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因式分解计算器

对任意多项式因式分解,并写出每一步背后的公式名称。

作者 Nethanel Bar, 联合创始人兼 CEO

最后更新

想不用计算器也能解出这些题?

Coddy 数学课程教的是方法本身:你在交互式白板上完成每一步,哪一步出错都会准确告诉你。

因式分解就是识别规律,而规律总共就那么几种

给多项式做因式分解时,其实只会发生大约六种情况:提出公因式,用平方差拆开,完全平方式收成一个括号的平方,二次三项式拆成两个括号,四项式两两分组,或者用立方和、立方差公式展开。中学代数里要你分解的式子,都是其中一种,或者其中一种用了两次。

所以计算器真正有用的地方不是给出答案,而是告诉你它用了哪种方法、为什么选这种。这里的每一行都标明了方法。考试遇到同样的题时,你不用去回忆这个页面说过什么,而是去找它指给你看的那个规律。

计算全程精确,整数系数和分数系数都一样,并且会自己验算:最后一行把各个因式乘回去,得到你最初输入的多项式。这一步验算回答了“我怎么知道这是对的”,而且你以后可以随时手动对任何来源的答案做同样的检查。

看步骤时要注意什么

  • 永远先找公因式。3x² - 27 要先把 3 提出来,才看得出是平方差;很多“这题分解不了”的答案,其实是“我没把 3 提出来”。
  • 两项,就找平方或立方;三项,就找二次三项式或完全平方;四项,就试试分组。动手之前,项数就已经帮你缩小了范围。
  • 平方差能分解,平方和不能。x² - 9 可以分解,x² + 9 不行,这种不对称值得直接记住,而不是每次重新发现。
  • 把答案乘回去验算,这里的最后一行做的正是这件事。只要十秒钟,就能抓住你可能犯的每一个符号错误。
  • “不能分解”也是一个正确答案。x² + x + 1 没有有理因式,知道什么时候该停下来,也是这项技能的一部分。

如何使用因式分解计算器

  1. 输入多项式

    像在纸上那样写:x^2 - 5x + 6、4x^2 - 12x + 9、x^3 - 8。用 ^ 表示乘方。可以用一个字母,也可以用两个(x^2 - y^2 也行)。

  2. 先看答案,再看方法

    分解结果在最上方。下面编号的步骤写明了每一步用的方法,这部分才是你能带到下一道题里的东西。

  3. 看零点

    每个形如 (ax - b) 的括号都给出一个零点 b/a。这就是因式分解能解方程的原因:一个乘积为零,当且仅当其中某个因式为零。

  4. 自己验算一遍

    最后一行会把各个因式乘回去。先把它挡住,自己心算一遍,再对照,这个习惯比答案本身更有价值。

常见公式,以及如何识别

中学的因式分解基本就靠这六种方法。先数项数:动手之前,它就能排除表里的大部分方法。

方法式子的样子分解结果
提公因式6x² - 15x3x(2x - 5)
平方差9x² - 4(3x - 2)(3x + 2)
完全平方式4x² - 12x + 9(2x - 3)²
二次三项式,首项系数为 1x² - 5x + 6(x - 2)(x - 3)
二次三项式,首项系数不为 12x² + 7x + 3(2x + 1)(x + 3)
分组分解(四项)x³ + 2x² + 3x + 6(x + 2)(x² + 3)
立方差x³ - 8(x - 2)(x² + 2x + 4)
立方和x³ + 27(x + 3)(x² - 3x + 9)
平方和x² + 9不能分解

例题详解

首项系数为 1 的二次三项式:x² - 5x + 6

plain
x^2 - 5x + 6

找两个数,乘积为 6,和为 -5:-2 和 -3。所以结果是 (x - 2)(x - 3)。首项系数为 1 时,这就是全部方法,值得做上十几道,直到那一对数不用找就能一眼看出来。

完全平方式:4x² - 12x + 9

plain
4x^2 - 12x + 9

4x² 是 (2x)²,9 是 3²,中间项正好是 -2 × 2x × 3。所以它等于 (2x - 3)²。你也可以把它当作普通的二次三项式硬算,得到 (2x-3)(2x-3);认出平方式能省下这些功夫,而这正是学公式的唯一理由。

带系数的平方差:9x² - 4

plain
9x^2 - 4

这里的陷阱是看不出来,因为平方并不明显:9x² 是 (3x)²,4 是 2²。之后照常套公式,分解成 (3x - 2)(3x + 2)。只要是两项、中间是减号,都值得检查一下是不是平方差。

先提公因式:3x² - 27

plain
3x^2 - 27

照原样看,它不是平方差,因为 3x² 不是平方。把 3 提出来,3(x² - 9) 就是了,结果为 3(x - 3)(x + 3)。跳过公因式,是误以为一个式子“不能分解”最常见的原因。

立方差:x³ - 8

plain
x^3 - 8

x³ - 8 就是 x³ - 2³,所以等于 (x - 2)(x² + 2x + 4)。那个二次括号在有理数范围内永远不能再分解,页面会直接告诉你,而不是让你自己猜。注意符号:一次括号的符号与原式相同,二次括号的符号正负交替。

常见错误

  • 没有先提公因式。公因式提出来之后,其他公式都更容易看出来,有些甚至在那之前根本看不出来。
  • 试图分解平方和。x² + 4 没有有理因式,只有平方差才能拆开。
  • 二次三项式那一对数弄错符号。两个数的乘积等于常数项,和等于中间项系数:两个条件每次都要满足,心里快速核对一下不费任何功夫。
  • 停得太早。x⁴ - 16 先变成 (x² - 4)(x² + 4),而第一个括号还能继续分解成 (x - 2)(x + 2)。
  • 忘了完全平方式是一个括号的平方。写成 (2x - 3)(2x - 3) 不算错,但题目要的答案是 (2x - 3)²。
  • 直接约分而不是先分解。在 (x² - 9)/(x + 3) 里,不能把 x² 和 x 约掉;先分解分子,相同的括号才能约去。

因式分解常见问题

多项式怎么因式分解?

先提出公因式(如果有),然后数项数。两项:找平方差,或者立方和、立方差。三项:完全平方式,或者二次三项式的那一对数。四项:两两分组。最后检查还有没有括号能继续分解。这个页面给出的每一种解法,都是把这套流程用一次或两次。

像 x² - 5x + 6 这样的二次三项式怎么分解?

找两个数,乘积等于常数项,和等于中间项系数,这里是 6 和 -5,所以是 -2 和 -3。因式就是 (x - 2)(x - 3)。首项系数不为 1 时,把同样的思路用在 a×c 上而不是 c 上,这就是这里的步骤所说的 ac 法。

如果多项式不能分解怎么办?

页面会直接说明,而且对于只含一个字母的二次式或三次式,这是一个证明,不是敷衍:没有有理根,就没有有理因式。x² + x + 1 就是一个例子。不能分解的二次方程仍然可以用求根公式来解,那是另一个页面的内容。

能处理两个字母吗?

可以,适用于学校里会考的那些形式:提公因式(6x²y + 9xy² 变成 3xy(2x + 3y))、平方差(x² - y²),以及立方和与立方差(x³ + 8y³)。如果某一部分只剩一个字母,就会接着用完整的单字母解法来处理。

为什么答案后面带一行验算?

因为把因式乘回去就是验证因式分解的方法,展示出来也不费事。它还示范了一个值得保持的习惯:任何答案,不管来自哪个计算器还是哪位朋友,都能用这种方法在十秒内检查。

因式分解和解方程是一回事吗?

不是,但已经完成了大部分。因式分解是把一个式子改写成乘积;解方程则利用这个乘积求出零点,因为乘积为零当且仅当其中某个因式为零。答案下方的零点一行,就是替你完成的最后这一步。

系数是分数或小数时也能分解吗?

可以。x²/2 - 2 分解为 ½(x - 2)(x + 2),0.25x² - 1 会被读作精确的分数 ¼,而不是四舍五入后的小数。这里的计算从不使用浮点数,所以分数从头到尾都保持为分数。

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