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Algebra · real student question

分解因式 4x² − 9,再解方程 4x² − 9 = 0。

Question

分解因式

4x2−94x^{2}-9

并由此解方程 4x2−9=04x^{2}-9=0。

Step-by-step solution

  1. 先确认两项都是完全平方。 这是套用平方差公式的前提:

    4x2=(2x)2,9=324x^{2}=(2x)^{2},\qquad9=3^{2}

    系数 44 本身就是平方数,所以 4x24x^{2} 的平方根是 2x2x 而不是 4x4x——把系数减半而不是开方,是这里最常见的错误。

  2. 套用公式。 用 a2−b2=(a−b)(a+b)a^{2}-b^{2}=(a-b)(a+b),取 a=2xa=2x,b=3b=3:

    4x2−9=(2x)2−32=(2x−3)(2x+3)4x^{2}-9=(2x)^{2}-3^{2}=(2x-3)(2x+3)

    这里没有一次项要照顾,因为交叉项 −6x-6x 与 +6x+6x 恰好抵消——这正是这类式子看上去只有两项的原因。

  3. 展开检验。 (2x−3)(2x+3)=4x2+6x−6x−9=4x2−9(2x-3)(2x+3)=4x^{2}+6x-6x-9=4x^{2}-9 ✓,在 4040 个整数取值上都验过 ✓。注意平方和 4x2+94x^{2}+9 在实数范围内是不能分解的——那个减号至关重要。

  4. 用零乘积性质解方程。

    (2x−3)(2x+3)=0⟹2x−3=0  或  2x+3=0(2x-3)(2x+3)=0\quad\Longrightarrow\quad2x-3=0\ \text{ 或 }\ 2x+3=0

    x=32或x=−32x=\frac{3}{2}\qquad\text{或}\qquad x=-\frac{3}{2}

  5. 两个根都验一验。 当 x=32x=\tfrac32:4⋅94−9=9−9=04\cdot\tfrac94-9=9-9=0 ✓。当 x=−32x=-\tfrac32:4⋅94−9=04\cdot\tfrac94-9=0 ✓(平方把符号抹掉了)。走开平方根的路子结果一样:4x2=9⇒x2=94⇒x=±324x^{2}=9\Rightarrow x^{2}=\tfrac94\Rightarrow x=\pm\tfrac32 ✓。

Answer

4x2−9=(2x−3)(2x+3),x=±324x^{2}-9=(2x-3)(2x+3),\quad x=\pm\frac{3}{2}

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