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Algebra · real student question

把 (y − x)²(x + y)² − (x − y)²(x + y) 完全因式分解。

Question

把

(y−x)2(x+y)2−(x−y)2(x+y)(y-x)^{2}(x+y)^{2}-(x-y)^{2}(x+y)

完全因式分解。

Step-by-step solution

  1. 先讓兩個二項式長得一樣。 第一項含 (y−x)2(y-x)^{2},第二項含 (x−y)2(x-y)^{2}。因為 y−x=−(x−y)y-x=-(x-y),而平方會把負號吃掉,

    (y−x)2=(−(x−y))2=(x−y)2.(y-x)^{2}=(-(x-y))^{2}=(x-y)^{2}.

    把第一項改寫成 (x−y)2(x-y)^{2},共同的結構才看得出來;少了這一步,公因式很容易整個被漏掉。

  2. 用統一後的形式重寫式子。 題目成為

    (x−y)2(x+y)2−(x−y)2(x+y).(x-y)^{2}(x+y)^{2}-(x-y)^{2}(x+y).

    現在兩項都明擺著含有 (x−y)2(x-y)^{2} 以及至少一個 (x+y)(x+y)。

  3. 找出最大公因式。 一個因式一個因式地比:(x−y)(x-y) 在兩項裡都是平方,(x+y)(x+y) 在第一項裡是二次方、在第二項裡只有一次方。最大公因式要取各自最低的次方:

    最大公因式=(x−y)2(x+y).\text{最大公因式}=(x-y)^{2}(x+y).

  4. 把它提出來。 每一項除以最大公因式後,第一項剩下 (x+y)(x+y),第二項剩下 11:

    (x−y)2(x+y)2−(x−y)2(x+y)=(x−y)2(x+y)[(x+y)−1].(x-y)^{2}(x+y)^{2}-(x-y)^{2}(x+y)=(x-y)^{2}(x+y)\left[(x+y)-1\right].

    那個 11 是最常被漏掉的部分——第二項在提出公因式後並不會消失,而是變成 11。

  5. 寫出答案並用數值驗證。 完全因式分解的結果是

    (x−y)2(x+y)(x+y−1),(x-y)^{2}(x+y)(x+y-1),

    而這三個因式在有理數範圍內都不能再分解。取 x=2.4x=2.4、y=1.1y=1.1 檢查:原式給出 14.787514.7875,因式分解後的形式也給出 14.787514.7875 ✓;另外再取一組隨機值,兩者同樣吻合到九位數。

Answer

(y−x)2(x+y)2−(x−y)2(x+y)=(x−y)2(x+y)(x+y−1)(y-x)^{2}(x+y)^{2}-(x-y)^{2}(x+y)=(x-y)^{2}(x+y)(x+y-1)

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