因式分解(9)
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终于,我们要开始讲神一样的待定系数法了。
贼老师
待定系数法可以算是因式分解的终极大招,也是多项式变形中比较高级的技巧。这个方法可以说是训练运算技巧的神器,对于培养解题的感觉是灰常灰常有用的。
什么叫解题的感觉?
就是猜的功夫!
贼老师
待定系数法培养你连猜带蒙的本事简直就是一绝。
看看我写的因式分解系列,有哪个方法之前吹嘘了这么多的?几乎没有吧。这么吹捧待定系数法的原因只有一个:真的很重要啊!
什么是待定系数法呢?
就是先猜高次多项式能分解成什么样子,对于某些不能确定的系数使之明确的方法叫待定系数法。
换句话说,也就是把待分解的式子先确定部分分解后的样子,其他的未知系数的项就设上未知数,然后利用多项式乘法展开猜测的表达式和原来式子对照,从而确定系数。
比如我们看个最简单的例子:
例1
当然,这个用我们之前所讲的双十字相乘法一步就到位了,这里用待定系数法来说明问题。
观察!首先观察多项式中的二次项部分:
如果原式可以分解,那么这部分必然可以分解(这里可以问娃:为什么?理由是二次项如果可以分解,必然是由两个一次项相乘得到),也就是(x-y)(x+3y),那么后面的常数项呢?
这个时候,我们就可以进行待定系数了:
假设原式分解成(x-y+a)(x+3y+b),那么我们再把这个多项式乘开,得到:
这时候就可以对比系数了:
a+b=3 ,3a-b=1 ,ab=2.
和普通的超定方程(方程个数多于未知数个数的方程)往往无解不同的是:
待定系数法得到的超定方程一般都是有解的。
那不一般的话呢?
要么这个不能分解,要么你做错了。
贼老师
所以我们解以上三个方程的时候,只要挑前两个,然后用第三个验证一下就好了。
解得a=1,b=2。
是不是有了大概的思路了?
我们再来看一个:
例2
如果用配方法,就变成
然后套用平方差公式。
问题是:如果你看不出来咋办?!
家长一定要注意给孩子灌输这样的意识:没有办法的办法,往往是最有用的办法。上面这个因式分解最简单的方法当然是用1的三次单位根来做,但是考虑到初中内容日益下降的阅读量,我只能停止这种蒂花之秀的行为——虽然这是个好办法。
那么配方有时候运气不佳死活看不出怎么办?
试试看待定系数——最后的一道防线。
我们知道任何一个多项式如果能分解,那么最终结果一定是若干一次式和二次式的乘积。既然这里是4次多项式,所以一定可以分解成两个二次式的乘积(当然可以继续往下分解成一次)。
我们注意到四次项和常数项都是1,所以可以假设分解成:
或
为什么可以这样设?
因为最高次和最低次的系数往往最容易确定,本题中两项的系数都是1,所以只能分解成1×1或者(-1)×(-1),也就是上面两种组合。
(家长可以提问,为什么只有这两种?二次项系数不能(-1)×(-1)么)
先来看第一种情况:乘开来以后得到
所以a+b=0,ab+2=1,
a,b一个等于1,一个等于-1,
题目就做完了,不用看第二个了——因式分解的唯一性。
那如果分不出来呢?我们来看:
例3
我们假设能分解成:
或
同样的计算过程,我们得到
a+b=0,ab+2=0,此时ab虽然有解,但不是整数了;
对
做相同操作,也会发现a,b在整数范围内不存在。
也就是说:
在整系数范围内是不能分解的。
什么?我做错了?
贼老师
呵呵。。。。
虽然经常发生这样的事情,但这题,真没有。
贼老师
下课!
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好好学习
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