华中师范大学学报自然科学版
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多项式因式分解的几种方法

  在给定的数域上,把一个多项式分解成若干个不可约多项式的积的形式,叫做多项式的分解因式。多项式的分解因式是一种重要的恒等变形,在初等数学中有着广泛的应用。在初中代数中,已经学习过提取公因式法、公式法、分组分解法和十字相乘法等基本方法。这些方法要根据多项式的结构特征灵活地加以应用。这里,讨论几种分解因式的其他方法,这里的因式分解都是在有理数域上进行的。

  1 用待定系数法分解因式

  用待定系数法分解因式,就是按已知条件把原式假设为若干个因式的乘积,使这些因式的乘积与原式组成恒等式,求出各待定系数的值。

  例1,分解因式x4-x3-5x2-6x-4

  解:设 x4-x3-5x2-6x-4=(x2+ɑx+b)(x2+cx+d)

  =x4+(ɑ+c)x3+(b+ɑc+d)x2+(ɑd+bc)x+bd

  比较对应的系数,得ɑ+c=-1b+ɑc+d=-5ɑd+bc=-6bd=-4 ?圳 ɑ=1b=1c=-2d=-4

  ∴x4-x3-5x2-6x-4=(x2+x+1)(x2-2x-4)

  例2,分解因式2x2-7xy+3y2+5xz-5yz+2z2

  解:这是一个关于x, y, z的二次齐次式,注意到2x2-7xy+3y2=(2x-y)(x-3y),可设

  2x2-7xy+3y2+5xz-5yz+2z2 =(2x-y+ɑz)(x-3y+bz)

  =2x2-7xy+3y2+(ɑ+2b)xz-(3ɑ+b)yz+ɑbz2

  比较对应的系数,得ɑ+2b=53ɑ+b=5ɑb=2 ?圳 ɑ=1b=2

  ∴ 2x2-7xy+3y2+5xz-5yz+2z2=(2x-y+z)(x-3y+2z)

  2 用余数定理和综合除法分解因式

  多项式f(x)有因式x-ɑ的充要条件是f(ɑ)=0,ɑ就是f(x)的一个有理根。求出f(x)的有理根,就能得到f(x)的一次因式。这一方法的关键是如何寻找有理根。

  【定理】设f(x)=ɑ0xn+ɑ1xn-1+…ɑn是一个整系数多项式。若有理数■是f(x)的一个根(这里u和v是互素的整数),那么v整除f(x)的最高次项系数ɑ0,而u整除f(x)的常数项ɑn 。

  例3,分解因式 f(x)=2x4+7x3-2x2-13x+6

  解:因为f(x)的最高次项系数2的因数是±1,±2,常数项6的因数是±1,±2,±3,±6,所以可能的有理数根是±1,±2,±3,±6, ±■,±■。∵ f(1)=0,f(-1)=12 ∴1是f(x)的根,

  -1不是。用综合除法,经过逐次试除,-2,-3,■也是f(x)的根,其余不是。以2与-2为例:

  ∴f(x)=2x4+7x3-2x2-13x+6=(x-1)(x+2)(x+3)(2x-1)

  3 利用行列式分解因式

  被分解的多项式有时可表示成适当的行列式,根据行列式的性质,对行列式进行推演,逐步化成因式乘积的形式。

  例4,分解因式x4+6x3+x2-24x-20

  解:原式=(x2+6x+1)-4(6x+5)

  =x2 6x+54 x2+6x+1=x2-4 4-x2 4 x2+6X+1

  =(x2-4)1 -14 x2+6x+1

  =(x2-4)(x2+6x+5)

  =(x+2)(x-2)(x+1)(x+5)

  例5,分解因式x2z+z2y+y2x-xz2-zy2-yx2

  解:原式=1 1 1x2 z2 y2x z y=1 0 0x2 z2-x2 y2-x2x z-x y-x

  =(z-x)(y-x)z+x y+x 1 1

  =(z-x)(y-x)(z-y)

  因式分解的问题形式多种多样,解题时要多做试探,灵活地运用各种方法,才能顺利地解决问题。

  参考文献:

  [1]赵振威主编。中学数学教材教法[M].上海:华东师范大学出版社,1999.

  [2]张禾瑞,郝鈵新编。高等代数[M].北京:高等教育出版社,1999.

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