x三次方加1怎么因式分解

14龙魂★东霸时间:2024-07-06

x^3 + 1 可以通过立方和公式进行因式分解,分解结果为 (x + 1)(x^2 - x + 1)。

立方和公式是代数学中的一种公式,它描述了两个相同立方项的和或差可以分解为两个一次项和一个二次项的乘积。立方和公式如下:

\[ a^3 + b^3 = (a + b)(a^2 - ab + b^2) \]

在本题中,a = x,b = 1,因此我们可以将 x^3 + 1 应用立方和公式进行因式分解:

\[ x^3 + 1 = (x + 1)(x^2 - x + 1) \]

这个分解结果表明,x^3 + 1 可以被看作是 (x + 1) 与 (x^2 - x + 1) 的乘积。其中,(x + 1) 是一个一次因式,而 (x^2 - x + 1) 是一个二次因式,它没有更简单的因式分解形式,因为其判别式小于零,表示它没有实数根。

这个因式分解在解决多项式方程、求根、求和等问题时非常有用。例如,如果需要求解方程 x^3 + 1 = 0,我们可以先将其分解为 (x + 1)(x^2 - x + 1) = 0,然后分别解出 x + 1 = 0 和 x^2 - x + 1 = 0,得到 x = -1 作为方程的唯一实数解。

1、x^3 - 1的因式分解

立方差公式是立方和公式的变形,它描述了两个相同立方项的差可以分解为两个一次项和一个二次项的乘积。立方差公式如下:

\[ a^3 - b^3 = (a - b)(a^2 + ab + b^2) \]

对于 x^3 - 1,我们可以将其视为 a^3 - b^3 的形式,其中 a = x,b = 1,因此:

\[ x^3 - 1 = (x - 1)(x^2 + x + 1) \]

这个分解同样表明,x^3 - 1 可以被看作是 (x - 1) 与 (x^2 + x + 1) 的乘积。其中,(x - 1) 是一个一次因式,而 (x^2 + x + 1) 也是一个没有实数根的二次因式。

2、x^3 + 1的几何意义

x^3 + 1 的几何意义可以从三维空间中的立方体体积增长来理解。立方体的体积公式是边长的三次方,即 V = a^3。当边长增加 1 个单位时,新的立方体体积比原立方体体积增加了 a^3 + 1。这个表达式可以看作是原立方体体积的三次方与新立方体体积的差,即新立方体体积减去原立方体体积。

在几何上,x^3 + 1 可以表示为一个边长为 x 的立方体外加一个边长为 1 的立方体的体积之和。通过因式分解,我们可以将这个和分解为两个几何体的体积之和,即一个边长为 (x + 1) 的立方体和一个由三个相同大小的边长为 (x - 1) 的立方体拼接而成的几何体。

综上所述,x^3 + 1 的因式分解为 (x + 1)(x^2 - x + 1),这个结果在数学的多个领域都有重要应用,包括方程求解、几何理解以及代数运算等。

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