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Algebra · real student question

把 a 看作常数,分解 x² + x − (a² − a)。

Question

分解

x2+x−(a2−a)x^2+x-\left(a^2-a\right)

其中把 aa 看作常数。

Step-by-step solution

  1. 小心地去掉外层括号。 前面的负号要分配到括号里的两项上:

    x2+x−(a2−a)=x2+x−a2+ax^2+x-\left(a^2-a\right)=x^2+x-a^2+a

    主要的陷阱就在 −a-a 这一项的变号上——写成 −a-a 而不是 +a+a 就全错了。

  2. 把它当成关于 x 的首一二次式。 xx 的系数是 11,常数项是 a−a2a-a^2。所以我们要找两个式子,它们的和为 11、积为 a−a2=a(1−a)a-a^2=a(1-a)。

  3. 把这一对凑出来。 最自然的两个候选就是 aa 与 1−a1-a:

    a+(1−a)=1 ✓,a(1−a)=a−a2 ✓a+(1-a)=1\ \checkmark,\qquad a(1-a)=a-a^2\ \checkmark

    两个条件对 aa 是恒等式,所以这个分解对参数的每一个取值都成立。

  4. 写出分解式。

    x2+x−(a2−a)=(x+a)(x+(1−a))=(x+a)(x−a+1)x^2+x-\left(a^2-a\right)=(x+a)\bigl(x+(1-a)\bigr)=(x+a)(x-a+1)

  5. 用符号展开验证。

    (x+a)(x−a+1)=x2−ax+x+ax−a2+a=x2+x−a2+a ✓(x+a)(x-a+1)=x^2-ax+x+ax-a^2+a=x^2+x-a^2+a\ \checkmark

    ±ax\pm ax 两项刚好抵消,这正是中间只剩下一个 xx 的原因。

  6. 顺便读出两个根,再做一次检验。 该式在 x=−ax=-a 与 x=a−1x=a-1 处为零。两根之和为 −1=−b/a-1=-b/a ✓,两根之积为 −a(a−1)=a−a2-a(a-1)=a-a^2 ✓,与常数项吻合。数值上,在 [−6,6][-6,6] 里随机取 6060 组 (x,a)(x,a),原式与分解式处处在机器精度内一致 ✓。

Answer

x2+x−(a2−a)=(x+a)(x−a+1)x^2+x-\left(a^2-a\right)=(x+a)(x-a+1)

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