多项式与因式分解:FOIL、GCF 与三大模式
用 FOIL 把两个二项式相乘,再反向操作就是因式分解。三个模式涵盖 CBE 里的大多数因式分解题:GCF、三项式 (x² + bx + c) 和平方差。
相乘与因式分解是互为镜像的两种运算
用 FOIL 把两个二项式相乘,可将 (x + 2)(x + 3) 变为 x² + 5x + 6。因式分解就是把同样的运算反过来——把 x² + 5x + 6 还原为 (x + 2)(x + 3)。一个方向是机械的操作;另一个方向则是 Algebra 1 中最常被考查的技能。
FOIL:First、Outer、Inner、Last(首项、外项、内项、末项)
模式 1:永远先提取 GCF
在做任何其他因式分解之前,先问一句:"所有项有没有公因数?"如果有,先把它提出来。
3x² − 12 → GCF 为 3= 3(x² − 4)现在分解 x² − 4(平方差!)= 3(x − 2)(x + 2)
先提取 GCF 再因式分解
因式分解:3x²−12
📌 GCF=3:3(x²−4)=3(x+2)(x−2)
模式 2:三项式 (x² + bx + c)
对于 x² + bx + c,找两个数,乘积为 c,和为 b。
x² + 8x + 15需要:两个数,积 15,和 83 · 5 = 15,3 + 5 = 8 ✓= (x + 3)(x + 5)
符号判定的捷径
c > 0 且 b > 0:两个因数都为正。c > 0 且 b < 0:两个因数都为负。c < 0:一正一负 — 绝对值大的那个数带 b 的符号。
分解 c 为正的三项式
因式分解:x²+8x+15
📌 5×3=15,5+3=8。(x+5)(x+3)
分解 b 为负的三项式
因式分解:x² − 7x + 12
📌 乘积为 12、和为 −7 的两个数:−3 和 −4。 (x−3)(x−4)
首项系数 ≠ 1 的三项式
当 a ≠ 1,对于 ax² + bx + c,使用 AC 方法:找到乘积为 a·c、和为 b 的两个数,然后拆分中间项。
2x² + 7x + 3a·c = 6, 需要积为 6、和为 7 → 6 和 12x² + 6x + x + 32x(x + 3) + 1(x + 3)= (2x + 1)(x + 3)
首项系数不为 1 时的因式分解
因式分解:2x² + 7x + 3
📌 AC 方法:2×3=6。6 的两因数、其和为 7:6 和 1。 2x² + 6x + x + 3 = 2x(x+3) + 1(x+3) = (2x+1)(x+3)
模式 3:平方差
a² − b² = (a − b)(a + b)两个完全平方数,中间是减号。平方和在实数范围内是不能因式分解的。
如何识别
找到两项,两个都是完全平方数,中间是减号。示例:x² − 9 = (x − 3)(x + 3)。4y² − 25 = (2y − 5)(2y + 5)。
应用题
结合情境分解多项式
一个矩形院子的面积由多项式 2x² + 7x + 3 平方英尺给出。以下哪对二项式可以表示该院子的长和宽?
对 2x² + 7x + 3 做因式分解。找到乘积为 (2)(3) = 6、和为 7 的两个数:6 和 1。拆分:2x² + 6x + x + 3 = 2x(x + 3) + 1(x + 3) = (2x + 1)(x + 3)。用 FOIL 检验:2x·x + 2x·3 + 1·x + 1·3 = 2x² + 6x + x + 3 = 2x² + 7x + 3 ✓。选项 B 展开为 2x² + 5x + 3。
3秒回顾
- FOIL → First、Outer、Inner、Last(相乘两个二项式)
- 在其他因式分解操作之前,永远先提取 GCF
- 三项式 x² + bx + c → 找两个数,乘积为 c、和为 b
- 首项系数不为 1 → AC 方法(拆分中间项)
- 平方差:a² − b² = (a − b)(a + b)
自我检查
快速检查 #1
因式分解:x² − 9。
这是平方差:a² − b² = (a + b)(a − b)。这里 a = x,b = 3,所以 x² − 9 = (x + 3)(x − 3)。
快速检查 #2
相乘:(x + 5)(x − 2)。
FOIL:First x·x = x²,Outer x·(−2) = −2x,Inner 5·x = 5x,Last 5·(−2) = −10。合并:x² + 3x − 10。