練習:用十字交乘分解二次式

共 18 題,分成六組:診斷、練習兩組、補救兩組、遷移。多數題要寫出整係數的一次因式,並請把答案展開回查;練習 2、3、17 的問法不同,請依題目作答。每題有 L1 到 L5 五層提示:L1、L2 只指出方向,L3 點出方法,L4 幾乎完整,L5 是完整解答。看過 L3 以上的提示才做出來的題目,算是練習,還不算獨立完成;之後隔一段時間,不看提示,用原題重做一次。

回課文

一、診斷:先看看你現在的狀態

練習 1

把 x²+7x+12 分解成兩個整係數一次因式的乘積,並把答案展開回查。

對照課文:示範一、十字交乘的步驟與每一步的理由

請先自己做,再看提示。每層提示都比上一層更具體。

L1 提示

先分清楚三個數:首項係數 1、一次項係數 7、常數項 12。目標是 (px+q)(rx+s),先想:首項係數與常數項各能拆成哪些整數相乘?

L2 提示

常數項 12 是正數,q、s 同號;一次項係數 7 是正數,所以 q、s 都是正數。試的時候,交叉相乘再相加必須等於一次項係數 7;只有首末兩項對是不夠的。

L3 提示

首項係數是 1,左欄兩個數都是 1,只要找兩個數 q、s,使 q×s=12、q+s=7。常數項 12 的因數配對(只看大小,正負另外決定)有:1×12、2×6、3×4。

L4 提示

把 12 的三組配對的和算出來:1+12、2+6、3+4,哪一組等於 7?找到之後寫成兩個因式,並展開回查。

L5 提示

①首項係數 1,所以 p=r=1,要 q×s=12、q+s=7;②常數項 12 是正數,q、s 同號;一次項係數 7 是正數,所以 q、s 都是正數;③找到 q=3、s=4(3×4=12,3+4=7);④因式是 (x+3)(x+4);⑤回查:(x+3)(x+4) = x²+7x+12,與原式相同。

常見錯法與補救

練習 2

把 (2x+5)(3x+1) 展開,求展開後 x 項的係數。請寫出你是怎麼得到這個係數的。

對照課文:要找的是什麼:三條關係

請先自己做,再看提示。每層提示都比上一層更具體。

L1 提示

先想一下:展開時 x 的一次項來自哪兩種相乘?

L2 提示

每個因式有 x 項和常數項。一次項是「x 項乘常數項」的結果,一共有兩種搭配,再加起來。

L3 提示

兩種搭配:第一個因式的 x 項乘第二個因式的常數項,加上第一個因式的常數項乘第二個因式的 x 項。

L4 提示

2x×1=2x,5×3x=15x;把兩項加起來就是一次項。請再把三項寫完整,確認首項與常數項。

L5 提示

(2x+5)(3x+1) = 6x²+2x+15x+5 = 6x²+17x+5。x 項的係數是 2+15=17。這就是十字交乘裡「交叉相乘再相加」:2×1+5×3=17。

常見錯法與補救

練習 3

下面四個式子,首項都是 2x²、常數項都是 10。哪一個才等於 2x²+9x+10?請說明你怎麼判斷其他三個為什麼不是。
(甲) (2x+2)(x+5) (乙) (2x+5)(x+2) (丙) (2x+10)(x+1) (丁) (2x+1)(x+10)

對照課文:要找的是什麼:三條關係、常見錯誤與自我查核

請先自己做,再看提示。每層提示都比上一層更具體。

L1 提示

四個選項的首項與常數項看起來都對,那麼要靠哪一項來區分?

L2 提示

只比較首項與常數項,四個選項看不出差別。要比較的是展開後的一次項係數,也就是交叉相乘再相加。

L3 提示

對每個選項,用「交叉和」:左欄兩個 x 的係數,分別乘右欄另一列的常數,再相加,看是否等於 9。

L4 提示

甲:2×5+1×2=12;乙:2×2+1×5=9;丙:2×1+1×10=12;丁:2×10+1×1=21。哪一個等於 9?

L5 提示

乙:(2x+5)(x+2) = 2x²+4x+5x+10 = 2x²+9x+10,答案是乙。其他三個展開分別是:甲 2x²+12x+10、丙 2x²+12x+10、丁 2x²+21x+10,一次項都不是 9。

常見錯法與補救

二、練習(一):首項係數是 1

練習 4

把 x²+8x+15 分解成兩個整係數一次因式的乘積,並把答案展開回查。

對照課文:示範一、十字交乘的步驟與每一步的理由

請先自己做,再看提示。每層提示都比上一層更具體。

L1 提示

先分清楚三個數:首項係數 1、一次項係數 8、常數項 15。目標是 (px+q)(rx+s),先想:首項係數與常數項各能拆成哪些整數相乘?

L2 提示

常數項 15 是正數,q、s 同號;一次項係數 8 是正數,所以 q、s 都是正數。試的時候,交叉相乘再相加必須等於一次項係數 8;只有首末兩項對是不夠的。

L3 提示

首項係數是 1,左欄兩個數都是 1,只要找兩個數 q、s,使 q×s=15、q+s=8。常數項 15 的因數配對(只看大小,正負另外決定)有:1×15、3×5。

L4 提示

把 15 的兩組配對的和算出來:1+15、3+5,哪一組等於 8?找到之後寫成兩個因式,並展開回查。

L5 提示

①首項係數 1,所以 p=r=1,要 q×s=15、q+s=8;②常數項 15 是正數,q、s 同號;一次項係數 8 是正數,所以 q、s 都是正數;③找到 q=3、s=5(3×5=15,3+5=8);④因式是 (x+3)(x+5);⑤回查:(x+3)(x+5) = x²+8x+15,與原式相同。

常見錯法與補救

練習 5

把 x²−7x+10 分解成兩個整係數一次因式的乘積,並把答案展開回查。

對照課文:示範一、十字交乘的步驟與每一步的理由

請先自己做,再看提示。每層提示都比上一層更具體。

L1 提示

先分清楚三個數:首項係數 1、一次項係數 −7、常數項 10。目標是 (px+q)(rx+s),先想:首項係數與常數項各能拆成哪些整數相乘?

L2 提示

常數項 10 是正數,q、s 同號;一次項係數 −7 是負數,所以 q、s 都是負數。試的時候,交叉相乘再相加必須等於一次項係數 −7;只有首末兩項對是不夠的。

L3 提示

首項係數是 1,左欄兩個數都是 1,只要找兩個數 q、s,使 q×s=10、q+s=−7。常數項 10 的因數配對(只看大小,正負另外決定)有:1×10、2×5。

L4 提示

q、s 都是負數。把 10 的兩組配對加上負號,算出它們的和:(−1)+(−10)、(−2)+(−5),哪一組等於 −7?找到之後寫成兩個因式,並展開回查。

L5 提示

①首項係數 1,所以 p=r=1,要 q×s=10、q+s=−7;②常數項 10 是正數,q、s 同號;一次項係數 −7 是負數,所以 q、s 都是負數;③找到 q=−2、s=−5((−2)×(−5)=10,(−2)+(−5)=−7);④因式是 (x−2)(x−5);⑤回查:(x−2)(x−5) = x²−7x+10,與原式相同。

常見錯法與補救

練習 6

把 x²+x−20 分解成兩個整係數一次因式的乘積,並把答案展開回查。

對照課文:示範三、十字交乘的步驟與每一步的理由

請先自己做,再看提示。每層提示都比上一層更具體。

L1 提示

先分清楚三個數:首項係數 1、一次項係數 1、常數項 −20。目標是 (px+q)(rx+s),先想:首項係數與常數項各能拆成哪些整數相乘?

L2 提示

常數項 −20 是負數,q、s 一正一負,兩種放法都要試。試的時候,交叉相乘再相加必須等於一次項係數 1;只有首末兩項對是不夠的。

L3 提示

首項係數是 1,左欄兩個數都是 1,只要找兩個數 q、s,使 q×s=−20、q+s=1。常數項 −20 的因數配對(只看大小,正負另外決定)有:1×20、2×10、4×5。

L4 提示

兩數一正一負,乘積是 −20,和是 1,所以兩數的絕對值只差 1。1×20、2×10、4×5 哪一組的兩個數只差 1?再決定哪一個帶負號,使和是 +1。找到之後寫成兩個因式,並展開回查。

L5 提示

①首項係數 1,所以 p=r=1,要 q×s=−20、q+s=1;②常數項 −20 是負數,q、s 一正一負,兩種放法都要試;③找到 q=5、s=−4(5×(−4)=−20,5+(−4)=1);④因式是 (x+5)(x−4);⑤回查:(x+5)(x−4) = x²+x−20,與原式相同。

常見錯法與補救

三、練習(二):首項係數大於 1

練習 7

把 2x²+11x+5 分解成兩個整係數一次因式的乘積,並把答案展開回查。

對照課文:示範二、十字交乘的步驟與每一步的理由

請先自己做,再看提示。每層提示都比上一層更具體。

L1 提示

先分清楚三個數:首項係數 2、一次項係數 11、常數項 5。目標是 (px+q)(rx+s),先想:首項係數與常數項各能拆成哪些整數相乘?

L2 提示

常數項 5 是正數,q、s 同號;一次項係數 11 是正數,所以 q、s 都是正數。試的時候,交叉相乘再相加必須等於一次項係數 11;只有首末兩項對是不夠的。

L3 提示

首項係數 2 的正因數配對有:1×2,左欄就從這些配對選。常數項 5 的因數配對(只看大小,正負另外決定):1×5。左欄固定後,右欄 q、s 的上下順序要換著試,逐組算 p×s+r×q,找出等於 11 的那一組。

L4 提示

左欄放 2 與 1,右欄放 1 與 5,上下順序有 (1, 5)、(5, 1) 兩種。各算交叉和 p×s+r×q,哪一種是 11?找到之後寫成兩個因式,並展開回查。

L5 提示

①左欄是 2 與 1(2×1=2);②常數項 5 是正數,q、s 同號;一次項係數 11 是正數,所以 q、s 都是正數。右欄是 1 與 5(1×5=5);③交叉和 2×5+1×1=10+1=11,等於 11;④因式是 (2x+1)(x+5);⑤回查:(2x+1)(x+5) = 2x²+11x+5,與原式相同。

常見錯法與補救

練習 8

把 3x²−7x+2 分解成兩個整係數一次因式的乘積,並把答案展開回查。

對照課文:示範二、十字交乘的步驟與每一步的理由

請先自己做,再看提示。每層提示都比上一層更具體。

L1 提示

先分清楚三個數:首項係數 3、一次項係數 −7、常數項 2。目標是 (px+q)(rx+s),先想:首項係數與常數項各能拆成哪些整數相乘?

L2 提示

常數項 2 是正數,q、s 同號;一次項係數 −7 是負數,所以 q、s 都是負數。試的時候,交叉相乘再相加必須等於一次項係數 −7;只有首末兩項對是不夠的。

L3 提示

首項係數 3 的正因數配對有:1×3,左欄就從這些配對選。常數項 2 的因數配對(只看大小,正負另外決定):1×2。左欄固定後,右欄 q、s 的上下順序要換著試,逐組算 p×s+r×q,找出等於 −7 的那一組。

L4 提示

左欄放 3 與 1,右欄放 −1 與 −2,上下順序有 (−1, −2)、(−2, −1) 兩種。各算交叉和 p×s+r×q,哪一種是 −7?找到之後寫成兩個因式,並展開回查。

L5 提示

①左欄是 3 與 1(3×1=3);②常數項 2 是正數,q、s 同號;一次項係數 −7 是負數,所以 q、s 都是負數。右欄是 −1 與 −2((−1)×(−2)=2);③交叉和 3×(−2)+1×(−1)=(−6)+(−1)=−7,等於 −7;④因式是 (3x−1)(x−2);⑤回查:(3x−1)(x−2) = 3x²−7x+2,與原式相同。

常見錯法與補救

練習 9

把 2x²+x−6 分解成兩個整係數一次因式的乘積,並把答案展開回查。

對照課文:示範三、十字交乘的步驟與每一步的理由

請先自己做,再看提示。每層提示都比上一層更具體。

L1 提示

先分清楚三個數:首項係數 2、一次項係數 1、常數項 −6。目標是 (px+q)(rx+s),先想:首項係數與常數項各能拆成哪些整數相乘?

L2 提示

常數項 −6 是負數,q、s 一正一負,兩種放法都要試。試的時候,交叉相乘再相加必須等於一次項係數 1;只有首末兩項對是不夠的。

L3 提示

首項係數 2 的正因數配對有:1×2,左欄就從這些配對選。常數項 −6 的因數配對(只看大小,正負另外決定):1×6、2×3。左欄固定後,右欄 q、s 的上下順序要換著試,逐組算 p×s+r×q,找出等於 1 的那一組。

L4 提示

左欄放 2 與 1。右欄用 2 與 3 當數字(乘積 6),一正一負各放一個,共四種:(−2, 3)、(2, −3)、(−3, 2)、(3, −2)。各算交叉和 p×s+r×q,哪一種是 1?找到之後寫成兩個因式,並展開回查。

L5 提示

①左欄是 2 與 1(2×1=2);②常數項 −6 是負數,q、s 一正一負,兩種放法都要試。右欄是 −3 與 2((−3)×2=−6);③交叉和 2×2+1×(−3)=4+(−3)=1,等於 1;④因式是 (2x−3)(x+2);⑤回查:(2x−3)(x+2) = 2x²+x−6,與原式相同。

常見錯法與補救

四、補救(一):首末都對,中間呢?

練習 10

小明想把 2x²+7x+6 分解,他寫 (2x+1)(x+6),並且說:「首項 2x×x=2x²,末項 1×6=6,都對,所以答案對了。」請指出他漏了什麼,並寫出正確的分解。

對照課文:常見錯誤與自我查核、示範二

請先自己做,再看提示。每層提示都比上一層更具體。

L1 提示

小明的說法只提到兩項。這個二次式有幾項?他核了幾項?

L2 提示

展開他的答案,看看一次項是多少,和題目的一次項比一比。

L3 提示

一次項不符,代表常數項 6 的拆法選錯了。把 6 的所有因數配對(1×6、2×3)列出來,每個都算交叉和。

L4 提示

左欄 (2, 1) 不動,把 6 拆成 2×3,右欄試 (2, 3) 與 (3, 2) 兩種,各算交叉和 p×s+r×q,哪一種是 7?再把因式寫出來並展開回查。

L5 提示

小明寫的 (2x+1)(x+6) 展開是 2x²+13x+6,一次項是 13,不是 7。 小明只核了首項(2x×x=2x²)與末項(1×6=6),沒有核一次項。要得到 7,要試別的配對:6 還可以拆成 2×3,取右欄 (3, 2) 得交叉和 2×2+1×3=7。 正確分解:(2x+3)(x+2)。回查:(2x+3)(x+2) = 2x²+7x+6。

常見錯法與補救

練習 11

小華把 3x²+5x+2 分解成 (3x+1)(x+2)。他檢查:「3x×x=3x²,1×2=2,都對。」請檢查他的答案對不對;如果不對,找出原因並寫出正確的答案。

對照課文:示範二、常見錯誤與自我查核

請先自己做,再看提示。每層提示都比上一層更具體。

L1 提示

先把小華的答案展開,看看一次項是不是 5。

L2 提示

如果一次項不是 5,想想看:數字 1、2 有沒有可能是對的,只是放的位置不對?

L3 提示

右欄的兩個數上下對調,會讓交叉和改變。把兩種放法的交叉和都算出來。

L4 提示

左欄 3 與 1 不動,把右欄的 (1, 2) 上下對調成 (2, 1),算新的交叉和 p×s+r×q,看是不是 5。再寫出兩個因式並展開回查。

L5 提示

小華寫的 (3x+1)(x+2) 展開是 3x²+7x+2,一次項是 7,不是 5。 他用對了數字 1 與 2,但放錯了位置:左欄 3 與 1,右欄 (1, 2) 的交叉和是 3×2+1×1=7;把右欄上下交換成 (2, 1),交叉和是 3×1+1×2=5,才符合。 正確分解:(3x+2)(x+1)。回查:(3x+2)(x+1) = 3x²+5x+2。

常見錯法與補救

練習 12

阿芳想把 4x²+8x+3 分解。她只想到 4=4×1,試了 (4x+3)(x+1),發現不對,就說:「這個二次式分解不了。」請判斷她的說法對不對;如果不對,寫出正確的分解。

對照課文:十字交乘的步驟與每一步的理由、條件、邊界與不處理的事

請先自己做,再看提示。每層提示都比上一層更具體。

L1 提示

阿芳試了幾種首項係數 4 的拆法?4 只能拆成 4×1 嗎?

L2 提示

先把阿芳的答案展開,看一次項是多少。再回頭想:首項係數的因數配對,她有沒有全部試過?

L3 提示

把 4 的正因數配對全部列出來,每一組都要配上常數項 3 的各種放法,逐組算交叉和。

L4 提示

4 還有 2×2 的拆法:左欄放 2 與 2,右欄放 1 與 3,算交叉和 p×s+r×q,看是不是 8。再寫成兩個因式並展開回查。

L5 提示

阿芳試的 (4x+3)(x+1) 展開是 4x²+7x+3,一次項是 7,不是 8;但她漏了 4 還能拆成 2×2。左欄 (2, 2)、右欄 (1, 3):2×3+2×1=8,符合;因式是 (2x+1)(2x+3)。回查:(2x+1)(2x+3) = 4x²+8x+3。所以這個二次式分解得了,她的說法不對。

常見錯法與補救

五、補救(二):符號

練習 13

小美把 x²−2x−24 分解成 (x−4)(x+6)。請展開檢查她的答案,找出錯在哪裡,並寫出正確的分解。

對照課文:示範三、十字交乘的步驟與每一步的理由

請先自己做,再看提示。每層提示都比上一層更具體。

L1 提示

先展開小美的答案,比較一次項。

L2 提示

常數項是負數,所以兩個數一正一負。她選對了 4 和 6,想一想:正負號應該分給誰,才會讓兩數的和是 −2?

L3 提示

兩數的和是 −2,絕對值較大的那個要是負的。4 與 6 之中,絕對值較大的是哪個?

L4 提示

4 與 6 之中要有一個帶負號,試 4+(−6) 與 (−4)+6,哪一個是 −2?再把正負號放好,寫成兩個因式並展開回查。

L5 提示

(x−4)(x+6) 展開是 x²+2x−24,一次項是 2,不是 −2。4 與 6 這兩個數是對的,問題在符號:b=−2 是負的,絕對值大的 6 要配負號,4 配正號,4+(−6)=−2。 正確分解:(x+4)(x−6)。回查:(x+4)(x−6) = x²−2x−24。

常見錯法與補救

練習 14

小傑把 2x²−9x+9 分解成 (2x+3)(x+3)。請展開檢查,找出錯在哪裡,並寫出正確的分解。

對照課文:示範二、條件、邊界與不處理的事

請先自己做,再看提示。每層提示都比上一層更具體。

L1 提示

先展開小傑的答案,看一次項的符號和大小。

L2 提示

常數項 9 是正的,所以兩個常數同號;一次項是負的,所以這兩個常數是正還是負?

L3 提示

兩個常數都是負數,乘積是 9。把 9 的所有負因數配對列出來,左欄 (2, 1),右欄上下順序也要換著試,各算交叉和 p×s+r×q。

L4 提示

左欄 (2, 1),右欄可能是 (−1, −9)、(−9, −1)、(−3, −3),哪一組的交叉和是 −9?找到之後寫成兩個因式並回查。

L5 提示

(2x+3)(x+3) 展開是 2x²+9x+9,一次項是 9,不是 −9。3 與 3 的選擇沒錯,但 b=−9 是負的、c=9 是正的,所以 q、s 都要是負數。正確的右欄是 (−3, −3):2×(−3)+1×(−3)=−9。 正確分解:(2x−3)(x−3)。回查:(2x−3)(x−3) = 2x²−9x+9。

常見錯法與補救

練習 15

小玲把 3x²−x−10 分解成 (3x−5)(x+2)。請展開檢查,找出錯在哪裡,並寫出正確的分解。

對照課文:示範三、十字交乘的步驟與每一步的理由

請先自己做,再看提示。每層提示都比上一層更具體。

L1 提示

先展開小玲的答案,比較一次項的符號。

L2 提示

她的兩個常數 −5 與 2 乘起來是 −10,沒錯,所以問題出在哪裡?試試把兩個符號對調。

L3 提示

把小玲的右欄 (−5, 2) 的正負號對調,左欄 (3, 1) 不動,再算交叉和 p×s+r×q。

L4 提示

對調後右欄是 (5, −2):p=3、r=1、q=5、s=−2,算 p×s+r×q,看是不是 −1。再寫成兩個因式並回查。

L5 提示

(3x−5)(x+2) 展開是 3x²+x−10,一次項是 1,不是 −1。5 與 2 的數字是對的,只是 5、2 的正負放反了:右欄 (5, −2) 的交叉和是 3×(−2)+1×5=−1,符合;而 (−5, 2) 的交叉和是 3×2+1×(−5)=1。 正確分解:(3x+5)(x−2)。回查:(3x+5)(x−2) = 3x²−x−10。

常見錯法與補救

六、遷移:換個情境

練習 16

一塊長方形的地板,面積是 3x²+11x+6(x 為正數,單位:平方公尺),而且它的長與寬都能寫成 x 的一次式(係數為整數)。求長與寬各是多少(用 x 表示),並用 x=2 檢查:此時長、寬、面積各是多少?

對照課文:示範二、十字交乘的步驟與每一步的理由

請先自己做,再看提示。每層提示都比上一層更具體。

L1 提示

長方形面積 = 長 × 寬。這題要把面積的二次式拆成兩個一次式相乘。

L2 提示

用十字交乘:首項係數 3 只能拆成 3×1,常數項 6 有幾種拆法?

L3 提示

6 的正因數配對有 1×6、2×3;因為一次項係數 11 是正的,右欄都是正數,右欄還要換上下順序來試。

L4 提示

左欄 (3, 1),右欄試 (1, 6)、(6, 1)、(2, 3)、(3, 2) 四種,各算交叉和 p×s+r×q,哪一種是 11?找到之後寫出兩個因式,然後把 x=2 代入長、寬與面積。

L5 提示

3x²+11x+6 是 (3x+2)(x+3)。x=2 時:長 3×2+2=8,寬 2+3=5,面積 8×5=40;用面積式代入:3×4+11×2+6=12+22+6=40,兩邊一致。(長與寬哪個寫在前面都可以。)

常見錯法與補救

練習 17

k 是正整數。如果 x²+kx+12 能用十字交乘分解成 (x+q)(x+s),其中 q、s 都是整數,那麼 k 可能是哪些數?請把每一個 k 對應的分解都寫出來。

對照課文:十字交乘的步驟與每一步的理由、示範一

請先自己做,再看提示。每層提示都比上一層更具體。

L1 提示

這題反過來:先拆常數項,再看 k 是什麼。

L2 提示

q×s=12,而且 k 是 q 與 s 的和。k 是正的,q、s 的符號有什麼限制?

L3 提示

12 的正因數配對有幾組?每一組的和是多少?別忘了 q、s 要同為正(因為 k>0)。

L4 提示

12 的正因數配對有 1×12、2×6、3×4 三組。算出每一組的和,就是 k 的可能值,再把每一個對應的分解寫出。

L5 提示

三組:(x+1)(x+12) = x²+13x+12,k=13;(x+2)(x+6) = x²+8x+12,k=8;(x+3)(x+4) = x²+7x+12,k=7。所以 k 可能是 7、8、13。k=7 的分解就是 (x+3)(x+4)。

常見錯法與補救

練習 18

把 3x²+3x−18 分解到不能再分解為止(提示:三項的係數有一個共同的因數)。請寫出每一步,並展開回查。

對照課文:條件、邊界與不處理的事、十字交乘的步驟與每一步的理由

請先自己做,再看提示。每層提示都比上一層更具體。

L1 提示

先看三個係數 3、3、−18 有沒有共同的因數。

L2 提示

先把共同因數提出來,剩下的二次式係數會變小,再做十字交乘。

L3 提示

三個係數都是 3 的倍數,提出 3 之後,剩下的二次式是 x²+x−6,首項係數是 1。

L4 提示

x²+x−6:找兩個數,乘積 −6、和 1。再把提出的 3 放回答案的最前面。

L5 提示

3x²+3x−18 = 3(x²+x−6);x²+x−6 中,3×(−2)=−6,3+(−2)=1,所以 = (x+3)(x−2)。答案:3(x+3)(x−2)。回查:3(x+3)(x−2) = 3(x²+x−6) = 3x²+3x−18。

常見錯法與補救