文/張紅飛
整式乘法和因式分解是互逆變形。我們把單項(xiàng)式乘多項(xiàng)式的法則反過(guò)來(lái),就得到因式分解的一種方法——提公因式法;把兩個(gè)乘法公式反過(guò)來(lái),就得到因式分解的另一種方法——運(yùn)用公式法。我們?cè)趯W(xué)習(xí)時(shí)不僅要關(guān)注數(shù)學(xué)知識(shí)之間的聯(lián)系,也要在對(duì)所學(xué)數(shù)學(xué)公式、數(shù)學(xué)結(jié)論的運(yùn)用過(guò)程中,獲取新的知識(shí)。
例1下列從左到右的變形中,是因式分解的是()。
A.(3-x)(3+x)=9-x2
B.m3-mn2=m(m+n)(m-n)
C.(y+1)(y-3)=-(3-y)(y+1)
D.-x2+5=(2-x)(2+x)+1
【解析】我們可以根據(jù)因式分解的概念(把一個(gè)多項(xiàng)式化成幾個(gè)整式的積的形式)來(lái)解決問(wèn)題。選項(xiàng)A,從等式的左邊到右邊的變形屬于整式乘法;選項(xiàng)B,左邊是多項(xiàng)式,右邊是三個(gè)整式的乘積,屬于因式分解;選項(xiàng)C,等式的左邊是兩個(gè)整式的乘積,不屬于因式分解;選項(xiàng)D的右邊不全是乘積的形式。故選B。
例2如圖1,在邊長(zhǎng)為a的正方形紙片中剪去一個(gè)邊長(zhǎng)為b的小正方形,把余下的部分沿虛線剪開(kāi),拼成一個(gè)矩形,分別計(jì)算這兩個(gè)圖形陰影部分的面積,可以驗(yàn)證的等式是( )。
圖1
A.a2-b2=(a+b)(a-b)
B.(a-b)2=a2-2ab+b2
C.(a+b)2=a2+2ab+b2
D.a2+ab=a(a+b)
【解析】第一個(gè)圖形中,陰影部分的面積等于邊長(zhǎng)為a的大正方形的面積減去邊長(zhǎng)為b的小正方形的面積;第二個(gè)圖形中,陰影部分是一個(gè)長(zhǎng)為(a+b)、寬為(a-b)的長(zhǎng)方形,其面積是(a+b)(a-b)。因?yàn)檫@兩個(gè)圖形的陰影部分的面積相等,所以得到的是平方差公式,即a2-b2=(a+b)(a-b)。故選A。
例3在“整式的乘法與因式分解”這一章的學(xué)習(xí)過(guò)程中,我們常采用構(gòu)造幾何圖形的方法對(duì)代數(shù)式的變形加以說(shuō)明。例如,利用圖2 中邊長(zhǎng)分別為a、b的正方形以及長(zhǎng)為a、寬為b的長(zhǎng)方形卡片若干張,拼成圖3(卡片間不重疊、無(wú)縫隙),可以用來(lái)解釋完全平方公式:(a+b)2=a2+2ab+b2。
圖2
圖3
圖4
請(qǐng)你解答下面的問(wèn)題:
(1)利用圖2 中的三種卡片若干張拼成圖4,可以解釋等式:___________;
(2)利用圖2 中的三種卡片若干張拼出一個(gè)面積為2a2+5ab+2b2的長(zhǎng)方形,請(qǐng)你分析這個(gè)長(zhǎng)方形的長(zhǎng)和寬。
【解析】(1)根據(jù)長(zhǎng)方形的面積公式進(jìn)行計(jì)算即可。由題意知,圖4 的面積可以表示成(2a+b)(a+b),也可以表示成2a2+3ab+b2,所以,可以得到答案為(2a+b)(a+b)=2a2+3ab+b2。
(2)我們可以通過(guò)拼圖的方式,先拿出邊長(zhǎng)為a和b的正方形紙片各2 張,再拿出長(zhǎng)為a、寬為b的長(zhǎng)方形紙片5張,將它們拼成一個(gè)長(zhǎng)方形,最后利用拼之前與拼之后圖形的面積相等,得出一個(gè)等式。根據(jù)拼圖,可以得到2a2+5ab+2b2=(2a+b)(a+2b),所以,這個(gè)長(zhǎng)方形的長(zhǎng)和寬分別為2a+b和a+2b。
因式分解是初中數(shù)學(xué)中重要的恒等變形之一,不僅在一元二次方程、二次函數(shù)中要用到,而且在許多應(yīng)用題的計(jì)算中也會(huì)用到,且非常方便。因式分解的方法靈活,技巧性強(qiáng),是解決許多數(shù)學(xué)問(wèn)題的有力工具。學(xué)習(xí)這些技巧方法,對(duì)于培養(yǎng)我們的解題技巧,發(fā)展思維能力,有十分獨(dú)特的作用。