1.運用公式法 在整式的乘、除中,我們學過若干個乘法公式,現將其反向使用,即為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). 下面再補充幾個常用的公式: (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)an-bn=(a-b)(an-1+an-2b+an-3b2+…+abn-2+bn-1)其中n為正整數; (8)an-bn=(a+b)(an-1-an-2b+an-3b2-…+abn-2-bn-1),其中n為偶數; (9)an+bn=(a+b)(an-1-an-2b+an-3b2-…-abn-2+bn-1),其中n為奇數. 運用公式法分解因式時,要根據多項式的特點,根據字母、係數、指數、符號等正確恰當地選擇公式. 例1分解因式: (1)-2x5n-1yn+4x3n-1yn+2-2xn-1yn+4; (2)x3-8y3-z3-6xyz; (3)a2+b2+c2-2bc+2ca-2ab; (4)a7-a5b2+a2b5-b7. 解(1)原式=-2xn-1yn(x4n-2x2ny2+y4) =-2xn-1yn[(x2n)2-2x2ny2+(y2)2] =-2xn-1yn(x2n-y2)2 =-2xn-1yn(xn-y)2(xn+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. 本小題可以稍加變形,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. 本題實際上就是用因式分解的方法證明前面給出的公式(6). 分析我們已經知道公式(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3 的正確性,現將此公式變形為a3+b3=(a+b)3-3ab(a+b). 這個式也是一個常用的公式,本題就藉助於它來推導. 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). 說明公式(6)是一個應用極廣的公式,用它可以推出很多有用的結論,例如:我們將公式(6)變形為 a3+b3+c3-3abc 顯然,當a+b+c=0時,則a3+b3+c3=3abc;當a+b+c>0時,則a3+b3+c3-3abc≥0,即a3+b3+c3≥3abc,而且,當且僅當a=b=c時,等號成立. 如果令x=a3≥0,y=b3≥0,z=c3≥0,則有 等號成立的充要條件是x=y=z.這也是一個常用的結論. 例3分解因式:x15+x14+x13+…+x2+x+1. 分析這個多項式的特點是:有16項,從最高次項x15開始,x的次數順次遞減至0,由此想到應用公式an-bn來分解. 解因為 x16-1=(x-1)(x15+x14+x13+…x2+x+1), 所以 說明在本題的分解過程中,用到先乘以(x-1),再除以(x-1)的技巧,這一技巧在等式變形中很常用.
1.運用公式法 在整式的乘、除中,我們學過若干個乘法公式,現將其反向使用,即為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). 下面再補充幾個常用的公式: (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)an-bn=(a-b)(an-1+an-2b+an-3b2+…+abn-2+bn-1)其中n為正整數; (8)an-bn=(a+b)(an-1-an-2b+an-3b2-…+abn-2-bn-1),其中n為偶數; (9)an+bn=(a+b)(an-1-an-2b+an-3b2-…-abn-2+bn-1),其中n為奇數. 運用公式法分解因式時,要根據多項式的特點,根據字母、係數、指數、符號等正確恰當地選擇公式. 例1分解因式: (1)-2x5n-1yn+4x3n-1yn+2-2xn-1yn+4; (2)x3-8y3-z3-6xyz; (3)a2+b2+c2-2bc+2ca-2ab; (4)a7-a5b2+a2b5-b7. 解(1)原式=-2xn-1yn(x4n-2x2ny2+y4) =-2xn-1yn[(x2n)2-2x2ny2+(y2)2] =-2xn-1yn(x2n-y2)2 =-2xn-1yn(xn-y)2(xn+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. 本小題可以稍加變形,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. 本題實際上就是用因式分解的方法證明前面給出的公式(6). 分析我們已經知道公式(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3 的正確性,現將此公式變形為a3+b3=(a+b)3-3ab(a+b). 這個式也是一個常用的公式,本題就藉助於它來推導. 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). 說明公式(6)是一個應用極廣的公式,用它可以推出很多有用的結論,例如:我們將公式(6)變形為 a3+b3+c3-3abc 顯然,當a+b+c=0時,則a3+b3+c3=3abc;當a+b+c>0時,則a3+b3+c3-3abc≥0,即a3+b3+c3≥3abc,而且,當且僅當a=b=c時,等號成立. 如果令x=a3≥0,y=b3≥0,z=c3≥0,則有 等號成立的充要條件是x=y=z.這也是一個常用的結論. 例3分解因式:x15+x14+x13+…+x2+x+1. 分析這個多項式的特點是:有16項,從最高次項x15開始,x的次數順次遞減至0,由此想到應用公式an-bn來分解. 解因為 x16-1=(x-1)(x15+x14+x13+…x2+x+1), 所以 說明在本題的分解過程中,用到先乘以(x-1),再除以(x-1)的技巧,這一技巧在等式變形中很常用.