文韓光東
整體法廣泛應(yīng)用于初中數(shù)學(xué)中,對(duì)于因式分解,更是不可或缺。簡單來說,其就是把問題或某些條件當(dāng)成一個(gè)整體來處理,在解題時(shí),不是著眼于問題的局部,而是有意識(shí)地放大考慮問題的“視角”。下面,我們主要從利用平方差公式分解因式方面,讓同學(xué)們體會(huì)如何使用整體法。
我們都知道,因式分解中的平方差公式是:a2-b2=(a+b)(a-b)。為了讓同學(xué)們更深刻地認(rèn)識(shí)這個(gè)公式,明確公式中a、b可以代表的具體內(nèi)容,我們換一種形式表達(dá):A2-B2=(A+B)(A-B)。這里的A、B既可以指一個(gè)數(shù)字或字母,也可以指一個(gè)復(fù)雜單項(xiàng)式或多項(xiàng)式。當(dāng)A、B指代的是一個(gè)復(fù)雜單項(xiàng)式或多項(xiàng)式時(shí),我們就需要把這個(gè)單項(xiàng)式或多項(xiàng)式當(dāng)作一個(gè)整體來看待,即公式中的A或B,這就應(yīng)用了整體法的思想。
例1 因式分解:16a2-9b2。
【分析】運(yùn)用整體法不能脫離公式,所以同學(xué)們?cè)诮鉀Q問題前要對(duì)所學(xué)公式熟練記憶,認(rèn)清公式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn);要去思考,問題是不是符合公式使用的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),或能不能輕松轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)。平方差公式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):有兩項(xiàng),且是“平方”減去“平方”。對(duì)于本題,我們發(fā)現(xiàn)16a2能夠轉(zhuǎn)化為(4a)2,9b2可以轉(zhuǎn)化為(3b)2,這里的4a、3b就相當(dāng)于公式中的A、B,這樣我們就可以應(yīng)用公式來處理了。
解:原式=(4a)2-(3b)2
=(4a+3b)(4a-3b)。
例2 因式分解:(2a+b)2-(a-2b)2。
【分析】觀察式子,若把(2a+b)和(a-2b)看作一個(gè)整體,即公式中的A、B,則(2a+b)2-(a-2b)2可看作兩項(xiàng),符合平方差公式的條件,故可以用整體思想來因式分解。同學(xué)們要注意分解以后對(duì)式子的化簡與分解徹底。
解:(2a+b)2-(a-2b)2
=[(2a+b)+(a-2b)][(2a+b)-(a-2b)]
=(3a-b)(a+3b)。
例3 因式分解:9(a+b)2-4(a-b)2。
【分析】對(duì)于部分同學(xué)來說,這道因式分解題有一點(diǎn)難度。主要是因?yàn)樗麄儧]有整體意識(shí),拿到問題就想著展開,殊不知這是“南轅北轍”。因式分解是把多項(xiàng)式化成幾個(gè)整式積的形式,而不是把它計(jì)算、化簡出來。只要掌握了整體法的處理方式,再復(fù)雜的因式分解也不再困難。本題在結(jié)構(gòu)上有兩個(gè)部分,能看出來是“平方”減“平方”的形式。我們考慮用平方差公式進(jìn)行解決,接下來,要找的就是公式中的A、B。9(a+b)2可以化成[3(a+b)]2,4(a-b)2可以化成[2(a-b)]2,那么 3(a+b)、2(a-b)就相當(dāng)于公式中的A、B。然后,就剩套用公式以及化簡、分解徹底的問題了??赡懿糠滞瑢W(xué)會(huì)出現(xiàn)找錯(cuò)A、B的情況,把9(a+b)、4(a-b)當(dāng)作A、B,這是對(duì)平方差公式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)認(rèn)識(shí)不清造成的。有時(shí)我們憑感覺做題,是不夠的,還要有依據(jù)。
解:9(a+b)2-4(a-b)2
=[3(a+b)]2-[2(a-b)]2
=[3(a+b)+2(a-b)][3(a+b)-2(a-b)]
=(5a+b)(a+5b)。
例4 已知 4m+n=90,2m-3n=10。求(m+2n)2-(3m-n)2的值。
【分析】本題看上去像是代入求值的問題,但一看條件,并不能直接代入。再觀察要求的式子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),把m+2n、3m-n當(dāng)成整體,看作A、B,符合平方差公式,因此考慮先因式分解。至此,問題得到解決。
解:(m+2n)2-(3m-n)2
=[(m+2n)+(3m-n)][(m+2n)-(3m-n)]
=(4m+n)(3n-2m)
=-(4m+n)(2m-3n)。
當(dāng)4m+n=90,2m-3n=10時(shí),
原式=-90×10=-900。
例5 已知a、b、c是△ABC的三邊,試判斷(a2+b2-c2)2-4a2b2的正負(fù)性。
【分析】若把a(bǔ)2+b2-c2和2ab看作整體,當(dāng)成公式中的A、B,則(a2+b2-c2)2-4a2b2可以看作兩項(xiàng),符合平方差公式的結(jié)構(gòu)。由此,可想到利用平方差公式因式分解,然后利用三角形的三邊關(guān)系,從而解決問題。
解:(a2+b2-c2)2-4a2b2
=(a2+b2-c2)2-(2ab)2
=(a2+b2-c2+2ab)(a2+b2-c2-2ab)
=[(a2+b2+2ab)-c2][(a2+b2-2ab)-c2]
=[(a+b)2-c2][(a-b)2-c2]
=(a+b+c)(a+b-c)(a-b+c)(a-b-c)。
∵a、b、c是△ABC的三邊,
∴ a+b+c>0,a+b-c>0,a-b+c>0,a-b-c<0,從而(a+b+c)(a+b-c)(a-b+c)·(a-b-c)<0,即(a2+b2-c2)2-4a2b2<0。
【總結(jié)】運(yùn)用整體法進(jìn)行因式分解,關(guān)鍵是能夠把要分解的多項(xiàng)式與公式對(duì)應(yīng)起來,找準(zhǔn)公式中的A、B,再套用公式就可以了。這里,同學(xué)們對(duì)公式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)要認(rèn)識(shí)透徹,如果對(duì)應(yīng)不準(zhǔn)確,到頭來就是竹籃打水——一場(chǎng)空。