文/子成文
因式分解是中學(xué)數(shù)學(xué)課程的一個(gè)重要的恒等變形問題,不僅在通分、約分時(shí)要直接用到它,而且在解方程以及三角式的變形,甚至在學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)時(shí),也起到十分重要的作用,因此,在實(shí)際教學(xué)中應(yīng)給予足夠的重視。
因式分解指的是把一個(gè)多項(xiàng)式表示成幾個(gè)既約因式的乘積,它是整數(shù)中素因數(shù)分解的推廣與發(fā)展。它們不僅有關(guān)類似的概念,在整除性質(zhì)和論證的理論方面也是平行的。
學(xué)習(xí)因式分解,主要討論兩個(gè)基本問題。一是怎樣判斷一個(gè)多項(xiàng)式是否可約。二是如果一個(gè)多項(xiàng)式是可約的,究竟如何去分解。
現(xiàn)在來回答第一個(gè)問題。
在復(fù)數(shù)范圍內(nèi),只有一次式是既約的,任何次數(shù)大于1的多項(xiàng)式,都可以分解成一次因式的乘積。
在實(shí)數(shù)范圍內(nèi),次數(shù)≥3的多項(xiàng)式總是可約的,即在實(shí)數(shù)范圍內(nèi),除一次式是既約的以外,可能有的二次式也是既約的。
在有理數(shù)范圍內(nèi),情況比較復(fù)雜,除一次式是既約的以外,次數(shù)高于1的多項(xiàng)式都可能是既約的。有一些判定多項(xiàng)式是否可約的定理,例如有一個(gè)稱為艾森斯因既性判定法,如下所述:
設(shè)f(x)是一個(gè)整系數(shù)多面式,若它的首項(xiàng)系數(shù)以外的所有各項(xiàng)系數(shù)都能被某一數(shù)P整除,且常數(shù)項(xiàng)可被P整除,便不能被P2整除,則f(x)在有理數(shù)范圍內(nèi)是既約的。
關(guān)于第二個(gè)問題,有一個(gè)重要的定理:
任何一個(gè)次數(shù)≥1的多項(xiàng)式,都可以分解為有限個(gè)既約多項(xiàng)式的乘積;且這種分解式除去因式的次序及常數(shù)因式外是唯一的。
這個(gè)定理常稱為分解唯一性定理,遺憾的是這個(gè)重要定理并沒有告訴我們?cè)鯓尤?duì)一個(gè)多項(xiàng)式進(jìn)行因式分解,僅給出了分解的可能性。然而也并非在任何數(shù)域內(nèi)都成立。
那么第二個(gè)問題有沒有一個(gè)確定的方法,經(jīng)過有限次的算述運(yùn)算,把一個(gè)多項(xiàng)式分解為既約因式的乘積呢?在復(fù)數(shù)和實(shí)數(shù)范圍內(nèi)是否定的。在有理數(shù)范圍內(nèi)是肯定的。就是下面的克倫奈克的定理。
任何一個(gè)次數(shù)≥1的有理系數(shù)多項(xiàng)式,總可以經(jīng)過有限次算術(shù)運(yùn)算把它分解為有理系數(shù)既約多項(xiàng)式的積。
在中學(xué)數(shù)學(xué)課本里,關(guān)于第二個(gè)問題,給出了幾種常用的方法,需要對(duì)不同的多項(xiàng)式運(yùn)用不同的方法。
首先是提取公因式法。這個(gè)方法的理論根據(jù)是分配性質(zhì)的應(yīng)用,在運(yùn)用這種方法時(shí),要對(duì)所要分解的多項(xiàng)式進(jìn)行觀察分析,找出公因式運(yùn)用此法的關(guān)鍵。其次是運(yùn)用公式法。常用的幾個(gè)公式包括二次的和三次的。教師在講解公式時(shí),指出公式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。對(duì)于初學(xué)者來說,一個(gè)多項(xiàng)式符合某一公式的形式,不是很容易看得出來的。在一段時(shí)間里要注重這方面的訓(xùn)練,培養(yǎng)他們觀察與分析諸多多項(xiàng)式的能力,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生啟發(fā)誘導(dǎo),滲透數(shù)學(xué)的轉(zhuǎn)化的思想,了解換之的思想方法。提取公因與運(yùn)用公式法是最基本的方法,也是最重要的方法。
如果所給多項(xiàng)式,不便于直接運(yùn)用上述兩種基本方法,那么,就考慮運(yùn)用分組分解法。在教學(xué)中要善于啟發(fā)學(xué)生觀察、分析多項(xiàng)式,發(fā)現(xiàn)多項(xiàng)式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),充分利用兩種基本方法,確定分組方法。由于多項(xiàng)式形式復(fù)雜多樣,適當(dāng)選擇幾種類型分組方法的題目,提高學(xué)生分析和解決問題的能力是必要的。
十字相乘法是關(guān)于二次三項(xiàng)式的分解方法。教師在講解此種方法時(shí),應(yīng)該重在理解,引導(dǎo)學(xué)生深入觀察、分析等號(hào)左右兩端結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)已知數(shù)之間的內(nèi)在聯(lián)系,進(jìn)而歸納出十字圖解的形式。為了直觀可以如下表示:
把觀察到的關(guān)于已知數(shù)之間的結(jié)構(gòu)特性歸結(jié)為十字圖的簡(jiǎn)潔形式,即便于記憶,又便于運(yùn)用。地址:云南省永勝縣大安中學(xué)