专题:因式定理与因式分解1、余数定理与因式定理通常:)(x f =0111a x a x a x a n n n n ++++-- , )(a f 表示这个多项式在a x =时的值。
如果我们用一次多项式c x -作除式去除多项式)(x f ,那么余式是一个数。
设这时商式为多项式)(x g ,余式(余数)为r ,则有:r x g c x x f +-=)()()(即:被除式等于除式乘以商式再加余式 在上式中令c x =,便得到:r r c f =+=0)(因此:我们有:)(x f 除以c x -,所得余数为)(c f 。
这个结论我们称余数定理如果余数为0,那么)(x f 就被c x -整除,也就是c x -是)(x f 的因式。
反过来,如果c x -是)(x f 的因式,那么)(x f 就被c x -整除,余数为0。
因此,我们有: 如果)(c f =0,那么c x -是)(x f 的因式。
反之,如果c x -是)(x f 的因式,那么)(c f =0。
这个结论通常称为因式定理及其逆定理。
需要掌握的基本技能:长除法计算:3(27)(2)x x x +-÷- 解:32232322226202722224676125x x x x x x x x x x x x x x ++-++-----+所以,3227(2)(26)5x x x x x +-=-+++注:若被除式多项式缺少了某些项,可以用0补足。
例1 分解因式:6116)(23+++=x x x x f 因为0)1(=-f ,根据上面的结论 1)1(+=--x x 就是)(x f 的一次因式。
知道这个因式,运用多项式除法就可以将商式求出来,再进一步分解。
当然,我们也可以不用除法,直接去分组分解。
这里的分组是“有目标的”,因为每组都有因式1+x 。
即:6116)(23+++=x x x x f =)66()55()(223+++++x x x x x =)65)(1(2+++x x x =)3)(2)(1(+++x x x例2 分解因式:3552)(23-+-=x x x x f因为)23(f =0,可知23-x 是)(x f 的一次因式。
避免分数运算,把23-x 乘以2得32-x ,32-x 仍然是)(x f 的一次因式。
现在可以用长除法,也可以用分组分解法,使得每组都有因式32-x :3552)(23-+-=x x x x f =)1)(32(2+--x x x这里有人会问,例1、例2中如何就首先发现0)1(=-f ,)23(f =0了呢? 下面讨论这个问题。
2、有理根的求法如果c x -是)(x f 的因式,则0)(=c f ,那么就是说c x =是0)(=x f 的根;反之,在c 是0)(=x f 的根时,c x -就是)(x f 的因式。
问题是如何求出0)(=x f 的根? 我们假定)(x f =0111a x a x a x a n n n n ++++-- 是整系数多项式,又设有理数q p c =是)(x f =0的根,这里qp 是既约分数(即q p ,为互质整数)。
由于0)(=c f ,则有 ++--11)()(n n n n qp a q p a +0)(01=+a q p a 两边同乘n q 得:001111=++++---n n n n n n q a pq a q p a p a 上式p 能整除左边前n 项,q 能整除左边后n 项,又因q p ,互质,因此: p 能整除0a ,即p 是0a 的约数;q 能整除n a ,即q 是n a 的约数。
因此,可得:整系数多项式)(x f =0111a x a x a x a n n n n ++++-- =0的有理根qp x =的分子p 是常数项0a 的约数;q 是首项系数n a 的约数。
找到了0)(=x f 的有理根q p x =,那么就找到了)(x f 的一次因式q p x -. 例3 分解因式 2323-++x x x 解:0a =-2的因数有2,1±±,n a 的正因数有+1,+3(我们可以如此取)。
所以)(x f =0的有理根只可能是32,312,1±±±±. 经检验可得:0)32(==f 所以32-x 是)(x f 的因式,从而23-x 也是)(x f 的因式,可得: 2323-++x x x =)23()23()23(222-+-+-x x x x x =)1)(23(2++-x x x3、字母系数上述多项式都是常数系数。
若遇字母系数多项式呢?例4 分解因式abc x ca bc ab x c b a x -+++++-)()(23 解:常数项abc -的因数为.,,,,,,abc ca bc ab c b a ±±±±±±±把a x =代入,可得abc x ca bc ab x c b a x -+++++-)()(23=0所以a x -是原式的因式,同理c x b x --,也是原式的因式,所以:abc x ca bc ab x c b a x -+++++-)()(23=))()((c x b x a x ---小结:因式定理只是提供了一个寻找多项式的一次因式的方法。
达到了降次的目的。
如果一个整系数多项式没有有理根,那么它也就没有整系数的一次因式,这时我们可以用待定系数法来考察它有无其他因式。
4、二次因式(待定系数法)例5 分解因式:32234+-++x x x x解:原式的有理根只可能是3,1±±,但这4个数都不能使原式的值为0,所以原式没有有理根,因而没有有理系数一次因式。
我们设想:原式可以分为两个整系数的二次因式的乘积,于是设: 32234+-++x x x x =))((22d cx x b ax x ++++ (其中d c b a ,,,是整数)比较两边x x x ,,23的系数及常数项,得:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=+=++=+3121bd ad bc ac d b c a (一般来说,这样的方程不容易解!但别忘了d c b a ,,,是整数!)从3=bd 入手,可得⎩⎨⎧-=-=⎩⎨⎧==3131d b d b 或,或⎩⎨⎧-=-=⎩⎨⎧==1313d b d b 或; 将3,1==d b 代入可解得:2,1=-=c a因此:32234+-++x x x x =)32)(1(22+++-x x x x根据因式分解的唯一性,其他几组不必再试了。
思考:136--x x 能否分解为两个整系数的三次因式的积?(可用待定系数法)下面看两个综合题例6 若3235x hx x k +-+恰好能被3x +整除,被1x +除余数为4,求,h k ,并将多项式3235x hx x k +-+进行因式分解。
解:记32()35f x x hx x k =+-+,则 (3)0(1)4f f -=⎧⎨-=⎩代入得9662h k h k +=⎧⎨+=⎩解得8,6h k ==-所以32()3856f x x x x =+--由于()f x 必有因式3x +,设其商式为2ax bx c ++则 23232()(3)()(3)(3)33856f x x ax bx c ax b a x c b x c x x x =+++=+++++=+--比较系数可以得到3383536a b a c b c =⎧⎪+=⎪⎨+=-⎪⎪=-⎩解得312a b c =⎧⎪=-⎨⎪=-⎩即2()(3)(32)(3)(1)(32)f x x x x x x x =+--=+-+例7 设c b a ,,是三个不同的实数,)(x P 是实系数多项式。
已知(1))(x P 除以(a x -)得余数a ;(2))(x P 除以(b x -)得余数b ;(3))(x P 除以(c x -)得余数c ;求多项式)(x P 除以))()((c x b x a x ---所得的余式。
(意大利数奥题)解:根据余数定理,)(x P 被(a x -)除,余数为)(a P ,所以)(a P =a . 从而x x P -)(,在a x =时,值为0。
同理,在b x =、c 时,值也为0。
所以x x P c x b x a x ----)())()((,即)(x P 除以))()((c x b x a x ---,余式为x .5、因式定理在轮换式分解中的运用对称式 如果把多项式中任何两个字母互换,所得的式子与原多项式恒等,这样的多项式叫做关于这些字母的对称式。
如z y x ++,222z y x ++,zx yz xy ++,333z y x ++,y z x z x y z y z x y x 222222+++++,xyz ,┅┅轮换式 一个含有多个字母的多项式中,如果将所有字母顺次轮换后,所得到的多项式恒等,则称原多项式是关于这些字母的轮换式。
如:z y x ++,222z y x ++,zx yz xy ++,333z y x ++,x z z y y x 222++,222zx yz xy ++,xyz ,┅┅显然,关于z y x ,,的对称式一定是轮换式。
但是,关于z y x ,,的轮换式不一定是对称式。
如:x z z y y x 222++。
对于次数低于3的轮换式都是对称式。
两个轮换式(或对称式)的和、差、积、商(假定整除)仍然是轮换式(或对称式)。
关于x ,y 的齐次对称式的一般形式是:一次对称式:()y x l +; 二次对称式:()mxy y x l ++22; 三次对称式:()().33y x mxy y x l +++; 关于x ,y ,z 的齐次轮换式的一般形式是: 一次齐次轮换标准式:()z y x l ++; 二次齐次轮换标准式:()()zx yz xy m z y x l +++++222; 三次齐次轮换标准式:()()()()[]nxyz y x z x z y z y x m z y xl +++++++++222333;……(其中,l ,m ,n 均为常数).例8 分解因式:()()()y x z x z y z y x -+-+-333.解:()()()y x z x z y z y x -+-+-333是关于z y x ,,的轮换式如果把它看成x 为主元的多项式,当y x =时,原式()()()0333=-+-+-=y y z y z y z y y .则原式有因式y x -。
同样原式还有因式z y -,x z -.所以()()()x z z y y x ---是原式的因式。