因式分解表示式 $x^4-1$。
已知
給定表示式為 $x^4-1$。
待做
我們必須因式分解表示式 $x^4-1$。
解法
代數表示式的因式分解
代數表示式的因式分解是指將表示式寫成兩個或多個因式的乘積。因式分解是分配律的反向操作。
當一個代數表示式被寫成質因數的乘積時,該代數表示式就被完全因式分解。
$x^4-1$ 可以寫成:
$x^4-1=(x^2)^2-(1)^2$ [因為 $1^2=1$]
這裡,我們可以觀察到給定的表示式是兩個平方數的差。因此,我們可以使用公式 $a^2-b^2=(a+b)(a-b)$ 對給定的表示式進行因式分解。
因此,
$x^4-1=(x^2)^2-(1)^2$
$x^4-1=(x^2+1)(x^2-1)$
現在,
$x^2-1$ 可以寫成:
$x^2-1=x^2-1^2$
使用公式 $a^2-b^2=(a+b)(a-b)$,我們可以因式分解 $x^2-1^2$。
$x^2-1^2=(x+1)(x-1)$.............(I)
因此,
$x^4-1=(x^2+1)(x+1)(x-1)$ [使用 (I)]
因此,給定表示式可以因式分解為 $(x^2+1)(x+1)(x-1)$。
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