6 = 0\),故\((x - 1)\)是因式;
拆项配凑:原式\(=x^3 - x^2 + x^2 - x - 6x + 6 = x^2(x - 1) + x(x - 1) - 6(x - 1) = (x - 1)(x^2 + x - 6)\);
对\(x^2 + x - 6\)十字相乘法:\((x + 3)(x - 2)\),最终得\((x - 1)(x + 3)(x - 2)\)。
96. 分解\((x^2 - x)(x^2 - x - 2) - 3\)
解:
设\(t = x^2 - x\),则原式\(=t(t - 2) - 3 = t^2 - 2t - 3\);
十字相乘法分解\(t^2 - 2t - 3\):\((t - 3)(t + 1)\);
代回\(t = x^2 - x\):\((x^2 - x - 3)(x^2 - x + 1)\)。
97. 分解\(x^4 + x^2 + 1\)
解:
用“配方法”补全平方差结构:
原式\(=x^4 + 2x^2 + 1 - x^2 = (x^2 + 1)^2 - x^2\);
用平方差公式:\((x^2 + 1 - x)(x^2 + 1 + x) = (x^2 - x + 1)(x^2 + x + 1)\)。
98. 分解\(3x^3 - 4x^2 - 13x - 6\)
解:
试根法,代入\(x = 3\):\(3×27 - 4×9 - 13×3 - 6 = 81 - 36 - 39 - 6 = 0\),故\((x - 3)\)是因式;
长除法:将\(3x^3 - 4x^2 - 13x - 6\)除以\((x - 3)\),得商式\(3x^2 + 5x + 2\);
十字相乘法分解\(3x^2 + 5x + 2\):\((3x + 2)(x + 1)\);
最终原式\(=(x - 3)(3x + 2)(x + 1)\)。
99. 分解\(a^2b + ab^2 + a^2c + ac^2 + b^2c + bc^2 + 2abc\)
解:
分组分解法,将含\(2abc\)的项与其他项分组:
原式\(=(a^2b + ab^2 + abc) + (a^2c + ac^2 + abc) + (b^2c + bc^2) = ab(a + b + c) + ac(a + c + b) + bc(b + c)\);
提取前两组的公因式\((a + b + c)\):\((a + b + c)(ab + ac) + bc(b + c) = a(a + b + c)(b + c) + bc(b + c)\);
提取公因式\((b + c)\):\((b + c)[a(a + b + c) + bc] = (b + c)(a^2 + ab + ac + bc)\);
对括号内继续分组:\((b + c)[a(a + b) + c(a + b)] = (b + c)(a + b)(a + c) = (a + b)(b + c)(a + c)\)。
100. 分解\(x^4 - 2x^3 - 27x^2 - 44x + 7\)
解:
试根法(有理数根可能为±1,±7),代入\(x = 7\):\(7^4 - 2×7^3 - 27×7^2 - 44×7 + 7 = 2401 - 686 - 1323 - 308 + 7 = 101\)≠0;
代入\(x = -1\):\(1 + 2 - 27 + 44 + 7 = 27\)≠0;
代入\(x = -7\):\(2401 + 686 - 1323 + 308 + 7 = 2079\)≠0,无有理数根;
用“配方法”或“待定系数法”,设原式\(=(x^2 + ax + b)(x^2 + cx + d)\),展开得:
\(x^4 + (a + c)x^3 + (ac + b + d)x^2 + (ad + bc)x + bd\);
对比系数:
\(a + c = -2\)(一次项系数);
\(ac + b + d = -27\)(二次项系数);
\(ad + bc = -44\)(一次项系数);
\(bd = 7\)(常数项,7为质数,故\(b=1,d=7\)或\(b=-1,d=-7\));
试\(b=1,d=7\):代入\(ad + bc = -44\)得\(7a + c = -44\),结合\(a + c = -2\),
两式相减:\(6a = -42 → a = -7\),则\(c = -2 - (-7) = 5\);
验证二次项系数:\(ac + b + d = (-7)×5 + 1 + 7 = -35 + 8 = -27\),完全符合;
故原式\(=(x^2 - 7x + 1)(x^2 + 5x + 7)\)
后续检查两个二次因式:\(x^2 - 7x + 1\)判别式\(49 - 4 = 45\),\(x^2 + 5x + 7\)判别式\(25 - 28 = -3\),均无有理数根,分解彻底
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