文郝金良
整式乘法與因式分解是基本而重要的代數(shù)初步知識(shí),是進(jìn)一步學(xué)習(xí)分式和根式運(yùn)算、函數(shù)等的基礎(chǔ),在后續(xù)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中具有重要意義,同時(shí),也是學(xué)習(xí)物理、化學(xué)等其他學(xué)科時(shí),不可缺少的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。
對(duì)于整式乘法的學(xué)習(xí),因?yàn)橛辛苏郊訙p的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),同學(xué)們可以很容易地完成類(lèi)比和遷移,將有理數(shù)乘法的研究思路和方法,與整式乘法聯(lián)系起來(lái),將“數(shù)”的運(yùn)算擴(kuò)充到“式”的運(yùn)算。但對(duì)于因式分解,很多同學(xué)卻難以理解。因?yàn)橐蚴椒纸獠粚儆凇笆健钡倪\(yùn)算,而是從“逆向”的角度進(jìn)行“式”的恒等變形。只有弄清因式分解的本質(zhì),才能避免混淆。下面對(duì)常見(jiàn)錯(cuò)誤類(lèi)型進(jìn)行歸納,以幫助同學(xué)們加深理解,提高解題能力。
例1 因式分解:
(1)(x+y)2-x2;(2)x2-4x+4。
【錯(cuò)解】(1)原式=(x+y+x)(x+y-x)
=(2x+y)y=y2+2xy。
【錯(cuò)因】因式分解是把一個(gè)多項(xiàng)式化成幾個(gè)整式的積的形式,是由“和”到“積”的過(guò)程。由(1)可以發(fā)現(xiàn),該同學(xué)會(huì)用平法差公式進(jìn)行因式分解,但在求得結(jié)果后,該同學(xué)又進(jìn)行了整式的計(jì)算,將“積”的形式又化為了“和”的形式。由(2)可以發(fā)現(xiàn),該同學(xué)直接進(jìn)行了提取,但剩余的多項(xiàng)式并不是整式。這兩種錯(cuò)誤,本質(zhì)原因是對(duì)因式分解的概念不清楚。
【正解】(1)原式=(x+y+x)(x+y-x)=(2x+y)y。
(2)原式=(x-2)2。
例2 因式分解:
(1)6m2n-9mn;(2)(a+b)2-a-b。
【錯(cuò)解】(1)原式=mn(6m-9)。
(2)原式=(a+b)2-(a+b)
=(a+b)(a+b)
=(a+b)2。
【錯(cuò)因】提公因式法是最基本的,也是最重要的因式分解的方法。由(1)可以發(fā)現(xiàn),提公因式時(shí),對(duì)數(shù)字系數(shù)和字母應(yīng)分別進(jìn)行考慮。如果是整數(shù)系數(shù),就應(yīng)該提最大公約數(shù)。為避免錯(cuò)誤,在學(xué)習(xí)的前期,同學(xué)們可以把公因式單獨(dú)寫(xiě)出來(lái),以示醒目。由(2)可以發(fā)現(xiàn),提公因式的本質(zhì)是逆用乘法分配律,所以對(duì)一項(xiàng)進(jìn)行整體提取后,還?!?”,這里一定要避免漏項(xiàng)。我們可以在因式分解完成后,按照整式乘法,把因式再乘回去,看結(jié)果是否與原式相等。如果相同就說(shuō)明沒(méi)有漏項(xiàng),否則就漏項(xiàng)了。
【正解】(1)6m2n-9mn=3mn(2m-3)。
(2)(a+b)2-a-b=(a+b)(a+b-1)。
例3 因式分解
(2)(4a2+b2)2-16a2b2。
【錯(cuò)解】(1)原式
(2)原式=(4a2+b2)2-(4ab)2
=(4a2+b2-4ab)2=(2a-b)4。
【錯(cuò)因】對(duì)于(1),該同學(xué)可以根據(jù)平方差公式進(jìn)行因式分解,但對(duì)于平方差公式a2-b2=(a+b)(a-b)的運(yùn)用出現(xiàn)了錯(cuò)誤,沒(méi)有認(rèn)清多項(xiàng)式中的a、b。本題應(yīng)先轉(zhuǎn)化的形式。然后我們可以很容易發(fā)現(xiàn),公式中的“a”,再套用公式,就不易出錯(cuò)。對(duì)于(2),該同學(xué)混淆了平方差公式與完全平方公式,錯(cuò)誤地認(rèn)為a2-b2=(a-b)2。本質(zhì)上還是對(duì)公式的理解不夠透徹,對(duì)公式的認(rèn)識(shí)僅僅停留在記憶層面,對(duì)公式的運(yùn)用僅僅停留在“臨摹”階段,沒(méi)有完全掌握公式的模型特征,更談不上主動(dòng)變形建模。
【正解】
(2)(4a2+b2)2-16a2b2=(4a2+b2)2-(4ab)2
=(4a2+b2+4ab)(4a2+b2-4ab)
=(2a+b)(22a-b)2。
例4 因 式 分 解 :(2)-12+12x4。
【錯(cuò)解】(1)錯(cuò)誤1:原式;錯(cuò)誤2:原式=-a2b2+4ab-4=-(ab-2)2。
(2)原式=12(x4-1)=12(x2+1)(x2-1)。
【錯(cuò)因】對(duì)于(1),錯(cuò)誤1和錯(cuò)誤2都是沒(méi)有理解因式分解的恒等變形本質(zhì)。錯(cuò)誤1直接改變了式子整體的符號(hào);錯(cuò)誤2將式子整體擴(kuò)大了4倍。此題因式分解的難點(diǎn)在于前后有兩個(gè)“-”號(hào),因此,可以提取因數(shù)“-1”,也可以提因數(shù)“,以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化的目的。(2)的主要問(wèn)題是分解不徹底,因式分解的結(jié)果中含有還能再分解的因式。這種情況一般出現(xiàn)在提公因式或者利用公式完成第一步分解后。所以同學(xué)們?cè)谕瓿煞纸夂螅欢ㄒ獙?duì)結(jié)果進(jìn)行思考,看看還能否用其他方法進(jìn)行因式分解,直到不能再分解為止。
【正解】(1)解法1:原式
(2)原式=12(x4-1)
=12(x2+1)(x2-1)
=12(x2+1)(x+1)(x-1)。