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因式分解助解题

2014-10-27许志锋

中学生天地·高中学习版 2014年10期
关键词:求根因式分式

许志锋

因式分解的公式和方法

常用公式:平方差公式、完全平方公式、立方和及立方差公式等,如a3-b3=(a-b)(a2+ab+b2),(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca.

常见方法:提取公因式法、公式法、分组分解法、十字相乘法、求根法、配凑法等. 无论采用哪种方法,关键均在于:整体观察,局部变形,瞧着走!

因式分解的应用

● 解方程或不等式

例1 已知a>0,b>0,解不等式2x2+(3a+b)x+(a2-b2)>0.

解析: 解二次不等式的关键在于求根.经观察,不等式左边可分解因式:2x2+(3a+b)x+(a2-b2)=2x2+(3a+b)x+(a+b)(a-b)=(2x+a-b)(x+a+b),故2x2+(3a+b)x+(a2-b2)=0有两根:x1=-a-b,x2=.

由a>0,b>0可知x1-x2=(-a-b)-=-<0,所以x1

● 证明函数单调性

例2 求证: f(x)=在区间(0,1)上单调递增.

解析:任取00,1-x1x2>0,并且分母为正,故f(x2)-f(x1)>0, f(x)=在区间(0,1)上单调递增.

点评: 用定义证明单调性,在作差Δ=f(x2)-f(x1)之后,总的变形方向就是要和差化积分解因式,这样就能通过各个因式的正负来确定Δ的正负,如果出现分式,要先通分合并再分解因式.

● 整式的化简

例3 用三边长表示三角形面积的著名公式“海伦公式”:s=其中p=(a+b+c)的推导.

解析: 由面积公式和余弦定理可得:s=absinC=ab=ab·,即s=,其中(2ab)2-(a2+b2-c2)2=(2ab+a2+b2-c2)(2ab-a2-b2+c2)=[(a+b)2-c2]·[c2-(a-b)2]=(a+b+c)(a+b-c)·(c+a-b)(c+b-a)=2p(2p-2c)(2p-2b)(2p-2a),故s=.

● 分式的约简

例4 [2013年高考数学江西卷(文科)第20题中的计算问题] 已知+=1,x0y0≠0. 求证:2·-为定值.

解析: 先化简繁分式m=.

第一步,整个分式的分子分母同乘以各分式的分母之积(2y0-x0+2)(y0-1),得:m==.

第二步,通过因式分解,进行约分化简,由+=1变形得4-=4,而上式分母中恰好出现4-这个整体,用4代替4-,可得m===.

现在,问题最终转化为求证2m-=-为定值.由于这两个分式的分母不同, 故应通分合并: -==(*).

要证明*式为定值,可将分子进行因式分解,与分母约分.观察发现,*式分子、分母中有三处出现了x0-2,所以我们应当“少数服从多数”,对于唯一不含x0-2的项2,通过条件+=1,用2=(4-)=(2+x0)(2-x0)来代换.于是

=

==.

小结: 因式分解的本质就是和差化积,凡使用积的形式更有利于解题的场合,均可考虑进行因式分解.

因式分解的公式和方法

常用公式:平方差公式、完全平方公式、立方和及立方差公式等,如a3-b3=(a-b)(a2+ab+b2),(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca.

常见方法:提取公因式法、公式法、分组分解法、十字相乘法、求根法、配凑法等. 无论采用哪种方法,关键均在于:整体观察,局部变形,瞧着走!

因式分解的应用

● 解方程或不等式

例1 已知a>0,b>0,解不等式2x2+(3a+b)x+(a2-b2)>0.

解析: 解二次不等式的关键在于求根.经观察,不等式左边可分解因式:2x2+(3a+b)x+(a2-b2)=2x2+(3a+b)x+(a+b)(a-b)=(2x+a-b)(x+a+b),故2x2+(3a+b)x+(a2-b2)=0有两根:x1=-a-b,x2=.

由a>0,b>0可知x1-x2=(-a-b)-=-<0,所以x1

● 证明函数单调性

例2 求证: f(x)=在区间(0,1)上单调递增.

解析:任取00,1-x1x2>0,并且分母为正,故f(x2)-f(x1)>0, f(x)=在区间(0,1)上单调递增.

点评: 用定义证明单调性,在作差Δ=f(x2)-f(x1)之后,总的变形方向就是要和差化积分解因式,这样就能通过各个因式的正负来确定Δ的正负,如果出现分式,要先通分合并再分解因式.

● 整式的化简

例3 用三边长表示三角形面积的著名公式“海伦公式”:s=其中p=(a+b+c)的推导.

解析: 由面积公式和余弦定理可得:s=absinC=ab=ab·,即s=,其中(2ab)2-(a2+b2-c2)2=(2ab+a2+b2-c2)(2ab-a2-b2+c2)=[(a+b)2-c2]·[c2-(a-b)2]=(a+b+c)(a+b-c)·(c+a-b)(c+b-a)=2p(2p-2c)(2p-2b)(2p-2a),故s=.

● 分式的约简

例4 [2013年高考数学江西卷(文科)第20题中的计算问题] 已知+=1,x0y0≠0. 求证:2·-为定值.

解析: 先化简繁分式m=.

第一步,整个分式的分子分母同乘以各分式的分母之积(2y0-x0+2)(y0-1),得:m==.

第二步,通过因式分解,进行约分化简,由+=1变形得4-=4,而上式分母中恰好出现4-这个整体,用4代替4-,可得m===.

现在,问题最终转化为求证2m-=-为定值.由于这两个分式的分母不同, 故应通分合并: -==(*).

要证明*式为定值,可将分子进行因式分解,与分母约分.观察发现,*式分子、分母中有三处出现了x0-2,所以我们应当“少数服从多数”,对于唯一不含x0-2的项2,通过条件+=1,用2=(4-)=(2+x0)(2-x0)来代换.于是

=

==.

小结: 因式分解的本质就是和差化积,凡使用积的形式更有利于解题的场合,均可考虑进行因式分解.

因式分解的公式和方法

常用公式:平方差公式、完全平方公式、立方和及立方差公式等,如a3-b3=(a-b)(a2+ab+b2),(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2bc+2ca.

常见方法:提取公因式法、公式法、分组分解法、十字相乘法、求根法、配凑法等. 无论采用哪种方法,关键均在于:整体观察,局部变形,瞧着走!

因式分解的应用

● 解方程或不等式

例1 已知a>0,b>0,解不等式2x2+(3a+b)x+(a2-b2)>0.

解析: 解二次不等式的关键在于求根.经观察,不等式左边可分解因式:2x2+(3a+b)x+(a2-b2)=2x2+(3a+b)x+(a+b)(a-b)=(2x+a-b)(x+a+b),故2x2+(3a+b)x+(a2-b2)=0有两根:x1=-a-b,x2=.

由a>0,b>0可知x1-x2=(-a-b)-=-<0,所以x1

● 证明函数单调性

例2 求证: f(x)=在区间(0,1)上单调递增.

解析:任取00,1-x1x2>0,并且分母为正,故f(x2)-f(x1)>0, f(x)=在区间(0,1)上单调递增.

点评: 用定义证明单调性,在作差Δ=f(x2)-f(x1)之后,总的变形方向就是要和差化积分解因式,这样就能通过各个因式的正负来确定Δ的正负,如果出现分式,要先通分合并再分解因式.

● 整式的化简

例3 用三边长表示三角形面积的著名公式“海伦公式”:s=其中p=(a+b+c)的推导.

解析: 由面积公式和余弦定理可得:s=absinC=ab=ab·,即s=,其中(2ab)2-(a2+b2-c2)2=(2ab+a2+b2-c2)(2ab-a2-b2+c2)=[(a+b)2-c2]·[c2-(a-b)2]=(a+b+c)(a+b-c)·(c+a-b)(c+b-a)=2p(2p-2c)(2p-2b)(2p-2a),故s=.

● 分式的约简

例4 [2013年高考数学江西卷(文科)第20题中的计算问题] 已知+=1,x0y0≠0. 求证:2·-为定值.

解析: 先化简繁分式m=.

第一步,整个分式的分子分母同乘以各分式的分母之积(2y0-x0+2)(y0-1),得:m==.

第二步,通过因式分解,进行约分化简,由+=1变形得4-=4,而上式分母中恰好出现4-这个整体,用4代替4-,可得m===.

现在,问题最终转化为求证2m-=-为定值.由于这两个分式的分母不同, 故应通分合并: -==(*).

要证明*式为定值,可将分子进行因式分解,与分母约分.观察发现,*式分子、分母中有三处出现了x0-2,所以我们应当“少数服从多数”,对于唯一不含x0-2的项2,通过条件+=1,用2=(4-)=(2+x0)(2-x0)来代换.于是

=

==.

小结: 因式分解的本质就是和差化积,凡使用积的形式更有利于解题的场合,均可考虑进行因式分解.

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