因式分解的基本方法和步骤是“一提”、“二套”、“三分组”,即首先考虑是否公因式并提取;接着考虑能否套用公式进行分解;第三再考虑分组分解法.一般地,当多项式为四项或四项以上时,要想因式分解就得运用分组分解法.因此,分组分解法是因式分解的重要方法之一,是一种较高层次的不断尝试思维活动.运用分组分解法的关键是分组,分组时要预见到各组分解后是否达到了如下三个目的之一,否则分组无效.
第一,各组之间有公因式,能用提取公因式法分解;
第二,各组之间的关系具备公式条件,能运用平方差公式或完全平方公式进行分解;
第三,各组之间的关系具备十字相乘法条件,能运用十字相乘法分解.
下面向大家介绍常见的十三种分组思路.
1.按公因式分组
尝试把有公因式的项划为一组.
例1 分解因式:x^2-xy-yz xz.
分析与解:第一、二项有公因式x,第三、四项有公因式z,尝试把它们分别划为一组,得
原式=(x^2-xy) (-yz xz)
=x(x-y) z(x-y)
=(x-y)(x z).
评注:也可以尝试把第一、四项和第二、三项分别划为一组.但如果认为第一、二、四项有公因式x,把它们划为一组,则各组分解后不能达到上述任何目的之一,因此,这种分组无效.
2.按公式分组
尝试把能用公式分解的项划为一组.
例2 分解因式:x^2-y^2 2y-1.
分析与解:第二、三、四项能用完全平方公式分解,把它们划为一组,得
原式=x^2-(y^2-2y 1)
=x^2-(y-1)^2
=(x y-1)(x-y 1).
评注:虽然第一、二项或第一、四项也能用平方差公式分解,但各组分解不能达到上述三个目的之一.因此,分组是否有效,需要多次尝试.
3.按系数分组
尝试按系数比相等进行分组.
例3 因式分解:x^3-2x^2-4x 8.
分析与解:第一、二项系数比和第三、四项的系数比相等,都是1:(-2),故尝试把它们分别划为一组,得
原式=(x^3-2x^2) (-4x 8)
=x^2(x-2)-4(x-2)
=(x-2)(x^2-4)
=(x-2)^2(x 2).
评注:由于第一、三项和第二、四项的系数比也相等,都是1:(-4),因此也可以尝试把它们划分别为一组.
4.按十字相乘法分组
尝试把能用十字相乘法分解的项划为一组.
例4 分解因式:a^2-ab-2b^2-3a 6b.
分析与解:第一、二、三项能用十字相乘法分解,故把这三项划为一组,另两项划为一组,得
原式=(a^2-ab-2b^2) (-3a 6b)
=(a b)(a-2b)-3(a-2b)
=(a-2b)(a b-3).
评注:本题可能会经历尝试按公因式分组而宣告失败.
5.同时按公因式和公式分组
尝试把有公因式的项和能用公式法的项分别划为一组.
例5 分解因式:x^2 ax-y^2 ay.
分析与解:第一、三项能用平方差公式分解,第二、四项有公因式a,尝试把它们分别划为一组,得
原式=(x^2-y^2) (ax-ay)
=(x y)(x-y) a(x-y)
=(x-y)(x y a).
评注:本题可能会经历尝试按公因式分组而宣告失败.
6.同时按十字相乘法和公因式分组
尝试把能用十字相乘法分解的项和有公因式的项分别划为一组.
例6 分解因式:x^2-3xy 2xz-4yz 2y^2.
分析与解:第一、二、五项能用十字相乘法分解,第三、四项有公因式2z,尝试把它们分别划为一组,得
原式=(x^2-3xy 2y^2) (2xz-4yz)
=(x-y)(x-2y) 2z(x-2y)
=(x-2y)(x-y 2z).
评注:因式分解的成功,有时需要经历多次尝试的失败后才获得.
7.按次数分组
尝试把次数相同的项划为一组.
例7 分解因式:a^2-4ab 4b^2 3a-6b 2.
分析与解:第一、二、三项的次数都是2,第四、五项的次数都是1,第六项为常数项,尝试把它们分别划为一组,得
原式=(a^2-4ab 4b^2) (3a-6b) 2
=(a-2b)^2 3(a-2b) 2
=(a-2b 1)(a-2b 2).
评注:分组不是目的,而是一种过程,一种手段.
8.按主元指数分组
选择某个字母为主元,尝试把含该字母相同指数的项分别划为一组.
例8 分解因式:a^2c-b^2c ac^2 bc^2 a^2-ab-2b^2.
分析与解:把c作为主元,第三、四项c的指数都是2,第一、二项c的指数都是1,其他三项不含c,把它们分别划为一组,得
原式=(ac^2 bc^2) (a^2c-b^2c) (a^2-ab-2b^2)
=(a b)c^2 (a^2-b^2)c (a^2-ab-2b^2)
=(a b)c^2 (a b)(a-b)c (a b)(a-2b)
=(a b)(c^2 ac-bc a-2b).
评注:按主元分组事实上是把多项式按某个字母进行降幂排列.
9.按单元分组
尝试把只含同一字母的项和常数项划为一组.
例9 分解因式:x^2-2xy-3y^2 3x-5y 2.
分析与解:只含字母x的项有第一、四项,把它们连同常数2划为一组;只含y的项有第三、五项,把它们连同常数2划为一组,得
原式=(x^2 3x 2) (-3y^2-5y 2)-2xy-2
=(x 1)(x 2)-(3y-1)(y 2)-2xy-2
=(x 1)(x 2) (-3y 1)(y 2)-2xy-2
=(x-3y 1)(x y 2).
评注:这种针对一般的二元二次五项式的因式分解的方法,其步骤是:
第一,把不含y的项分成一组后并分解,得x^2 3x 2=(x 1)(x 2);
第二,把不含x的项分成一组后并分解,得-3y^2-5y 2=-(3y^2 5y-2)=-(3y-1)(y 2)
第三,调整因式的符号,使前后两组因式中的常数项相同,即把-(3y-1)(y 2)化为(-3y 1)(y 2);
第四,把前后常数项相同的因式分别“合并”(常数项只写一个),得新因式(x-3y 1)(x y 2);
第五,检验新因式乘积的交叉项(含xy的项)是否等于原式中的交叉项-2xy?经检验正确无误;
第六,新因式就是原式的分解.即,原式=(x-3y 1)(x y 2).
10.先计算后分组
顾名思义,先进行计算、化简,然后尝试按上述思路分组.
例10 分解因式:(ax b)^2 (bx-a)^2.
分析与解:原式经过计算,得a^2x^2 b^2 b^2x^2 a^2,尝试按a^2和b^2分组,得
原式=a^2x^2 2abx b^2 b^2x^2-2abx a^2
= a^2x^2 b^2 b^2x^2 a^2
=(a^2x^2 a^2) (b^2 b^2x^2)
=a^2(x^2 1) b^2(x^2 1)
=(x^2 1)(a^2 b^2).
11.先添项后分组
对原式添加某个项,再尝试用上述方法分组.
例11 分解因式:x^4 4.
分析与解:原式只有两项,谈不上什么分组,为了能分组,应加减某一项.从这两项的特征,联想到完全平方公式,如果添上4x^2这项后可运用完全平方公式分解.故
原式=x^4 4x^2 4-4x^2
=(x^4 4x^2 4)-4x^2
=(x^2 2)^2-(2x)^2
=(x^2 2x 2)(x^2-2x 2).
评注:添项要根据原多项式的特征,不可盲目.
12.先拆项后分组
把某一项拆为两项后再尝试上述方法分组.
例12 分解因式:x^3-2x 1.
分析与解:把-2x拆为―x―x,然后分组,得
原式=x^3-x-x 1
=(x^3-x) (-x 1)
=x(x 1)(x-1)-(x-1)
=(x-1)[x(x 1)-1]
=(x-1)(x^2 x-1).
评注:添项和拆项是相对的,本题也可以添上x^2项.
13.先换元后分组
把某些部分集中起来作为整体进行换元,然后再尝试用上述方法分组.
例13 分解因式:(x y-2)(x y-2xy) (xy-1)^2.
分析与解:设x y=a,xy=b,则
原式=(a-2)(a-2b) (b-1)^2
=a^2-2ab-2a 4b b^2-2b 1
=(a^2-2ab b^2)-2(a-b) 1
=(a-b)^2-2(a-b) 1
=(a-b-1)^2
=(x y-xy-1)^2
=[(1-x)(y-1)] ^2
=(1-x)^2(y-1)^2.
评注:换元可以简化多项式,使多项式的特征及各部分之间的关系明朗化.
14.先分组后换元
对于ABCD m(A、B、C、D为多项式,m为常数)的分解,先尝试把A、B、C、D分组相乘,使所得的两个积因式有相同的项,然后再考虑换元.
例14 分解因式:(x-1)(x 1)(x 2)(x 4) 5.
分析与解:(x-1)与(x 4)的积,(x 1)与(x 2)的积,它们具有相同的二次项和一次项,因此,尝试把它们分组计算.
原式=[(x-1)(x 4)][(x 1)(x 2)] 5
=(x^2 3x-4)(x^2 3x 2) 5
设x^2 3x=y,则
原式=(y-4)(y 2) 5
=y^2-2y-8 5
=y^2-2y-3
=(y-3)(y 1)
=(x^2 3x-3)(x^2 3x 1).
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