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Algebra · real student question

把 x^2/9 減去 (2x/3 - m)/4 的平方這個式子因式分解。

Question

因式分解

x29−(23x−m4)2\frac{x^2}{9}-\left(\frac{\frac23x-m}{4}\right)^2

Step-by-step solution

  1. 認出兩項都是完全平方。 第一項因為 9=329=3^2,所以 x29=(x3)2\dfrac{x^2}{9}=\left(\dfrac{x}{3}\right)^2;第二項本來就寫成平方了。於是取

    a=x3,b=23x−m4a=\frac{x}{3},\qquad b=\frac{\frac23x-m}{4}

    原式恰好就是 a2−b2a^2-b^2。先展開當然也做得下去,但那樣會平白造出分母為 99 和 1616 的一堆分數。

  2. 套公式之前先化簡 bb。 把分子拆開,

    b=23x4−m4=x6−m4b=\frac{\frac23x}{4}-\frac{m}{4}=\frac{x}{6}-\frac{m}{4}

    23x\tfrac23x 除以 44 得 x6\tfrac{x}{6},不是 x12\tfrac{x}{12} —— 這是很常見的計算失誤。

  3. 套用 a2−b2=(a−b)(a+b)a^2-b^2=(a-b)(a+b),再把兩個因式各自化簡。

    a−b=x3−x6+m4=x6+m4=2x+3m12a-b=\frac{x}{3}-\frac{x}{6}+\frac{m}{4}=\frac{x}{6}+\frac{m}{4}=\frac{2x+3m}{12}

    a+b=x3+x6−m4=x2−m4=2x−m4a+b=\frac{x}{3}+\frac{x}{6}-\frac{m}{4}=\frac{x}{2}-\frac{m}{4}=\frac{2x-m}{4}

  4. 把兩個因式相乘。

    2x+3m12⋅2x−m4=(2x+3m)(2x−m)48\frac{2x+3m}{12}\cdot\frac{2x-m}{4}=\frac{(2x+3m)(2x-m)}{48}

  5. 數值檢驗。 取 x=3x=3、m=1m=1:原式為 99−(2−14)2=1−116=0.9375\tfrac99-\left(\tfrac{2-1}{4}\right)^2=1-\tfrac1{16}=0.9375;分解後的式子給出 (6+3)(6−1)48=4548=0.9375\tfrac{(6+3)(6-1)}{48}=\tfrac{45}{48}=0.9375 ✓。取 x=−2x=-2、m=5m=5:原式 =49−(−4/3−54)2=0.4444−2.5069=−2.0625=\tfrac49-\left(\tfrac{-4/3-5}{4}\right)^2=0.4444-2.5069=-2.0625;分解式 =(−4+15)(−4−5)48=−9948=−2.0625=\tfrac{(-4+15)(-4-5)}{48}=\tfrac{-99}{48}=-2.0625 ✓。

Answer

(2x+3m)(2x−m)48\frac{(2x+3m)(2x-m)}{48}

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