在初中数学的学习过程中,因式分解是一个非常重要的知识点。它不仅是代数运算的基础,也是解决方程、简化表达式和分析多项式结构的重要工具。掌握因式分解的方法,有助于提高学生的逻辑思维能力和计算能力。
以下是一些适合初中生的因式分解练习题及详细解答,帮助学生巩固所学知识,提升解题技巧。
一、基础题型
1. 将下列多项式进行因式分解:
(1) $ 6x^2 + 9x $
(2) $ 4a^3 - 8a^2 $
(3) $ x^2 - 5x $
(4) $ 12y^3 + 18y^2 $
答案与解析:
(1)$ 6x^2 + 9x = 3x(2x + 3) $
说明:提取公因式 $ 3x $。
(2)$ 4a^3 - 8a^2 = 4a^2(a - 2) $
说明:提取公因式 $ 4a^2 $。
(3)$ x^2 - 5x = x(x - 5) $
说明:提取公因式 $ x $。
(4)$ 12y^3 + 18y^2 = 6y^2(2y + 3) $
说明:提取公因式 $ 6y^2 $。
二、运用公式法的题目
2. 因式分解下列多项式:
(1) $ x^2 - 16 $
(2) $ 9a^2 - 25b^2 $
(3) $ 4m^2 - 49n^2 $
(4) $ 25p^2 - 1 $
答案与解析:
(1)$ x^2 - 16 = (x - 4)(x + 4) $
说明:利用平方差公式 $ a^2 - b^2 = (a - b)(a + b) $。
(2)$ 9a^2 - 25b^2 = (3a - 5b)(3a + 5b) $
说明:同样应用平方差公式。
(3)$ 4m^2 - 49n^2 = (2m - 7n)(2m + 7n) $
说明:同上。
(4)$ 25p^2 - 1 = (5p - 1)(5p + 1) $
说明:平方差公式再次应用。
三、完全平方公式应用
3. 分解因式:
(1) $ x^2 + 6x + 9 $
(2) $ 4a^2 + 12a + 9 $
(3) $ 9y^2 - 12y + 4 $
(4) $ 16m^2 + 40m + 25 $
答案与解析:
(1)$ x^2 + 6x + 9 = (x + 3)^2 $
说明:符合完全平方公式 $ a^2 + 2ab + b^2 = (a + b)^2 $。
(2)$ 4a^2 + 12a + 9 = (2a + 3)^2 $
说明:同样应用完全平方公式。
(3)$ 9y^2 - 12y + 4 = (3y - 2)^2 $
说明:注意中间项为负号,符号要正确。
(4)$ 16m^2 + 40m + 25 = (4m + 5)^2 $
说明:同样符合完全平方形式。
四、分组分解法
4. 分解因式:
(1) $ ab + ac + bd + cd $
(2) $ x^2 + 2x + xy + 2y $
(3) $ 3a^2 + 6a + 2ab + 4b $
(4) $ m^2 + 2mn + n^2 + p^2 + 2pn + p^2 $
答案与解析:
(1)$ ab + ac + bd + cd = a(b + c) + d(b + c) = (a + d)(b + c) $
说明:分组后提取公因式。
(2)$ x^2 + 2x + xy + 2y = x(x + 2) + y(x + 2) = (x + y)(x + 2) $
说明:分组并提取相同因式。
(3)$ 3a^2 + 6a + 2ab + 4b = 3a(a + 2) + 2b(a + 2) = (3a + 2b)(a + 2) $
说明:分组后提取公共因子。
(4)$ m^2 + 2mn + n^2 + p^2 + 2pn + p^2 $
此题中可能存在笔误,若原题为 $ m^2 + 2mn + n^2 + p^2 + 2pn + p^2 $,则应重新检查是否为重复项。若原题是 $ m^2 + 2mn + n^2 + p^2 + 2pn + q^2 $,则可分别分解为 $ (m + n)^2 + (p + q)^2 $,但通常此类题目会更清晰。
五、综合练习题
5. 因式分解:
(1) $ x^3 - 4x $
(2) $ 2x^3 + 6x^2 - 8x $
(3) $ x^4 - 16 $
(4) $ x^3 - 3x^2 + 3x - 1 $
答案与解析:
(1)$ x^3 - 4x = x(x^2 - 4) = x(x - 2)(x + 2) $
说明:先提取公因式,再用平方差公式。
(2)$ 2x^3 + 6x^2 - 8x = 2x(x^2 + 3x - 4) = 2x(x + 4)(x - 1) $
说明:先提取公因式,再对二次三项式进行分解。
(3)$ x^4 - 16 = (x^2)^2 - 4^2 = (x^2 - 4)(x^2 + 4) = (x - 2)(x + 2)(x^2 + 4) $
说明:两次应用平方差公式。
(4)$ x^3 - 3x^2 + 3x - 1 = (x - 1)^3 $
说明:这是一个立方差公式或完全立方展开式的反向过程。
通过以上练习题的训练,学生可以更好地理解和掌握因式分解的基本方法,包括提取公因式、平方差公式、完全平方公式以及分组分解等。建议学生在做题时多思考、多总结,逐步形成自己的解题思路和方法。