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Algebra · real student question

把 x²(x − y) + (y − x) 完全分解因式。

Question

分解因式

x2(x−y)+(y−x)x^2(x-y)+(y-x)

要求分解彻底。

Step-by-step solution

  1. 注意两个括号「差一点」就一样。 式子里出现了 (x−y)(x-y) 和 (y−x)(y-x)——它们并不相同,而是互为相反数。这是分组分解时的经典障碍,破解办法是翻一个符号,而不是把括号统统展开。

  2. 把第二个括号翻过来。 由于

    y−x=−(x−y)y-x=-(x-y)

    原式变成

    x2(x−y)−(x−y)x^2(x-y)-(x-y)

    现在两项共有完全相同的因式 (x−y)(x-y)。

  3. 提出公共括号。 把第二项写成 1⋅(x−y)1\cdot(x-y),系数就显式摆出来了:

    x2(x−y)−1(x−y)=(x−y)(x2−1)x^2(x-y)-1(x-y)=(x-y)\left(x^2-1\right)

  4. 认出平方差。 x2−1=x2−12x^2-1=x^2-1^2,于是由 a2−b2=(a−b)(a+b)a^2-b^2=(a-b)(a+b) 得

    x2−1=(x−1)(x+1)x^2-1=(x-1)(x+1)

    如果答案停在 (x−y)(x2−1)(x-y)(x^2-1),分解就还不算彻底。

  5. 写出完全分解式。

    x2(x−y)+(y−x)=(x−y)(x−1)(x+1)x^2(x-y)+(y-x)=(x-y)(x-1)(x+1)

    三个一次因式,所以原式恰好在 x=yx=y、x=1x=1 或 x=−1x=-1 时为零。

  6. 先数值验证,再展开核对。 在 [−4,4][-4,4] 内随机取 6060 组 (x,y)(x,y) 测试,每一点都在机器精度内一致 ✓。抽查 x=3,y=1x=3,y=1:原式为 9(2)+(1−3)=18−2=169(2)+(1-3)=18-2=16,分解式为 (2)(2)(4)=16(2)(2)(4)=16 ✓。

Answer

x2(x−y)+(y−x)=(x−y)(x−1)(x+1)x^2(x-y)+(y-x)=(x-y)(x-1)(x+1)

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