说说常用的因式分解方法

因式分解在中学代数中的重要性不需要多说了,在初中奥赛小蓝本中,第一册就是因式分解技巧,单独占了一册。虽然说中考对因式分解的要求并不是很多,也不是很高,但是扎实地掌握常见的因式分解技巧是很有必要的。
因式分解的方法有很多,说说我比较熟悉的几种,我把这些方法分为基础方法型和分解策略型。
【一、提公因式法】
这个不用多说,基础方法中的基础方法。一般来说,遇到有公因式的情况,要先提公因式,当然也有例外。
【二、公式法】
初中课本中公式法主要是指“套用”平方差和完全平方公式,属于因式分解的基础方法。除了这两个(三个)公式以外,我建议要掌握三项和或差的平方公式、立方和公式、立方差公式、两项和或差的三次方公式。至于时常会遇到的欧拉公式,能掌握那就最好了,是有这么一类的分解类型的题的。
顺带说一下,两项和差的完全平方公式,看起来就那么两个公式,但拓展开来,变形有很多,并不简单。
【三、配方法】
配方法是基于公式法的,凑平方加平方差。对于一般的二次三项式在有理数范围内的因式分解,很少使用配方法,因为能配方分解的,都可以使用十字相乘法分解。当然,如果是对二次式在实数范围内的分解,那么就要使用配方法了,这个跟一元二次方程的求解本身就关系紧密。至于一些比较复杂的分解,需要有很高技巧进行配方处理的,那个另说。
【四、十字相乘法】
这个是我最喜欢用的因式分解方法,对于二次式的分解,非常好用,可以划归为基础分解方法。一元二次三项式、二元二次齐次式的分解,是最基础的,相对复杂一点的二元二次四项、五项、六项式,三元二次齐次式,一般都可以使用十字相乘法(包括双十字)来分解。
十字相乘法的要诀是“拆两端、凑中间”,对于二次式,降次排序后,依次包括二次项、一次项、常数项,那么口诀就变为了“拆二次和常数,凑一次”,如果你能理解这句话的含义,那么二次式的因式分解,就很容易了。
十字相乘法对二次式的分解非常好用,各种类型的应用,学起来并不难。这么说吧,给我两个小时,我能给你讲的明明白白的,而且一定能掌握。
两个小时就能学明白,而且很好用的方法,干嘛不学呢?别听某些公号瞎掰扯。
十字相乘法中,有一个很重要的问题,就是某个二次三项式是否能够在有理数范围内再分解,这个通过一元二次方程的根的判别式很容易判断,这个判断方法很好用,否则很可能会出现“分解不尽”的情况,而“分解不尽”是因式分解最常见的错误。
【五、分组分解法】
这个不算是基础方法,我将之归为“分解策略”,分组后一般会使用提公因式和套公式的方法。在我看来,分组分解有些“玄学”,但练多了以后,又不觉得“玄学”。
一般来说,四项的式子,采用2+2或3+1的分组策略,如果是2+2,一般是连续两次“提”公因式,如果是3+1,一般是含有完全平方项,然后再使用平方差公式。
五项的式子,可能是一组用完全平方式,另一组可以提公因式,然后两组又有公因式,也可能需要“拆项添项”后,变为六项。
六项的式子,一般是2+2+2,或3+3的分组策略,一般来说,出现完全平方项,那么就要采取含有“3”的分组策略了。
这么来看,分组分解法似乎又不是很“玄学”了。
【六、拆项添项法】
属于分解策略型的方法,需要有较强的基础和熟练度,跟分组分解一样,属于有些“玄学”的。一般来说,最常用的方法是拆中间项,当然拆常数项也比较常用。至于怎么拆,只能说具体问题具体分析了,要积累经验,“玄”就玄在这里。
【七、换元法】
属于分解策略型的方法,换元本身就是很重要的数学思维方法。换元的同时实现降次,一般来说,是否该换元,是可以一眼看出来的,但怎么换元,多少就有些技巧了。一般来说,最好是含字母的项,都一起换掉。
【八、主元法】
实际上也是一种分组分解的策略。所谓主元法,就是当有两个或两个以上的“元”的时候,以其中一个为“主元”,另外的为“辅元”,辅元在主元面前就是个“参数”。设定主元后,会按主元的不同次项进行合并同类项,之后伴随着提公因式、十字相乘等分解方法。
另外,主元法在求二元二次六项式的最值时,用的也比较多,这个计算是有些复杂的。
【九、因式法】
属于基础分解法,但是首先要能先“观察”出多项式对应方程的一个根,也就是要能够观察出多项式的一个一次因式,然后使用多项式的除法可以得到另外的因式,得到的因式可能还需要再进行分解。
在能分解的前提下,多项式的除法跟小学时学过的数的除法,是一样的,列竖式计算,这东西基本上五分钟就能掌握,如果有人演示一遍,最多两遍,就能学会。如果演示两遍还学不会,说句不客气的,可以放弃数学了。五分钟就能掌握的技巧,为啥不学?
“观察”出一个根或者说一个因式,是关键。所谓的观察,其实就是“试数”,±1、±2,这四个特殊值,差不多了。
在我做因式分解的习惯里,因式法是我认为的“最后一根救命稻草”。当然,你会说,还有待定系数法。
【十、待定系数法】
这个方法我一般不用,因为计算太麻烦。从理论上来说,待定系数法似乎可以分解所有的多项式,但是实际上这是不太可能的,因为经常算不出待定的系数。当然,在解待定的系数的时候,只要能找出一组整数解就可以了,有时候可以用“观察”的方法,而并不是真的一板一眼地解方程组。
在以上的各种方法中,我个人最喜欢的就是十字相乘法和因式法,虽然它们有一定的使用条件,但十字相乘法(包括双十字相乘法)在分解二次式的时候实在是太好用了,因式法在分解一些高次多项式的时候,往往会有惊喜。强烈建议掌握这两种方法。

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