整体法,想说少你不可以
——利用平方差公式分解因式之整体法
2020-12-17文韩光东
文韩光东
整体法广泛应用于初中数学中,对于因式分解,更是不可或缺。简单来说,其就是把问题或某些条件当成一个整体来处理,在解题时,不是着眼于问题的局部,而是有意识地放大考虑问题的“视角”。下面,我们主要从利用平方差公式分解因式方面,让同学们体会如何使用整体法。
我们都知道,因式分解中的平方差公式是:a2-b2=(a+b)(a-b)。为了让同学们更深刻地认识这个公式,明确公式中a、b可以代表的具体内容,我们换一种形式表达:A2-B2=(A+B)(A-B)。这里的A、B既可以指一个数字或字母,也可以指一个复杂单项式或多项式。当A、B指代的是一个复杂单项式或多项式时,我们就需要把这个单项式或多项式当作一个整体来看待,即公式中的A或B,这就应用了整体法的思想。
一、体会整体法
例1 因式分解:16a2-9b2。
【分析】运用整体法不能脱离公式,所以同学们在解决问题前要对所学公式熟练记忆,认清公式的结构特点;要去思考,问题是不是符合公式使用的结构特点,或能不能轻松转化成对应的结构。平方差公式的结构特点:有两项,且是“平方”减去“平方”。对于本题,我们发现16a2能够转化为(4a)2,9b2可以转化为(3b)2,这里的4a、3b就相当于公式中的A、B,这样我们就可以应用公式来处理了。
解:原式=(4a)2-(3b)2
=(4a+3b)(4a-3b)。
例2 因式分解:(2a+b)2-(a-2b)2。
【分析】观察式子,若把(2a+b)和(a-2b)看作一个整体,即公式中的A、B,则(2a+b)2-(a-2b)2可看作两项,符合平方差公式的条件,故可以用整体思想来因式分解。同学们要注意分解以后对式子的化简与分解彻底。
解:(2a+b)2-(a-2b)2
=[(2a+b)+(a-2b)][(2a+b)-(a-2b)]
=(3a-b)(a+3b)。
例3 因式分解:9(a+b)2-4(a-b)2。
【分析】对于部分同学来说,这道因式分解题有一点难度。主要是因为他们没有整体意识,拿到问题就想着展开,殊不知这是“南辕北辙”。因式分解是把多项式化成几个整式积的形式,而不是把它计算、化简出来。只要掌握了整体法的处理方式,再复杂的因式分解也不再困难。本题在结构上有两个部分,能看出来是“平方”减“平方”的形式。我们考虑用平方差公式进行解决,接下来,要找的就是公式中的A、B。9(a+b)2可以化成[3(a+b)]2,4(a-b)2可以化成[2(a-b)]2,那么 3(a+b)、2(a-b)就相当于公式中的A、B。然后,就剩套用公式以及化简、分解彻底的问题了。可能部分同学会出现找错A、B的情况,把9(a+b)、4(a-b)当作A、B,这是对平方差公式的结构特点认识不清造成的。有时我们凭感觉做题,是不够的,还要有依据。
解:9(a+b)2-4(a-b)2
=[3(a+b)]2-[2(a-b)]2
=[3(a+b)+2(a-b)][3(a+b)-2(a-b)]
=(5a+b)(a+5b)。
二、整体法的灵活运用
例4 已知 4m+n=90,2m-3n=10。求(m+2n)2-(3m-n)2的值。
【分析】本题看上去像是代入求值的问题,但一看条件,并不能直接代入。再观察要求的式子的结构特点,把m+2n、3m-n当成整体,看作A、B,符合平方差公式,因此考虑先因式分解。至此,问题得到解决。
解:(m+2n)2-(3m-n)2
=[(m+2n)+(3m-n)][(m+2n)-(3m-n)]
=(4m+n)(3n-2m)
=-(4m+n)(2m-3n)。
当4m+n=90,2m-3n=10时,
原式=-90×10=-900。
例5 已知a、b、c是△ABC的三边,试判断(a2+b2-c2)2-4a2b2的正负性。
【分析】若把a2+b2-c2和2ab看作整体,当成公式中的A、B,则(a2+b2-c2)2-4a2b2可以看作两项,符合平方差公式的结构。由此,可想到利用平方差公式因式分解,然后利用三角形的三边关系,从而解决问题。
解:(a2+b2-c2)2-4a2b2
=(a2+b2-c2)2-(2ab)2
=(a2+b2-c2+2ab)(a2+b2-c2-2ab)
=[(a2+b2+2ab)-c2][(a2+b2-2ab)-c2]
=[(a+b)2-c2][(a-b)2-c2]
=(a+b+c)(a+b-c)(a-b+c)(a-b-c)。
∵a、b、c是△ABC的三边,
∴ a+b+c>0,a+b-c>0,a-b+c>0,a-b-c<0,从而(a+b+c)(a+b-c)(a-b+c)·(a-b-c)<0,即(a2+b2-c2)2-4a2b2<0。
【总结】运用整体法进行因式分解,关键是能够把要分解的多项式与公式对应起来,找准公式中的A、B,再套用公式就可以了。这里,同学们对公式的结构特点要认识透彻,如果对应不准确,到头来就是竹篮打水——一场空。