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中二因式分解練習

中二 · 20 條練習題,答完即時批改並附解題步驟。

因式分解是中學代數裡回報最高的一課。它本身很少單獨成為一條大題,卻是解二次方程、化簡代數分式、求函數零點的共同第一步。中三解 $x^2-5x+6=0$ 時,第一個念頭應該是「可不可以分解」;如果那一刻還要慢慢試,整條題目的時間就用光了。換句話說,因式分解練到甚麼程度,直接決定了往後兩年做題的速度。

分解的次序:先公因式,後公式,再十字相乘

拿到一個式子,次序應該是固定的:

第一步永遠是找公因式。$2x^2+6x$ 應該先寫成 $2x(x+3)$。跳過這一步直接試十字相乘,會把簡單題目做得很複雜。

第二步是看能否套公式。兩項的看平方差 $a^2-b^2=(a+b)(a-b)$;三項的看完全平方 $a^2\pm2ab+b^2=(a\pm b)^2$。認得出公式,一秒就完成。

第三步才是十字相乘。$x^2+bx+c$ 找兩個數,相乘得 $c$、相加得 $b$。首項係數不是 1 時(例如 $2x^2+7x+3$)要試組合,做法是把首項與常數項各自拆開,交叉相乘後相加,看能否得出中間項。

第四步是檢查能否再分解。$x^4-16$ 用平方差得 $(x^2+4)(x^2-4)$,但 $x^2-4$ 仍可以再分解成 $(x+2)(x-2)$。題目說「因式分解」,意思就是分解到不能再分為止。

分組分解

四項的式子通常用分組:$ax+ay+bx+by$ 前兩項一組、後兩項一組,得 $a(x+y)+b(x+y)$,再提出共同的 $(x+y)$,最後是 $(a+b)(x+y)$。分組的關鍵是選對怎樣分,如果第一種分法行不通,換另一種組合再試。

較深的題目會混合幾種方法,例如 $x^2-6x+9-y^2$:前三項先合成 $(x-3)^2$,整式變成 $(x-3)^2-y^2$,再用平方差得 $(x-3+y)(x-3-y)$。這類題目考的正是「先看出結構」的眼光。

因式分解也是計算工具

$98^2-2^2$ 不用硬計,用平方差寫成 $(98+2)(98-2)=100\times96=9600$,幾秒就有答案。考試時遇到這種數字,通常就是提示你用因式分解。

下面 20 題由提公因式開始,覆蓋平方差、完全平方、十字相乘、分組與徹底分解。每題答完即時批改,並附完整解題步驟。

開始練習

  1. 1 基礎
    因式分解 $3x+6$
  2. 2 基礎
    因式分解 $x^2+5x$
  3. 3 普通
    因式分解 $x^2-16$
  4. 4 普通
    因式分解 $x^2-9$ 得 $(x+a)(x-a)$,求 $a$(正數)。

  5. 5 普通
    因式分解 $x^2+7x+12$
  6. 6 普通
    因式分解 $x^2-x-6$
  7. 7 普通
    因式分解 $x^2+9x+20$ 得 $(x+4)(x+k)$,求 $k$。

  8. 8 普通
    $x^2+4$ 可以在實數範圍內分解為兩個一次因式。
  9. 9 進階
    因式分解 $x^2-10x+25$ 得 $(x-k)^2$,求 $k$。

  10. 10 進階
    因式分解 $2x^2+7x+3$
  11. 11 進階
    因式分解 $3x^2-5x-2$
  12. 12 進階
    因式分解 $4x^2-25$ 得 $(2x+a)(2x-a)$,求 $a$(正數)。

  13. 13 進階
    因式分解 $x^2-2x-15$ 得 $(x+3)(x+k)$,求 $k$。

  14. 14 進階
    因式分解 $ax+ay+bx+by$
  15. 15 挑戰
    因式分解 $x^3-x$ 得 $x(x+1)(x-k)$,求 $k$。

  16. 16 挑戰
    利用因式分解計算 $5^2\times2-5\times2^2$ 的值。

  17. 17 挑戰
    因式分解 $x^2-6x+9-y^2$
  18. 18 挑戰
    若 $x^2+kx+36$ 是完全平方式且 $k>0$,求 $k$。

  19. 19 尖子
    因式分解 $x^4-16$ 得 $(x^2+4)(x+2)(x-k)$,求 $k$。

  20. 20 尖子
    利用因式分解計算 $98^2-2^2$ 的值。

報告會列出答錯的題目與相關概念,只有你自己看得到。

常見錯誤

錯誤一:漏了提公因式

$2x^2+8x+6$ 若直接十字相乘會很難試。先提出 2 得 $2(x^2+4x+3)$,再分解成 $2(x+1)(x+3)$,快很多。看到每項都有共同因數,先提出來。

錯誤二:以為 $x^2+4$ 可以分解

平方差公式需要「減號」:只有 $a^2-b^2$ 才可以分解成 $(a+b)(a-b)$。$x^2+4$ 是兩個平方之和,在實數範圍內不能分解。同理 $x^2+9$、$4x^2+25$ 都不能。

錯誤三:分解一次就停手

$x^4-16$ 分解成 $(x^2+4)(x^2-4)$ 之後還未完,$x^2-4$ 可以再分解。同樣,提完公因式之後也要檢查括號內的式子能否繼續分解。每分解一步,都回頭看一次能否再分。

同一類題目一直錯?

重複錯同一步,通常不是不夠操練,而是前面某個概念未通。試堂時我們會先找出那一步。

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