十字相乘法的方法简单来讲就是:十字左边相乘的积为二次项,右边相乘的积为常数项,交叉相乘再相加等于一次项。原理就是运用二项式乘法的逆运算来进行因式分解。
例1:a²+a-42
首先看第一项,是a²,代表是两个a相乘得到的,则推断出(a+?)×(a-?),
然后再看第二项,+a 这种式子是经过
合并同类项
以后得到的结果,所以推断出是两项式×两项式。
再看最后一项是-42 ,-42是(-6)×7 或者6×(-7)也可以分解成 (-21)×2 或者21×(-2)或者±3×±14。
首先,21和2无论正负,通过任意加减后都不可能是1,只可能是7或者6,所以排除前者。
然后,再确定是(-7)×6还是7×(-6)。
(-7)+6=-1,7-6=1,因为一次项系数为1,所以确定是7×(-6)。
所以a²+a-42就被分解成为(a+7)×(a-6),这就是通俗的十字分解法
分解因式
。
具体应用
双十字相乘法
是一种
因式分解
方法。对于型如 Ax²+Bxy+Cy²+Dx+Ey+F 的
多项式
的因式分解,常采用的方法是
待定系数法
。这种方法运算过程较繁。对于这问题,若采用“双十字分解法”(
主元法
),就能很容易将此类型的多项式分解因式。
例2:3x²+5xy-2y²+x+9y-4=(x+2y-1)(3x-y+4)
因为3=1×3,-2=2×(-1),-4=(-1)×4,
而1×(-1)+3×2=5,2×4+(-1)(-1)=9,1×4+3×(-1)=1
要诀:把缺少的一项当作系数为0,0乘任何数得0,
例3:ab+b²+a-b-2
=0×1×a²+ab+b²+a-b-2
=(0×a+b+1)(a+b-2)
=(b+1)(a+b-2)
提示:设x²=y,用
拆项法
把cx²拆成mx²与ny之和。
例4:2x^4+13x^3+20x²+11x+2
=2y²+13xy+15x²+5y+11x+2
=(2y+3x+1)(y+5x+2)
=(2x²+3x+1)(x²+5x+2)
=(x+1)(2x+1)(x²+5x+2)
分解二次
三项式
时,常用十字相乘法。对于某些二元二次六项式(ax²+bxy+cy²+dx+ey+f),也可以用十字相乘法分解因式。
例如,分解因式2x²-7xy-22y²-5x+35y-3.将上式按x降幂排列,并把y当作常数,于是上式可变形为
2x²-(5+7y)x-(22y²-35y+3),
可以看作是关于x的二次三项式.
对于
常数项
而言,它是关于y的二次三项式,也可以用十字分解法,分解为
即
-22y²+35y-3=(2y-3)(-11y+1).
再利用十字分解法对关于x的二次三项式分解
所以
原式=[x+(2y-3)][2x+(-11y+1)]
=(x+2y-3)(2x-11y+1).
(x+2y)(2x-11y)=2x^2-7xy-22y^2;
(x-3)(2x+1)=2x^2-5x-3;
(2y-3)(-11y+1)=-22y²+35y-3.
这就是所谓的双十字分解法.也是俗称的
“
主元法
”
用双十字相乘法对多项式ax²+bxy+cy²+dx+ey+f进行因式分解的步骤是:
⑴用十字相乘法分解ax²+bxy+cy²,得到一个十字相乘图(有两列);
⑵把常数项f分解成两个
因式
填在第三列上,要求第二、第三列构成的十字交叉之积的和等于原式中的ey,第一列、第三列构成的十字交叉之积的和等于原式中的dx.
把形如anx^n+a(n-1)x^(n-1)+…+a1x+a0(n为
非负整数
)的代数式称为关于x的
一元多项式
,并用f(x),g(x),…等记号表示,如
f(x)=x²-3x+2,g(x)=x^5+x²+6,…,
当x=a时,多项式f(x)的值用f(a)表示.如对上面的多项式f(x)
f(1)=12-3×1+2=0;
f(-2)=(-2)²-3×(-2)+2=12.
若f(a)=0,则称a为多项式f(x)的一个根.
定理1(
因式定理
) 若a是一元多项式f(x)的根,即f(a)=0成立,则多项式f(x)至少有一个因式x-a.
根据因式定理,找出一元多项式f(x)的
一次因式
的关键是求多项式f(x)的根.对于任意多项式f(x),要求出它的根是没有一般方法的,然而当多项式f(x)的系数都是整数时,即
整系数多项式
时,经常用下面的定理来判定它是否有
有理根
。
例1、因式分解。
x²-x-56
分析:因为7x+(-8x)=-x
解:原式=(x+7)(x-8)
例2、因式分解。
x²-10x+16
分析:因为-2x+(-8x)=-10x
解:原式=(x-2)(x-8)
例3、因式分解。
6y²+19y+15
分析:该题虽然二次项系数不为1,但也可以用十字相乘法进行因式分解。
因为
9y + 10y=19y
解:原式=(2y+3)(3y+5)
例4、 因式分解。
14x²+3x-27
分析:因为
21x+(-18x)=3x
解:原式=(2x+3)(7x-9)
例5、 因式分解。
10(x+2)²-29(x+2)+10
分析:该题可以将(x+2)看作一个整体来进行因式分解。
因为
-25(x+2)+[-4(x+2)]= -29(x+2)
解:原式=[2(x+2)-5][5(x+2)-2]
=(2x-1)(5x+8)
十字相乘法
例1
把2x²-7x+3分解因式.
分析:先分解二次项系数,分别写在十字
交叉线
的左上角和左
下角
,再分解常数项,分
别写在十字交叉线的右上角和右下角,然后
交叉相乘
,求代数和,使其等于一次项系数.
分解二次项系数(只取
正因数
,因为取
负因数
的结果与正因数结果相同。):
2=1×2=2×1;
分解常数项:
3=1×3=3×1=(-3)×(-1)=(-1)×(-3).
1 3
╳
2 1
1×1+2×3=7 ≠-7
1 1
╳
2 3
1 -1
╳
2 -3
1×(-3)+2×(-1)=-5 ≠-7
1 -3
╳
2 -1
1×(-1)+2×(-3)=-7
经过观察,第四种情况是正确的,这是因为
交叉相乘
后,两项代数和恰等于一次项系数-7。
十字相乘法
例2
解 2x²-7x+3=(x-3)(2x-1)
通常地,对于二次三项式ax²+bx+c(a≠0),如果二次项系数a可以分解成两个因数之积,即a=a1a2,常数项c可以分解成两个因数之积,即c=c1c2,把a1,a2,c1,c2,排列如下:
a1 c1
╳
a2 c2
a1c2 + a2c1
按斜线交叉相乘,再相加,得到a1c2+a2c1,若它正好等于二次三项式ax²+bx+c的一次项系数b,即a1c2+a2c1=b,那么二次三项式就可以分解为两个因式a1x+c1与a2x+c2之积,即
ax^2+bx+c=(a1x+c1)(a2x+c2)
像这种借助画十字交叉线分解系数,从而帮助我们把二次三项式分解因式的方法,通常叫做十字分解法.
十字相乘法
例4
把(x-y)(2x-2y-3)-2分解因式.
分析:这个多项式是两个因式之积与另一个因数之差的形式,只有先进行多项式的乘法运算,把变形后的多项式再因式分解。
问:以上乘积的因式是什么特点,用什么方法进行多项式的乘法运算最简便?
答:第二个因式中的前两项如果提出
公因式
2,就变为2(x-y),它是第一个因式的二倍,然后把(x-y)看作一个整体进行乘法运算,可把原
多项式
变形为关于(x-y)的二次三项式,就可以用十字分解法分解因式了。
解 (x-y)(2x-2y-3)-2
=(x-y)[2(x-y)-3]-2
=2(x-y)²-3(x-y)-2
1 -2
╳
2 1
1×1+2×(-2)=-3
=[(x-y)-2][2(x-y)+1]
=(x-y-2)(2x-2y+1).
指出:将元x、y换成(x+y),以(x+y)为元,这就是“
换元法
”。