当一个根给出了因式,就用这个因式去除三次多项式,得到二次式的商,再分解这个二次式。这样就完成了三次式的分解,也能解对应的三次方程。
这一课直接承接用已知的根求因式,大多数完整的三次式题目都需要它。
除法怎么做?
如果 (x − a) 是 f(x) 的因式,那么 f(x) = (x − a)(二次式)。做除法就是把这个二次式还原出来。常见有两种格式:长除法,以及综合除法(synthetic division),后者就是只写系数的同一过程。
用 (x − a) 做综合除法:
- 按顺序写出 f(x) 的系数,缺少的次数要补 0。
- 落下第一个系数。
- 乘以 a,把结果写在下一个系数下面,然后相加。
- 重复整行。最后一个和是余式,如果 (x − a) 是因式,它应为 0。
- 读出商:其余的和,从 x² 项开始。
例题
已知 f(3) = 0,完整分解 f(x) = 2x³ − x² − 13x − 6。
第 1 步,因式: f(3) = 54 − 9 − 39 − 6 = 0,所以 (x − 3) 是因式。
第 2 步,a = 3 的综合除法: 系数 2、−1、−13、−6。
- 落下 2。
- −1 + 3 × 2 = 5。
- −13 + 3 × 5 = 2。
- −6 + 3 × 2 = 0,所以余式为 0。
第 3 步,商: 2x² + 5x + 2。
第 4 步,分解二次式: 2x² + 5x + 2 = (2x + 1)(x + 2)。
第 5 步,答案: f(x) = (x − 3)(2x + 1)(x + 2),所以根为 x = 3、x = −½、x = −2。
验算: (x − 3)(2x² + 5x + 2) = 2x³ + 5x² + 2x − 6x² − 15x − 6 = 2x³ − x² − 13x − 6。✓
要留意的错误
缺少某个次数是经典陷阱。以 x³ − 7x + 6 除以 (x − 2) 为例。
错误做法: 系数写成 1、−7、6(漏掉了 x² 项)。−7 + 2 = −5,再 6 + 2(−5) = −4。余式为 −4,学生以为 (x − 2) 不是因式。
但 f(2) = 8 − 14 + 6 = 0,它其实是因式。缺少的 x² 项需要写系数 0。
正确的一行是 1、0、−7、6。
落下 1,然后 0 + 2 = 2,再 −7 + 4 = −3,最后 6 − 6 = 0。商是 x² + 2x − 3 = (x + 3)(x − 1)。如果余式与 f(a) 不一致,就是提醒你重新检查这一行。
自我检测
1. 用 (x − 1) 除 x³ − 6x² + 11x − 6。
查看答案
系数 1、−6、11、−6,a = 1:1;−6 + 1 = −5;11 − 5 = 6;−6 + 6 = 0。商是 x² − 5x + 6,余式为 0。
2. 已知 (x + 1) 是因式,完整分解 x³ + x² − 4x − 4。
查看答案
a = −1。系数 1、1、−4、−4:1;1 − 1 = 0;−4 − 0 = −4;−4 + 4 = 0。商是 x² − 4 = (x − 2)(x + 2)。所以 (x + 1)(x − 2)(x + 2)。
3. 已知 (2x − 1) 是因式,分解 2x³ + 3x² − 8x + 3。
查看答案
长除法:2x³ ÷ 2x = x²,减去 x²(2x − 1) = 2x³ − x²,剩下 4x² − 8x + 3。再 4x² ÷ 2x = 2x,减去 4x² − 2x,剩下 −6x + 3。然后 −3 给出 −6x + 3,余式为 0。商是 x² + 2x − 3 = (x + 3)(x − 1)。所以 (2x − 1)(x − 1)(x + 3)。
接下来学什么
这项技能要配合用展开检验因式分解,那是确认商是否正确最快的办法。你也可以用二次式结构探索器来看二次式那一部分,然后做综合练习。
完整的三次式题目步骤相连,有人逐行阅读你的解题过程会很有帮助,这正是我们的老师在一对一线上附加数学补习中所做的事。