师:同学们好,今天这堂课我们共同来学习8.4节因式分解第三课时。首先,请同学们回忆一下前两节课所学习的内容。什么是因式分解呢?把一个多项式化为几个整式的积的形式,就叫做因式分解。那前面两节课中,大家学习过的因式分解常用方法有哪些呢?
生:提公因式法和公式法。
师:非常好。请同学们把下列几个多项式分解因式。第一个,仔细观察,我们会发现前后两项都含有字母x和y,x的最低次数为1,y的最低次数为2,所以可提取公因式xy2,分解为xy2(x2 - yz)。再来看第二个,前后系数分别为6和3,最大公因数为3,前面有因式x - y,后面有因式y - x,我们可以提取公因式3(x - y),得到另外一个因式为2a - b。在提公因式法的过程中,我们重点看各项的系数,找相同字母,提取系数的最大公因数,取相同字母的最低次幂。
再来看看第三个。可以将这里的16y2看成是(4y)2,这两项符号相反,符合平方差公式的特征。我们可以将其写为x2 - (4y)2,直接运用平方差公式分解为(x + 4y)(x - 4y)。第四个,这里有三项,首项可以看成(4a)2,9b2可以看成(3b)2,中间项可以写成 - 2×4a×3b,符合完全平方公式的特征,我们可以将其写为(4a - 3b)2。
我们注意到,在运用公式法当中,如果多项式可以化为两个整式的平方差的形式,可选用平方差公式;而多项式可以写成两个整式的平方,加上或减去这两个整式的积的2倍,可选用完全平方公式。那同学们,我把第一个小问题稍作变化,你们来看看。例一,把下列多项式分解因式,第一个x3y - y3怎么办呢?这里前后两项都有字母x、y,我们可以提取公因式xy,得到xy(x2 - y2),运用的是提取公因式法,这个因式分解完成了吗?
生:没有。
师:对,我们注意到括号里面x2 - y2是符合平方差的形式,还可以进一步分解。所以分解为xy(x + y)(x - y),这一步运用了平方差公式,因式分解完成了。
再来看第二个,三项的系数的最大公因数为3,都含有字母a,我们可以提取公因式3a,得到3a(x2 + 8xy + 16y2),这一步是提取公因式。观察框内的三项,我们不难发现它符合完全平方公式的形式,我们可以将其继续分解为3a(x + 4y)2,这里是用完全平方公式。在这个问题中,我们注意到,若多项式的各项有公因式,一般先提取公因式,而分解因式要求进行到每一个多项式因式都不能再分解为止。我们一起来做两道小练习看一看。
3x3 - 12x,可以先提取公因式3x,留下x2 - 4,可以再进一步分解为(x + 2)(x - 2),所以结果是3x(x + 2)(x - 2)。再来看第二个,先提取公因式ab,第一项还留下9a2b2,第二项剩下 - 1,我们可以把9a2b2看成是(3ab)2,括号内符合平方差公式的特征,所以进一步分解为ab(3ab + 1)(3ab - 1)。3. 可以考虑先提取公因式m,括号内为x2 - 8x + 16,直接用完全平方公式得到结果为m(x - 4)2,分解完成。
这三项,我们可以提取公因式 - a,再将余下的因式按照降幂来排列,括号内为a2 - 2a + 1,对括号内进一步运用完全平方公式,得到 - a(a - 1)2。那同学们再来看一看下面这两个多项式,可以先提取公因式吗?先来看第一个,前后两项没有公因式,但是我们注意到16y?可以看成是(4y2)2,x?看成是(x2)2,那么再把前后位置交换一下,具有平方差公式的特征,我们不妨可以将其先分解为(x2 + 4y2)(x2 - 4y2),分解完成了吗?
生:没有。
师:先来看一看前面括号内的因式,x2 + 4y2已经不能继续分解,后面这个括号内为x2 - 4y2,还可以直接运用平方差公式分解为(x + 2y)(x - 2y),所以最终结果为(x2 + 4y2)(x + 2y)(x - 2y)。这个问题我们连续两次运用平方差公式达到因式分解的目的。
再来看看第二个,共有三项,没有公因式可以直接提取。从形式上来看符合完全平方公式的特征,我们把x?看成(x2)2,所以我们可以直接运用完全平方公式得到(x2 - 4)2,底数为x2 - 4也没有完成分解,我们可以将底数用平方差公式再分解为(x + 2)(x - 2),这里我们再继续把它写成(x + 2)2(x - 2)2。
对于问题二,我们先运用了完全平方公式,再进一步运用平方差公式达到因式分解的目的。在前一个问题中,我们已经总结过,若多项式的各项有公因式,则先提公因式。透过例2,我们发现,若各项没有公因式,我们可以尝试运用公式来分解。当然,这两个问题都提醒我们,分解因式要进行到每一个多项式因式都不能再分解为止。那下面两个小练习,相信同学们能够快速而准确地做好。
先看第一个,256是16的平方,那我们可以先用平方差公式将其分解为(x2 + 16)(x2 - 16),x2 + 16已不能再分解,x2 - 16可以进一步分解为(x + 4)(x - 4)。第二个符合完全平方公式的特征,不妨将其分解为(4a2 + 1)2,大家再来观察一下这里的底数,4a2 + 1已经不能再分解,所以这个因式分解到此完成。那同学们再来观察一下下面这两个示例,它们从形式上来看有什么样的特点呢?
第一个,直观上我们能感知到恰好符合平方差公式的特征,所以我们不妨将这里的2x + y,x + 2y分别看成一个整体,那直接运用平方差公式可以得到[(2x + y) + (x + 2y)][(2x + y) - (x + 2y)],对于中括号内的这两个因式,我们还可以进一步去括号合并同类项,得到(3x + 3y)(x - y)。
仔细观察一下,第一个括号内两项都有系数3,我们可以将3提取出来,分解为3(x + y)(x - y),完成因式分解。那么在这里面我们运用了整体的思想,先用平方差公式,再提取公因式,同学们要注意方法的灵活性。同学们可以再观察一下问题一,也有同学可能会想到,我们可以将这个式子(2x + y)2用完全平方公式展开,后面一项也是如此,那我们看一看化简后的式子吧。化简可以得到3x2 - 3y2,如果这样去整理的话,那我们可以接下来先提公因式3,再用平方差公式,最后结果也完全相同。
