展开(expand)一个乘积时,把一个括号里的每一项乘以另一个括号里的每一项,符号跟着各自的项走,然后合并同类项。遇到负项时,关键在于每个乘积的符号:负乘负得正,负乘正得负。
在学用公因数做因式分解之前你需要这项技能,因为因式分解就是倒过来的展开。
乘法中符号怎么变化?
两个相同的符号得正,两个不同的符号得负。所以 −3 × −4 = +12,而 −3 × +4 = −12。
把负号看作它后面那一项的一部分。在 (2x − 3) 中,两项是 +2x 和 −3。这个习惯能让符号保持正确。
展开的步骤
- 写出每个括号里的各项及符号。 对 (2x − 3) 来说,是 +2x 和 −3。
- 把第一个括号里的每一项乘以第二个括号里的每一项, 写出所有乘积。
- 检查乘积的个数。 两个各有两项的括号会得到四个乘积。
- 合并同类项, 通常是中间的两个 x 项。
- 按指数由高到低写出答案。
例题
展开并化简 (2x − 3)(x − 4)
第一步,各项: 第一个括号是 +2x 和 −3;第二个括号是 +x 和 −4。
第二步,乘积:
- 2x × x = 2x²
- 2x × (−4) = −8x
- (−3) × x = −3x
- (−3) × (−4) = +12
第三步,合并: −8x − 3x = −11x。
第四步,答案:
2x² − 11x + 12
检查: 取 x = 2,(2x − 3)(x − 4) = (1)(−2) = −2。答案得 8 − 22 + 12 = −2。取 x = 1,原式得 (−1)(−3) = 3,答案得 2 − 11 + 12 = 3。
要留意的错误
常见的失误是只把负号作用在括号里的第一项。
错误步骤: 5 − 2(x − 3) = 5 − 2x − 6 = −1 − 2x
学生把 −2 乘 x 算对了,却把应得的 +6 写成了 −6。他们忘了 −2 × −3 是正数。
改正的方法是先把乘积逐个写出来再合并:−2 × x = −2x,−2 × (−3) = +6。所以 5 − 2x + 6 = 11 − 2x。
代入能看出错误。取 x = 1,原式是 5 − 2(−2) = 9。正确答案得 11 − 2 = 9,而错误答案得 −1 − 2 = −3。
同样的想法也适用于括号的平方。(x − 3)² 就是 (x − 3)(x − 3),四个乘积是 x²、−3x、−3x 和 +9,得 x² − 6x + 9。
自我检测
不用计算器做下面的题,然后打开答案。
1. 展开 −4(3a − 2b)
显示答案
−4 × 3a = −12a,−4 × (−2b) = +8b。
−12a + 8b
2. 展开并化简 (x − 5)(x + 2)
显示答案
乘积:x²、+2x、−5x、−10。中间项:2x − 5x = −3x。
x² − 3x − 10
用 x = 3 检查:(−2)(5) = −10,而 9 − 9 − 10 = −10。
3. 展开并化简 (3 − x)(2 − x)
显示答案
乘积:3 × 2 = 6,3 × (−x) = −3x,(−x) × 2 = −2x,(−x) × (−x) = +x²。中间项:−3x − 2x = −5x。
x² − 5x + 6
用 x = 4 检查:(−1)(−2) = 2,而 16 − 20 + 6 = 2。
接下来学什么
上一课的合并同类项为你提供最后一步,而用公因数做因式分解则把这个过程倒过来。当系数不好算时,可以用无计算器运算训练器检查乘积里的数字运算。
有些学生方法懂了,但时间紧张时仍会漏掉符号。一对一线上数学补习的老师可以读你的步骤,很快找出符号是在哪一行变掉的。