因式分解下列代數式
(i) $25-p^2-q^2-2pq$
(ii) $x^2+9y^2-6xy-25a^2$
(iii) $49-a^2+8ab-16b^2$


已知

給定的表示式為

(i) $25-p^2-q^2-2pq$

(ii) $x^2+9y^2-6xy-25a^2$

(iii) $49-a^2+8ab-16b^2$

要求

我們需要對給定的代數表示式進行因式分解。

解答

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逆運算。

當一個代數表示式被寫成質因數的乘積時,它就被完全因式分解了。

(i) 給定的表示式是 $25-p^2-q^2-2pq$。

$25-p^2-q^2-2pq$ 可以寫成:

$25-p^2-q^2-2pq=25-[p^2+2pq+q^2]$

$25-p^2-q^2-2pq=5^2-[(p)^2+2(p)(q)+(q)^2]$ [因為 $25=5^2$ 且 $2pq=2(p)(q)$]

這裡,我們可以觀察到給定的表示式是 $m^2+2mn+n^2$ 的形式。因此,利用公式 $(m+n)^2=m^2+2mn+n^2$,我們可以對給定的表示式進行因式分解。

這裡:

$m=p$ 且 $n=q$

因此:

$25-p^2-q^2-2pq=5^2-[(p)^2+2(p)(q)+(q)^2]$

$25-p^2-q^2-2pq=5^2-(p+q)^2$

現在:

利用公式 $m^2-n^2=(m+n)(m-n)$,我們可以將 $5^2-(p+q)^2$ 因式分解為:

$25-p^2-q^2-2pq=5^2-(p+q)^2$

$25-p^2-q^2-2pq=(5+p+q)(5-p-q)$

因此,給定的表示式可以因式分解為 $(p+q+5)(5-p-q)$。

(ii) 給定的表示式是 $x^2+9y^2-6xy-25a^2$。

$x^2+9y^2-6xy-25a^2$ 可以寫成:

$x^2+9y^2-6xy-25a^2=[(x)^2-2(x)(3y)+(3y)^2]-(5a)^2$ [因為 $6xy=2(x)(3y)$,$9y^2=(3y)^2$ 且 $25a^2=(5a)^2$]

這裡,我們可以觀察到給定的表示式是 $m^2-2mn+n^2$ 的形式。因此,利用公式 $(m-n)^2=m^2-2mn+n^2$,我們可以對給定的表示式進行因式分解。

這裡:

$m=x$ 且 $n=3y$

因此:

$x^2+9y^2-6xy-25a^2=[(x)^2-2(x)(3y)+(3y)^2]-(5a)^2$

$x^2+9y^2-6xy-25a^2=(x-3y)^2-(5a)^2$

現在:

利用公式 $m^2-n^2=(m+n)(m-n)$,我們可以將 $(x-3y)^2-(5a)^2$ 因式分解為:

$x^2+9y^2-6xy-25a^2=(x-3y)^2-(5a)^2$

$x^2+9y^2-6xy-25a^2=(x-3y+5a)(x-3y-5a)$

因此,給定的表示式可以因式分解為 $(x-3y+5a)(x-3y-5a)$。

(iii) 給定的表示式是 $49-a^2+8ab-16b^2$。

$49-a^2+8ab-16b^2$ 可以寫成:

$49-a^2+8ab-16b^2=7^2-[(a)^2-2(a)(4b)+(4b)^2]$ [因為 $49=(7)^2$,$8ab=2(a)(4b)$ 且 $16b^2=(4b)^2$]

這裡,我們可以觀察到給定的表示式是 $m^2-2mn+n^2$ 的形式。因此,利用公式 $(m-n)^2=m^2-2mn+n^2$,我們可以對給定的表示式進行因式分解。

這裡:

$m=a$ 且 $n=4b$

因此:

$49-a^2+8ab-16b^2=7^2-[(a)^2-2(a)(4b)+(4b)^2]$

$49-a^2+8ab-16b^2=7^2-(a-4b)^2$

現在:

利用公式 $m^2-n^2=(m+n)(m-n)$,我們可以將 $7^2-(a-4b)^2$ 因式分解為:

$49-a^2+8ab-16b^2=7^2-(a-4b)^2$

$49-a^2+8ab-16b^2=(7+a-4b)(7-a+4b)$

因此,給定的表示式可以因式分解為 $(7+a-4b)(7-a+4b)$。

更新於:2023年4月11日

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