文/張紅飛
整式乘法和因式分解是互逆變形。我們把單項式乘多項式的法則反過來,就得到因式分解的一種方法——提公因式法;把兩個乘法公式反過來,就得到因式分解的另一種方法——運用公式法。我們在學(xué)習(xí)時不僅要關(guān)注數(shù)學(xué)知識之間的聯(lián)系,也要在對所學(xué)數(shù)學(xué)公式、數(shù)學(xué)結(jié)論的運用過程中,獲取新的知識。
例1下列從左到右的變形中,是因式分解的是()。
A.(3-x)(3+x)=9-x2
B.m3-mn2=m(m+n)(m-n)
C.(y+1)(y-3)=-(3-y)(y+1)
D.-x2+5=(2-x)(2+x)+1
【解析】我們可以根據(jù)因式分解的概念(把一個多項式化成幾個整式的積的形式)來解決問題。選項A,從等式的左邊到右邊的變形屬于整式乘法;選項B,左邊是多項式,右邊是三個整式的乘積,屬于因式分解;選項C,等式的左邊是兩個整式的乘積,不屬于因式分解;選項D的右邊不全是乘積的形式。故選B。
例2如圖1,在邊長為a的正方形紙片中剪去一個邊長為b的小正方形,把余下的部分沿虛線剪開,拼成一個矩形,分別計算這兩個圖形陰影部分的面積,可以驗證的等式是( )。
圖1
A.a2-b2=(a+b)(a-b)
B.(a-b)2=a2-2ab+b2
C.(a+b)2=a2+2ab+b2
D.a2+ab=a(a+b)
【解析】第一個圖形中,陰影部分的面積等于邊長為a的大正方形的面積減去邊長為b的小正方形的面積;第二個圖形中,陰影部分是一個長為(a+b)、寬為(a-b)的長方形,其面積是(a+b)(a-b)。因為這兩個圖形的陰影部分的面積相等,所以得到的是平方差公式,即a2-b2=(a+b)(a-b)。故選A。
例3在“整式的乘法與因式分解”這一章的學(xué)習(xí)過程中,我們常采用構(gòu)造幾何圖形的方法對代數(shù)式的變形加以說明。例如,利用圖2 中邊長分別為a、b的正方形以及長為a、寬為b的長方形卡片若干張,拼成圖3(卡片間不重疊、無縫隙),可以用來解釋完全平方公式:(a+b)2=a2+2ab+b2。
圖2
圖3
圖4
請你解答下面的問題:
(1)利用圖2 中的三種卡片若干張拼成圖4,可以解釋等式:___________;
(2)利用圖2 中的三種卡片若干張拼出一個面積為2a2+5ab+2b2的長方形,請你分析這個長方形的長和寬。
【解析】(1)根據(jù)長方形的面積公式進行計算即可。由題意知,圖4 的面積可以表示成(2a+b)(a+b),也可以表示成2a2+3ab+b2,所以,可以得到答案為(2a+b)(a+b)=2a2+3ab+b2。
(2)我們可以通過拼圖的方式,先拿出邊長為a和b的正方形紙片各2 張,再拿出長為a、寬為b的長方形紙片5張,將它們拼成一個長方形,最后利用拼之前與拼之后圖形的面積相等,得出一個等式。根據(jù)拼圖,可以得到2a2+5ab+2b2=(2a+b)(a+2b),所以,這個長方形的長和寬分別為2a+b和a+2b。
因式分解是初中數(shù)學(xué)中重要的恒等變形之一,不僅在一元二次方程、二次函數(shù)中要用到,而且在許多應(yīng)用題的計算中也會用到,且非常方便。因式分解的方法靈活,技巧性強,是解決許多數(shù)學(xué)問題的有力工具。學(xué)習(xí)這些技巧方法,對于培養(yǎng)我們的解題技巧,發(fā)展思維能力,有十分獨特的作用。