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7.5: 分解多项式的通用策略

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    204576
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    学习目标

    在本节结束时,您将能够:

    • 识别并使用适当的方法将多项式完全分解
    注意

    在开始之前,请参加这个准备测验。

    1. 因子\(y^{2}-2 y-24\)
      如果您错过了此问题,请查看练习 7.2.19
    2. 因子\(3 t^{2}+17 t+10\)
      如果您错过了此问题,请查看练习 7.3.28
    3. 因子\(36 p^{2}-60 p+25\)
      如果您错过了此问题,请查看练习 7.4.1
    4. 因子\(5 x^{2}-80\)
      如果您错过了此问题,请查看练习 7.4.31

    识别并使用适当的方法完全分解多项式

    现在,您已经熟悉了本课程中需要的所有保理方法。 (在你的下一个代数课程中,更多方法将添加到你的曲目中。) 下图总结了我们介绍的所有分解方法。 图中\(\PageIndex{1}\)概述了在分解多项式时应使用的策略。

    此图显示了分解多项式的通用策略。 首先,顶部是GCF,这是保理的起点。 在此之下,有三个选项:二项式、三项式和三个以上的项。 对于二项式,有两个正方之差、平方和、立方之和和立方差。 对于三项式,有两种形式,x 平方加 bx 加 c 和 ax 平方 2 加 b x 加 c。还有两个平方公式的总和差以及 “a c” 方法。 最后,对于三个以上的检索词,方法是分组。
    \(\PageIndex{1}\)
    因子多项式。
    1. 有最大的共同因素吗?
      • 把它排除在外。
    2. 多项式是二项式、三项式还是超过三个项?
      • 如果是二项式:
        是总和吗?
        • 正方形? 平方和不分解。
        • 多维数据集? 使用立方体总和模式。
        有区别吗?
        • 正方形? 因子是共轭物的乘积。
        • 多维数据集? 使用立方体差异图案。
      • 如果是三项式:
        是这样的\(x^{2}+b x+c ?\)吗? 撤消 FOIL。
        是这样的吗\(a x^{2}+b x+c\)
        • 如果 aa 和 cc 是正方形,请检查它是否符合三项式方形图案。
        • 使用反复试验或 “ac” 方法。
      • 如果它有三个以上的术语:
        使用分组方法。
    3. 查看。
      • 完全考虑了吗?
      • 这些因子会乘回原来的多项式吗?

    请记住,如果除单项式以外,多项式的因子是素数,则该多项式是完全分解的!

    练习\(\PageIndex{1}\)

    完全考虑以下因素:\(4 x^{5}+12 x^{4}\)

    回答

    \ (\ begin {array} {ll}\ text {有 GCF 吗? } &\ text {是的,} 4 x^ {4} & 4 x^ {5} +12 x^ {4}\\\ text {除去 GCF。} & &4 x^ {4} (x+3)\\ text {在括号中,是二项式,a} &\\ text {三项式,还是有三个以上的术语? } &\ text {二项式。} &\\\ quad\ text {是总和吗? } &\ text {是的。}\\\ quad\ text {Of squares? 多维数据集? } &\ text {No.}\\\ text {Check。}
    \\\\\ quad\ text {表达式完全考虑了吗? } &\ text {是。}\\\ quad\ text {乘法。}\\\ begin {array} {l} {4 x^ {4} (x+3)}\\ {4 x^ {4}\\ {4 x^ {5} +12 x^ {4}\ checkmark\ end {array}\ end {数组}\)

    练习\(\PageIndex{2}\)

    完全考虑以下因素:\(3 a^{4}+18 a^{3}\)

    回答

    3\(a^{3}(a+6)\)

    练习\(\PageIndex{3}\)

    完全考虑以下因素:\(45 b^{6}+27 b^{5}\)

    回答

    9\(b^{5}(5 b+3)\)

    练习\(\PageIndex{4}\)

    完全考虑以下因素:\(12 x^{2}-11 x+2\)

    回答
        。
    有全球气候基金吗? 不。  
    它是二项式、三项式还是超过
    三个项?
    三项式。  
    ac 是完美的正方形吗? 不,a = 12,
    不是一个完美的正方形。
     
    使用反复试验或 “ac” 方法。
    我们将在这里使用反复试验。
      。
    此表的标题为 12 x 平方减去 11 x 加 2,并给出了可能的因素。 第一列标记为可能的因素,第二列标记为产品。 四行在产品列中没有选项。 文中解释了这一点,“如果三项式没有共同因子,那么两个因子都不能包含共同因子”。 最后一个因子,括号中为 3 x-2,括号中为 4 x-1,得出 12 x 平方减去 11 x 加 2 的乘积。
    查看。 \(\begin{array}{l}{(3 x-2)(4 x-1)} \\ {12 x^{2}-3 x-8 x+2} \\ {12 x^{2}-11 x+2 }\checkmark \end{array}\)
    练习\(\PageIndex{5}\)

    完全考虑以下因素:\(10 a^{2}-17 a+6\)

    回答

    \((5 a-6)(2 a-1)\)

    练习\(\PageIndex{6}\)

    完全考虑以下因素:\(8 x^{2}-18 x+9\)

    回答

    \((2 x-3)(4 x-3)\)

    练习\(\PageIndex{7}\)

    完全考虑以下因素:\(g^{3}+25 g\)

    回答

    \(\begin{array}{lll} \text { Is there a GCF? } & \text{Yes, g.} &g^{3}+25 g \\\text { Factor out the GCF. } & &g\left(g^{2}+25\right) \\ \text { In the parentheses, is it a binomial, trinomial, } & & \\ \text { or are there more than three terms? } &\text { Binomial. } & \\ \quad \text { Is it a sum? Of squares? } & \text { Yes. } & \text { Sums of squares are prime. } \\\text { Check. } \\ \\ \quad \text { Is the expression factored completely? } &\text { Yes. } \\ \quad \text { Multiply. } \\ \qquad \begin{array}{l}{g\left(g^{2}+25\right)} \\ {g^{3}+25 g }\checkmark \end{array} \end{array}\)

    练习\(\PageIndex{8}\)

    完全考虑以下因素:\(x^{3}+36 x\)

    回答

    \(x\left(x^{2}+36\right)\)

    练习\(\PageIndex{9}\)

    完全考虑以下因素:\(27 y^{2}+48\)

    回答

    3\(\left(9 y^{2}+16\right)\)

    练习\(\PageIndex{10}\)

    完全考虑以下因素:\(12 y^{2}-75\)

    回答

    \(\begin{array}{lll} \text { Is there a GCF? } & \text{Yes, 3.} &12 y^{2}-75 \\\text { Factor out the GCF. } & &3\left(4 y^{2}-25\right) \\ \text { In the parentheses, is it a binomial, trinomial, } & & \\ \text { or are there more than three terms? } &\text { Binomial. } & \\ \text { Is it a sum?} & \text { No. } & \\ \text { Is it a difference? Of squares or cubes? } &\text { Yes, squares. } & 3\left((2 y)^{2}-(5)^{2}\right) \\ \text { Write as a product of conjugates. } & &3(2 y-5)(2 y+5)\\\text { Check. } \\ \\ \text { Is the expression factored completely? } & \text{ Yes.}& \\ \text { Neither binomial is a difference of } \\ \text { squares. } \\ \text{ Multiply.} \\ \quad \begin{array}{l}{3(2 y-5)(2 y+5)} \\ {3\left(4 y^{2}-25\right)} \\ {12 y^{2}-75}\checkmark \end{array} \end{array}\)

    练习\(\PageIndex{11}\)

    完全考虑以下因素:\(16 x^{3}-36 x\)

    回答

    4\(x(2 x-3)(2 x+3)\)

    练习\(\PageIndex{12}\)

    完全考虑以下因素:\(27 y^{2}-48\)

    回答

    3\((3 y-4)(3 y+4)\)

    练习\(\PageIndex{13}\)

    完全考虑以下因素:\(4 a^{2}-12 a b+9 b^{2}\)

    回答
    有全球气候基金吗? 不。 。
    它是二项式、三项式还是
    还有其他术语?
       
    三项式与\(a\neq 1\). 但是第一个术语是一个
    完美的方块。
       
    最后一个术语是完美的正方形吗? 是的。 。
    它符合图案\(a^{2}-2 a b+b^{2}\)吗,? 是的。 。
    把它写成正方形。   。
    检查你的答案。    
    这个表达式是完全考虑的吗?    
    是的。    
    二项式不是平方差。    
    乘以。    
    \((2 a-3 b)^{2}\)    
    \((2 a)^{2}-2 \cdot 2 a \cdot 3 b+(3 b)^{2}\)    
    \(4 a^{2}-12 a b+9 b^{2} \checkmark\)
    练习\(\PageIndex{14}\)

    完全考虑以下因素:\(4 x^{2}+20 x y+25 y^{2}\)

    回答

    \((2 x+5 y)^{2}\)

    练习\(\PageIndex{15}\)

    完全考虑以下因素:\(9 m^{2}+42 m n+49 n^{2}\)

    回答

    \((3 m+7 n)^{2}\)

    练习\(\PageIndex{16}\)

    完全考虑以下因素:\(6 y^{2}-18 y-60\)

    回答

    \(\begin{array}{lll} \text { Is there a GCF? } & \text{Yes, 6.} &6 y^{2}-18 y-60 \\\text { Factor out the GCF. } & \text { Trinomial with leading coefficient } 1&6\left(y^{2}-3 y-10\right) \\ \text { In the parentheses, is it a binomial, trinomial, } & & \\ \text { or are there more terms? } & & \\ \text { "Undo' FOIL. } & 6(y\qquad )(y\qquad ) &6(y+2)(y-5) \\ \text { Check your answer. } \\ \text { Is the expression factored completely? } & & \text{ Yes.} \\ \text { Neither binomial is a difference of squares. } \\ \text { Multiply. } \\ \\\qquad \begin{array}{l}{6(y+2)(y-5)} \\ {6\left(y^{2}-5 y+2 y-10\right)} \\ {6\left(y^{2}-3 y-10\right)} \\ {6 y^{2}-18 y-60} \checkmark \end{array} \end{array}\)

    练习\(\PageIndex{17}\)

    完全考虑以下因素:\(8 y^{2}+16 y-24\)

    回答

    8\((y-1)(y+3)\)

    练习\(\PageIndex{18}\)

    完全考虑以下因素:\(5 u^{2}-15 u-270\)

    回答

    5\((u-9)(u+6)\)

    练习\(\PageIndex{19}\)

    完全考虑以下因素:\(24 x^{3}+81\)

    回答
    有全球气候基金吗? 是的,3。 \(24 x^{3}+81\)
    把它排除在外。   3\(\left(8 x^{3}+27\right)\)
    在括号中,它是二项式、三项式
    还是超过三个项?
    二项式。  
    是总和还是差异? 总和。  
    正方形还是立方体? 立方体总和。 。
    使用立方体总和模式进行编写。   。
    这个表达式是完全考虑的吗? 是的。 3\((2 x+3)\left(4 x^{2}-6 x+9\right)\)
    乘法检查。   我们把支票留给你。
    练习\(\PageIndex{20}\)

    完全考虑以下因素:\(250 m^{3}+432\)

    回答

    2\((5 m+6)\left(25 m^{2}-30 m+36\right)\)

    练习\(\PageIndex{21}\)

    完全考虑以下因素:\(81 q^{3}+192\)

    回答

    \(3(3q+4)\left(9q^{2}-12 q+16\right)\)

    练习\(\PageIndex{22}\)

    完全考虑以下因素:\(2 x^{4}-32\)

    回答

    \(\begin{array}{llc} \text { Is there a GCF? } & \text{Yes, 2.} &2 x^{4}-32 \\\text { Factor out the GCF. } & &2\left(x^{4}-16\right) \\ \text { In the parentheses, is it a binomial, trinomial, } & & \\ \text { or are there more than three terms? } & \text { Binomial. }& \\ \text { Is it a sum or difference? } &\text { Yes. }& \\\text { Of squares or cubes? } & \text { Difference of squares. } & 2\left(\left(x^{2}\right)^{2}-(4)^{2}\right) \\ \text { Write it as a product of conjugates. } & & 2\left(x^{2}-4\right)\left(x^{2}+4\right) \\ \text { The first binomial is again a difference of squares. } & & 2\left((x)^{2}-(2)^{2}\right)\left(x^{2}+4\right) \\ \text { Write it as a product of conjugates. } & & 2(x-2)(x+2)\left(x^{2}+4\right) \\ \text { Is the expression factored completely? } &\text { Yes. } & \\ \\ \text { None of these binomials is a difference of squares. } \\ \text { Check your answer. } \\ \text{ Multiply. }\\ \\ \qquad \qquad \begin{array}{l}{2(x-2)(x+2)\left(x^{2}+4\right)} \\ {2(x-2)(x+2)\left(x^{2}+4\right)} \\ {2(x-10)} \\ {2 x^{4}-32} \checkmark \end{array} \end{array}\)

    练习\(\PageIndex{23}\)

    完全考虑以下因素:\(4 a^{4}-64\)

    回答

    4\(\left(a^{2}+4\right)(a-2)(a+2)\)

    练习\(\PageIndex{24}\)

    完全考虑以下因素:\(7 y^{4}-7\)

    回答

    7\(\left(y^{2}+1\right)(y-1)(y+1)\)

    练习\(\PageIndex{25}\)

    完全考虑以下因素:\(3 x^{2}+6 b x-3 a x-6 a b\)

    回答

    \(\begin{array}{llc} \text { Is there a GCF? } & \text{Yes, 3.} &3 x^{2}+6 b x-3 a x-6 a b\\\text { Factor out the GCF. } & &3\left(x^{2}+2 b x-a x-2 a b\right)\\ \text { In the parentheses, is it a binomial, trinomial, } &\text { More than } 3 & \\ \text { or are there more terms? } &\text { terms. } & \\ \text { Use grouping. } & & \begin{array}{c}{3[x(x+2 b)-a(x+2 b)]} \\ {3(x+2 b)(x-a)}\end{array} \\ \text { Check your answer. } \\ \\ \text { Is the expression factored completely? Yes. } \\ \text { Multiply. } \\\qquad \qquad \begin{array}{l}{3(x+2 b)(x-a)} \\ {3\left(x^{2}-a x+2 b x-2 a b\right)} \\ {3 x^{2}-3 a x+6 b x-6 a b} \checkmark \end{array}\end{array}\)

    练习\(\PageIndex{26}\)

    完全考虑以下因素:\(6 x^{2}-12 x c+6 b x-12 b c\)

    回答

    6\((x+b)(x-2 c)\)

    练习\(\PageIndex{27}\)

    完全考虑以下因素:\(16 x^{2}+24 x y-4 x-6 y\)

    回答

    2\((4 x-1)(x+3 y)\)

    练习\(\PageIndex{28}\)

    完全考虑以下因素:\(10 x^{2}-34 x-24\)

    回答

    \(\begin{array}{llc} \text { Is there a GCF? } & \text{Yes, 2.} &10 x^{2}-34 x-24\\\text { Factor out the GCF. } & &2\left(5 x^{2}-17 x-12\right)\\ \text { In the parentheses, is it a binomial, trinomial, } &\text { Trinomial with } & \\ \text { or are there more than three terms? } &\space a \neq 1 & \\ \text { Use trial and error or the "ac" method. } & & 2\left(5 x^{2}-17 x-12\right) \\ & & 2(5 x+3)(x-4) \\ \text { Check your answer. Is the expression factored } \\\text { completely? Yes. }\\ \\ \text { Multiply. } \\ \qquad \begin{array}{l}{2(5 x+3)(x-4)} \\ {2\left(5 x^{2}-20 x+3 x-12\right)} \\ {2\left(5 x^{2}-17 x-12\right)} \\ {10 x^{2}-34 x-24}\checkmark \end{array}\end{array}\)

    练习\(\PageIndex{29}\)

    完全考虑以下因素:\(4 p^{2}-16 p+12\)

    回答

    4\((p-1)(p-3)\)

    练习\(\PageIndex{30}\)

    完全考虑以下因素:\(6 q^{2}-9 q-6\)

    回答

    3\((q-2)(2 q+1)\)

    关键概念

    • 分解多项式的通用策略见图\(\PageIndex{1}\)
    • 如何分解多项式
      1. 有最大的共同因素吗? 把它排除在外。
      2. 多项式是二项式、三项式还是超过三个项?
        • 如果是二项式:
          是总和吗?
          • 正方形? 平方和不分解。
          • 多维数据集? 使用立方体总和模式。
          有区别吗?
          • 正方形? 因子是共轭物的乘积。
          • 多维数据集? 使用立方体差异图案。
        • 如果是三项式:
          是这样的\(x^{2}+b x+c\)吗? 撤消 FOIL。
          是这样的吗\(a x^{2}+b x+c\)
          • 如果 'a' 和 'c' 是正方形,请检查它是否符合三项式方形图案。
          • 使用反复试验或 “ac” 方法。
        • 如果它有三个以上的术语:
          使用分组方法。
      3. 查看。 完全考虑了吗? 这些因子会乘回原来的多项式吗?