顺应数学思维 打造生本课堂
——以因式分解为例
◎ 胡可碧
数学是一门抽象、逻辑性较强的学科,数学教学要真正尊重学生的认知起点和思维本质,要充分落实以生为本的理念。只有以学生的生活经验为基础,不断完善,修正学生认知中的不足之处,才能让学生的数学学习真正发生,进而打造生本课堂。数学思维过程的实质是理解、转换、实施、反思。下面我以因式分解为例,谈谈培养学生数学思维的技巧和方法。
一、正确理解定义,清楚内涵与外延
把一个多项式化成几个整式的乘积的形式,像这样的式子变形叫做多项式的因式分解,也叫做把这个多项式分解因式。
从定义中因式分解具备两个条件:整式、最简整式的乘积
例1:判断下列几个多项式从左到右是因式分解
①x2+
+1=
(
x
+1+x)
②3x2+6x+7=3x(x+2)+7
③(x+3)(x+1)=x2+4x+3
④4x2+4xy+y2 =(2x+y )2
分析:从上面可知第①②③均不对,第①不满足整式,第②不满足最简整式的乘积,第③考察因式分解与整式乘法是互逆运算。第④是正确的。
二、熟练掌握因式分解基本方法
因式分解的基本方法主要有四种:提取公因式法;公式法;分组结合法;十字相乘法等方法。
(一)提取公因式法
提取公因式法是首先考虑的方法
例2:因式分解
①4x+8y+6z
②3a2bc3+2la3b2c2+18a2bc
③-x2+ x -1
④-5m3n +10m3n2 -15m2n2
解:①原式=2(2x+4y+3z)
②原式=3a2bc( ac2+7a2bc +6)
③原式=-(x2-x+1)
④原式=- 5m2n ( m -2mn+3n)
小结:从上面发现,提公因式的步骤:第一步:考察各项系数,取各项系数的最大公约数作为公因式的系数,简称“一大”;第ニ步:对于字母,一是取各项相同字母,二是各项相同字母指数取其最低的,简称“一小”;第三步:考察多项式首项是否有负号,若有负号,就提取负号,简称“一负”。有些公因式是一个整体,可以整体提出。于是,得到提取公因式的口决“一大,一小,一负”。
(二)公式法
公式法包含平方差公式与完全平方公式。
(1)平方差公式
a2-- b2=( a + b)(a -- b )
公式中的特点:相同项a的平方减去相反项b的平方,等于相同项 a 加上相反项 b 的和,乘以相同项 a 减去相反项 b 的积。
例3:因式分解
①4a2-9b2
②-x2+ y2
③-(-
m)2+(-
n)2
④(2x-y)2-(3x+y)2
解:①原式=(2a)2--(3b)2=(2a+3b)(2a--3b)
②原式=--(x2-- y2)=--(x+y)(x--y)
③原式=(-
n)2-(-
m)2
=(
n)2- (
m)2
=(
n +
m)(
n -
m)
④原式=(2x- y +3x+y)(2x- y -3x-y)
=5x(-x-2y)
=-5x(x+2y)
小结:一是先看是否有公因式,在考虑公式;二是平方差公式中的 a , b 可以是单项式,也可以是多项式,当a,b是多项式时,把它看作一个整体进行计算采(整体思想)。三是不能直接运用平方差公式分解的,考虑能否通过变形创造符合平方差公式的模型。四是分解因式要分解彻底,注意二次分解。
(2)完全平方公式
两个数的平方和加上(或减去)这两个数的积的2倍,等于这两个数的和(或差)的平方。
a2±2ab+ b2 =( a ± b )2
这个公式项多,符号不易牢记,编口决为:首平方,尾平方,首尾二倍放中央,中央符号看前方,读起口诀朗朗上口,记起轻松自如。
例4:因式分解
①4m2+12mn+9n2
②6a2-12a+6
③-9x2+6xy- y2
④4(x+ y )2-12(x+ y)( x-y)+9( x-y)2
解:①原式=(2m)2+2×2m×3n+(3n)2
=(2m+3n)2
②原式=6( a2 -2a+12)
=6( a - 1)2
③原式=-(9x2-6xy+y2)
=-[(3x)2-2×3x×y+y2]
=-(3x-y)2
④原式=[2( x+y)]2-2×[2( x +y)]×[3(x-y)]+[3( x-y)]2
=[2(x+y)-3( x-y)]2
=(2x+2y-3x+3y)2
=(-x+5y)2
=(x-5y)2
小结:第一判断一个多项式是不是完全平方公式,观察多项式的项,若三项看是否满足口决;第二公式中的a,b既可以是单项式,也可以是多项式,要有整体意识,如④,采用整体思想。第三有公因式应先提取公因式,再利用公式进行分解,直到不能再分解为止。
(三)分组结合法
分组结合法常常有两种形式:二二分法、三一分法。
例5:因式分解
①ab+ bc -- ma -- mc
②1-a2-2ab-b2
解:①原式=( ab + bc )-( ma + mc )
= b ( a + c )- m ( a + c )
=(b-m ) (a + c )
②原式=1-( a2 +2ab+b2)
=12-( a + b )2
=(1+ a + b )(1- a - b )
小结:第一先考虑提取公因式,第二再考虑公式法,第三考虑分组结合法。在分组中,也会涉及提取公因式和公式法,直到不能再分解为止。
(四)十字相乘法
x2+ px + q =( x + a)( x + b ) ( p = a + b, q = ab )
利用上式可以将某些二次项系数是1的二次三项式分解因式。十字相乘的形式形象地表示:先分解二次项系数,分别写在十字交叉的左上角和左下角;再分解常数项,分别写在十字交叉线的右上角和右下角;然后交叉相乘,求代数和,使其等于一次项系数。
(1)当 q 为正数时 ,q 应分解为符号相同的两因数的积。当 p 为正数, q 应分解为两个正数;当 p 为负数, q应分解为两个负数。
例6:因式分解
①x2+4x+3
②x2-7x+10
解:①原式=(x+3)(x+1)
②原式=(x-2)(x-5)
(2)当 q 为负数时, q 应分解符号相反的两因数的积。当 p 为正数时,则 q 中分解的绝对值较大因数为正数;当 p 为负数时,则 q 中分解的绝对值较大因数为负数。
例7:分解下列因式
①x2+6x-7
②y2-10y-11
解:①原式=(x+7)(x- 1)
②原式=(y+1)( y -11)
小结:首先,将二次三项式按降幂排列,其次,将首项分解写成一列,再将第三项分解写成一列,然后,将两列对角线的两式相乘并加起来,如果它们的和等于中间项,则因式分解成功,最后按行写出两因式的积。
例8:分解下式因式
①x
y2 -x2
②(x2+y2)2-4x2y2
③(a2+3a)2-2( a2 +3a)-8
④a2-9b2-2a+1
⑤(a2+b2-c2)2-4a2b2
分析:因式分解的基本方法多而杂,当然也有其解题的基本规律,首先考虑提取公因式;其次,套用公式,然后才考虑分组结合法与十字相乘法,最后,检查因式分解是否彻底,直到不能再分解为止。总结为;一“提”二“套”三“查”。
解:①原式=x2( x2y2 -1)=x2( xy +1)( xy - 1 )
②原式=(x2+y2+2xy)(x2+ y2 -2xy)
=(x+ y )2( x -y )2
③原式=( a2 +3a-4)(a2+3a+2)
=( a - 1)(a +4)( a +1)(a +2)
④原式=( a2 -2a+1)-9b2
=( a -1)2 -(3b)2
=( a +3b-1)(a -3b-1)
⑤原式=( 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)
三、注重总结与灵活运用
在因式分解过程中,掌握其基本方法,还应领悟其中的数学思想一一整体思想,只要大家做到不焦不躁,细心品味其中数学基本方法和基本技能,数学知识掌握起来会得心应手,巧记其中的数学口决,培养了学习数学的兴趣,日积月累定能收获颇多,学习效果显著。
(作者单位:四川省广安市广安区悦来初级中学校)
