Mặt khác toán học còn có nhiệm vụ hình thành cho HS những kỹ năng: - Kỹ năng vận dụng tri thức trong nội bộ môn toán để giải các bài tập toán - Kỹ năng vận dụng tri thức toán học để học
Trang 1ĐỔI MỚI PHƯƠNG PHÁP HƯỚNG DẪN HỌC SINH CÁCH PHÂN TÍCH ĐA THỨC THÀNH NHÂN TỬ BẰNG VIỆC PHÂN LOẠI PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐA THƯC THÀNH NHÂN TỬ
PHẦN I MỞ ĐẦU
I Lí do chọn đề tài
Toán học là công cụ giúp học tốt các môn học khác, chính vì vậy nó đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong nhà trường Bên cạnh đó nó còn có tiềm năng phát triển các năng lực tư duy và phẩm chất trí tuệ,giúp học sinh hoạt động
có hiệu quả trong mọi lĩnh vực của đời sống sản xuất
Toán học mang sẵn trong đó chẳng những phương pháp quy nạp thực nghiệm, mà cả phương pháp suy diễn lôgic Nó tạo cho người học có cơ hội rèn luyện khả năng suy đoán và tưởng tượng Toán học còn có tiềm năng phát triển phẩm chất đạo đức, góp phần hình thành thế giới quan khoa học cho học sinh Toán học ra đời từ thực tiễn và lại quay trở về phục vụ thực tiễn Toán học còn hình thành và hoàn thiện những nét nhân cách như say mê và có hoài bão trong học tập, mong muốn được đóng góp một phần nhỏ của mình cho sự nghiệp chung của đất nước, ý chí vượt khó, bảo vệ chân lý, cảm nhận được cái đẹp, trung thực, tự tin, khiêm tốn,… Biết tự đánh giá mình, tự rèn luyện để đạt tới một nhân cách hoàn thiện toàn diện hơn Mặt khác toán học còn có nhiệm vụ hình thành cho HS những kỹ năng:
- Kỹ năng vận dụng tri thức trong nội bộ môn toán để giải các bài tập toán
- Kỹ năng vận dụng tri thức toán học để học tập các môn học khác
- Kỹ năng vận dụng tri thức toán học vào đơì sống, kỹ năng đo đạc, tính toán,sử dụng biểu đồ, sử dụng máy tính…
Trang 2Tuy nhiên cả ba kỹ năng trên đều có quan hệ mật thiết với nhau Kỹ năng thứ nhất là cơ sở để rèn luyện hai kỹ năng kia Chính vì vậy kỹ năng vận dụng kiến thức để giải bài tập toán là vô cùng quan trọng đối với học sinh Trong đó việc trình bày lời giải một bài toán chính là thước đo cho kỹ năng trên để có một lời giải tốt thì học sinh cần có kiến thức, các kỹ năng cơ bản và ngược lại có kiến thức, có các kỹ năng cơ bản thì học sinh sẽ trình bày tốt lời giải một bài toán
Là giáo viên dạy toán, đã có 20 năm gắn bó với nghề trong quá trình giảng dạy tôi luôn học hỏi đồng nghiệp và tìm tòi những phương pháp thích hợp để giúp các em học sinh yêu thích và học tốt môn toán hơn, vững bước vào các kỳ thi, kiểm tra và có kĩ năng vận dụng vào cuộc sống
Vì vậy, tôi chọn đề tài “ ”
II Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu mong muôn sẽ giúp học sinh khắc phục được những yếu điểm
đã nêu về toán học từ đó đạt được kết quả cao khi giải bài toán nói riêng và đạt kết quả cao trong quá trình học tập nói chung
Ý nghĩa rất quan trọng mà đề tài đặt ra là: Tìm được một phương pháp tối
ưu nhất để trong quỹ thời gian cho phép hoàn thành được một hệ thống chương trình quy định và nâng cao thêm về mặt kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo trong việc giải các bài toán Từ đó phát huy, khơi dậy, sử dụng hiệu quả kiến thức vốn có của học sinh, gây hứng thú học tập cho các em
Trong việc giảng dạy bộ môn toán giáo viên cần phải rèn luyện cho học sinh tính tư duy, tính độc lập, tính sáng tạo và linh hoạt, tự mình tìm tòi ra kiến thức mới, ra phương pháp làm toán ở dạng cơ bản như các phương pháp thông thường mà còn phải dùng một số phương pháp khó hơnđó là phải có thủ thuật riêng đặc trưng, từ đó giúp các em có hứng thú học tập, ham mê học toán và phát huy năng lực sáng tạo khi gặp các dạng toán khó
Người thầy giáo trong khi giảng dạy cần rèn luyện cho học sinh của mình với khả năng sáng tạo, ham thích học bộ môn toán và giải được các dạng bài tập mà cần phải thông qua phân tích đa thức thành nhân tử, nâng cao chất lượng học tập, đạt kết quả tốt trong các kỳ thi vì thế tôi chọn đề tài sáng kiến kinh nghiệm "Một số phương pháp phân tích đa thức thành nhân tử" nhằm giúp giúp học sinh của mình nắm vững các phương pháp phân tích đa thức thành
Trang 3phân tử, giúp học sinh phát hiện phương pháp giải phù hợp với từng bài cụ thể
ở các dạng khác nhau
III Nhiệm vụ nghiên cứu.
Sáng kiến kinh nghiệm có nhiệm vụ giải đáp các câu hỏi khoa học sau đây:
- Kỹ năng là gì? Cơ chế hình thành kỹ năng là như thế nào?
- Những tình huống điển hình nào thường gặp trong quá trình giải quyết
những vấn đề liên quan
- Trong quá trình giải quyết các vấn đề liên quan, học sinh thường gặp những
khó khăn và sai lầm nào?
- Những biện pháp sư phạm nào được sử dụng để rèn luyện cho học sinh kỹ
năng giải quyết các vấn đề liên quan?
- Kết quả của thực nghiệm sư phạm là như thế nào?
IV Đối tượng nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu:
- Các dạng toán về và phương pháp giảng dạy toán để giúp nâng cao hứng thú
và kết quả học tập của học sinh
- Học sinh lớp trường THCS XXX
V Phương pháp nghiên cứu:
Trong quá trình nghiên cứu, sáng kiến kinh nghiệm sử dụng những phương pháp sau: Nghiên cứu lý luận, điều tra quan sát thực tiễn, thực nghiệm sư phạm Trên cơ sở phân tích kỹ nội dung chương trình của Bộ giáo dục và Đào tạo, phân tích kỹ đối tượng học sinh (đặc thù, trình độ tiếp thu…) Bước đầu mạnh dạn thay đổi ở từng tiết học, sau mỗi nội dung đều có kinh nghiệm về kết quả thu được (nhận thức của học sinh, hứng thú nghe giảng, kết quả kiểm tra,…) và
đi đến kết luận
Lựa chọn các ví dụ các bài tập cụ thể phân tích tỉ mỉ những sai lầm của học sinh vận dụng hoạt động năng lực tư duy và kỹ năng vận dụng kiến thức của học sinh để từ đó đưa ra lời giải đúng của bài toán
PHẦN II NỘI DUNG 1.Cơ sở lí luận :
Trong luật giáo dục đã ghi rõ giáo dục phổ thông là phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo của học sinh phù hợp với từng lớp học, môn
Trang 4học, tác động đến tình cảm đem lại niềm vui, hứng thú trong khi học môn toán học
- Phương pháp tích cực là phương pháp GD – dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo của người học thông qua quan sát ĐDDH(tranh ảnh,
mô hình )
-Trong giáo dục học đại cương,bài tập được xếp trong hệ thống phương pháp giảng dạy,phương pháp này được coi là một trong các PP quan trọng nhất
để nâng cao chất lượng giảng dạy của bộ môn
Mặt khácviệc phụ đạo cho HS yếu kém bộ môn là một trong những vấn
đề rất quan trọng, cấp bách,cần thiết và không thể thiếu trong các môn học ở các cấp học nói chung và cấp THCS nói riêng.Nhất là trong cuộc vận dộng " hai không" hiện nay, đò hỏi GV thực chất và HS thực chất Song song với vấn đề trên HS phải nhanh chóng tiếp cận với phương pháp dạy học mới đang được tiến hành" học sinh tích cực,chủ động, nghiên cứu tìm tòi,sáng tạo để lĩnh hội và vận dụng kiến thức vào cuộc sống"
2 Thực trạng của vấn đề nghiên cứu:
a Điều tra và khảo sát:
* Khảo sát chất lượng bộ môn đầu năm:
Kết quả như sau:
Khối
lớp
Tổng số
HS
Điểm 9, 10 Điểm 7, 8 Điểm 5, 6 Điểm
3-4
Điểm 0 -2
*,Thực trạng của vấn đề nghiên cứu
- Khi triển khai chương trình thay sách và sử dụng phương pháp mới(dạy, học theo hướng tích cực) thì học sinh thông qua việc đọc thông tin SGK ,học sinh sẽ rèn luyện tính làm việc độc lập, tự nghiên cứu có hiệu quả tuy nhiên HS
có thẻ do chưa thực sự nghiên cứu còn chểnh mảng nên chưa lĩnh hội đầy đủ kiến thức dẫn đến còn "hổng kiến thức" dẫn đến chán nản, bỏ học
- Bên cạnh đó cũng có nhiều em đã thực sự vươn lên và luôn thể hiện sự
tự tin trong học tập để phấn đấu đạt điểm cao trong học tập môn hoá song vẫn cần phải bổ xung thêm kiến thức mới
3 Giải pháp thực hiện
a, Về phía giáo viên:
Giáo viên phải trang bị cho học sinh của mình các đơn vị kiến thức cơ bản như các quy tắc, thành thạo phép nhân đơn thức với đa thức, nhân đa thức với
Trang 5đa thức, phép chia đơn thức cho đơn thức, phép chia đa thức cho đơn thức, chia hai đa thức đã sắp xếp, các quy tắc đổi dấu đa thức, thật thuộc và vận dụng thành thạo các hằng đẳng thức đáng nhớ
Giáo viên dạy "Các phương pháp phân tích đa thức thành nhân tử"
Giáo viên cho học sinh nắm vững bản chất của việc phân tích đa thức thành nhân tử
Định nghĩa: Phân tích đa thức thành nhân tử (thừa số) là biến đổi đa thức thành tích của nhiều đơn thức và đa thức khác
Ví dụ: ym+3 - ym = ym (y3 - 1) = ym(y - 1) (y2 + y + 1)
1 Các phương pháp thông thường.
+ Đặt nhân tử chung
+ Dùng hằng đẳng thức
+ Nhóm nhiều hạng tử
Trong thực hành giải toán thường phải phối hợp cả ba phương pháp kể trên
để có thể phân tích đa thước thành nhân tử
Ví dụ1: Phân tích thành nhân tử
M1 = 3a - 3b + a2 - 2ab + b2
= (3a - 3b) + (a2 - 2ab + b2) (Nhóm các hạng tử)
= 3(a - b) + (a - b)2 (đặt NTC và dùng hằng đẳng thức)
= (a - b) (3 + a - b) (Đặt nhân tử chung)
Ví dụ 2: Phân tích thành nhân tử
M2 = a2 - b2 - 2a + 2b
= (a2 - b2) - (2a - 2b) (Nhóm các hạng tử)
= (a - b) (a + b) - 2(a - b) (Dùng hằng đẳng thức và đặt NTC)
= (a -b) (a + b - 2) (Đặt NTC)
Để phối hợp nhiều phương pháp trên để phân tích đa thức thành nhân tử cần chú ý các bước sau đây:
+ Đặt nhân tử chung cho cả đa thức nếu có thể từ đó làm đơn giản đa thức
+ Xem xét đa thức có dạng bằng đẳng thức nào không ?
+ Nếu không có nhân tử chung, hoặc không có hằng đẳng thức thì phải nhóm các hạng tử vào từng nhóm thoả mãn điều kiện mỗi nhóm có nhân tử chung, làm xuất hiện nhân tử chung của các nhóm hoặc xuất hiện hằng đẳng thức Cụ thể các ví dụ sau:
Trang 6Ví dụ 3: Phân tích các đa thức sau thành nhân tử
M3 = 5a2 + 3(a + b)2 - 5b2
Ta thấy M3 không có dạng hằng đẳng thức, các hạng tử cũng không có nhân tử chung, vậy làm gì để phân tích được Quan sát kỹ ta thấy hai hạng tử 5a2 - 5b2 có nhân tử chung Vì vậy ta dùng phương pháp nhóm các hạng tử đầu tiên
M3 = (5a2 - 5b2) + 3(a + b)2 Sau đó đặt nhân tử chung của nhóm thứ nhất làm xuất hiện hằng đẳng thức M3 = 5(a2 - b2) + 3 (a + b)2 Sử dụng hằng đẳng thức ở nhóm đầu làm xuất hiện nhân tử chung của cả hai nhóm là(a+b) Vậy M3 = 5(a + b) (a - b) +3 (a + b)2 Đã có nhân tử chung là: (a + b) Vậy
ta tiếp tục đặt nhân tử chung
M3 = (a + b) (8a - 2b) =2 (a + b) (4a - b)
Ví dụ 4: Phân tích đa thức thành nhân tử.
M4 = 3x3y - 6x2y - 3xy3 - 6xy22 - 3xyz2 + 3xy
Trước hết hãy xác định xem dùng phương pháp nào trước ?
Ta thấy các hạng tử đều chứa nhân tử chung 3xy
+ Đặt nhân tử chung
M4 = 3xy (x2 - 2x - y2 - 2yz - Z2 + 1)
Trong ngoặc có 6 hạng tử hãy xét xem có hằng đẳng thức nào không? + Nhóm hạng tử: M4 = 3 xyx2 - 2x + 1 ) - (y2 + 2y z + z2
+ Dùng hằng đẳng thức: M4 = 3xy ( x - 1)2 - ( y + z)2 xem xét hai hạng tử trong ngoặc có dạng hằng đẳng thức nào
+ Sử dụng hằng đẳng thức hiệu hai bình phương ta có:
M4 = 3xy (x + y + z - 1) (x - y - z - 1)
Vậy: M4 đã được phân tích các đa thức thành nhân tử ta cần chú ý quan sát xem, kiển tra, linh hoạt sử dụng các bước phối hợp giữa các phương pháp như đã hướng dẫn trên từ đó sẽ phân tích theo các phương pháp thông thường
2 Một số phương pháp phân tích đa thức khác.
Giáo viên trước hết cần cho học sinh sử dụng thành thạo các phương pháp phân tích thành nhân tử thông thường và kết hợp các phương pháp sau để làm các bài toán khó
+ Phương pháp tách hạng tử
+ Phương pháp thêm, bớt cùng một hạng tử
+ Phương pháp đặt ẩn phụ
+ Phương pháp tìm nghiệm của đa thức
Trang 7+ Phương pháp dùng hệ số bất định.
+ Phương pháp xét giá trị riêng
Cụ thể một số phương pháp thông dụng nhất
a Phương pháp tách hạng tử.
Ví dụ 5: Phân tích thành nhân tử đa thức sau:
N = a2 - 6a + 8
Cách 1: a2 - 4a - 2a + 8 (Tách - 6a = (- 4a) + (-2a)
= (a2 - 4a) - (2a - 8) (Nhóm hạng tử)
= a (a - 4) - 2 (a - 4) (Đặt nhân tử chung)
= (a - 4) (a - 2) (Đặt nhân tử chung)
Có thể tách hạng tử tự do tạo thành một đa thức mới có nhiều hạng tử trong
đó có thể kết hợp làm xuất hiện hằng đẳng thức hoặc nhân tử chung với các hạng tử còn lại
Cách 2: N = a2 - 6a + 9 - 1 (Tách 8 = 9 - 1)
= (a2 - 6a + 9) - 1 (nhóm hạng tử - xuất hiện hằng đẳng tử)
= (a - 3)2 - 1 (Sử dụng hằng đẳng thức)
= (a - 2) (a + 2) (Dùng hằng đẳng thức và đặt NTC)
= (a - 2) ( a - 4) (Đặt NTC)
Cách 4:
N = a2 - 4a + 4 - 2a + 4 (Tách 8 = 4 + 4, - 6x = - 4x + ( - 2x)
= ( a2 - 4a + 4) - ( 2a - 4) (Nhóm)
= (a - 2)2 - 2(a -2) (Dùng hằng đẳng thức và đặt NTC)
= (a - 2) ( a - 4) (Đặt NTC - biến thàng 2 nhân tử)
Ta thấy có để tách một hạng tử thành 2 hạng tử khác trong đó 2 cách tách sau là thông dụng nhất;
Phương pháp tách 1: Tách hạng tử tự do thành 2 hạng tử sao cho đa thức mới được đưa về hiệu hai bình phương (cách 2) hoặc làm xuất hiện hằng đẳng thức và có nhân tử chung với hạng tử còn lại (cách 3)
Phương pháp tách 2: Tách hạng tử bậc nhất thành 2 hạng tử rồi dùng
phương pháp nhóm hạng tử và đặc biệt nhân tử chung làm xuất hiện nhân tử chung mới (cách 1)
Ví dụ 6: Trong tam thức bậc hai: ax2 + bx + c
Tách hệ số b = b1 + b2 sao cho b1 b2 = a.c
Trong thực hành ta làm như sau;
Trang 8+ Tìm tích a.c
+ Phân tích a.c ra thừa số nguyên với mọi cách
+ Chọn 2 thừa số mà tổng bằng b
Ngoài ra có thể tách đồng thời cả hai hạng tử (hạng tử tự do và hạng tử bậc nhất) (như cách 4)
b Phương pháp thêm bớt hạng tử.
Ví dụ 6: Phân tích đa thức thành nhân tử
P1 = x4 + 4 = x4 + 4x2 + 4 - 4x2 (thêm 4x2, bớt 4x2)
= (x4 + 4x2 + 4) - 4x2 (nhóm hạng tử)
= (x2 + 2)2 - (2x)2 (dùng hằng đẳng thức)
= (x2 + 2x + 2) (x2 - 2x + 2)
Ví dụ 7: Phân tích đa thức : P2 = a4 + 64
P2 = (a4 + 16a2 +64) - 16a2 (thêm 16a2, bớt 16a2)
= (a2 + 8)2 - (4a)2
= (a2 + 4a + 8) (a2 - 4a + 8)
Như vây việc thêm bớt cùng một hạng tử làm xuất hiện hằng đẳng thức rất tiện lợi, song ta cần xem xét thêm, bớt hạng tử nào để xuất hiện bình phương của 1 tổng và làm xuất hiện hằng đẳng thức hiệu hai bình phương thì mới phân tích triệt để được
Ở ví dụ P1 đã có bình phương hạng tử (1) và bình phương hạng tử (2) Vậy muốn là hằng đẳng thức thì còn thiếu 2 lần tích của 2 hạng tử Do đó ta thêm 2.x2.2 = 4x2 thì đồng thời phải bớt 4x2
c Phương pháp đặt ẩn phụ
Ví dụ 8: Phân tích thành nhân tử:
D = (x2 + x)2 + 4x2 + 4x - 12
D = (x2 + x)2 + 4(x2 + x) - 12 (nhóm, đặt nhân tử chung)
Ta thấy 2 hạng tử đầu có nhân tử chung là (x2+ x) đặt y (đổi biến):
D1 = y2 + 4y - 12
Khi đó ta có thể dùng phương pháp tách hoặc thêm bớt
D = (y2 - 2y) + (6y - 12) (Tách 4y = 6y - 2y sau đó nhân)
D = y (y - 2) (y + 6) (đặt nhân tử chung)
Hay D = (x2 + x - 2) (x2 + x + 6) thay lại biến x
Trang 9D đã phân tích thành 2 nhân tử (x2 + x- 2) và (x2 + x+ 6)
Việc phân tích tiếp các nhân tử cho triệt để có thể dựa vào các phương pháp đã nêu ở trên Chú ý có những tam thức không thể phân tích tiếp được như :
x2 + x + 6 = (x +
2
1
)2 + 5
4
3
Do vậy không phân tích tiếp được nữa Còn x2 + x - 2 = (x2 - 1) + (x - 1) = (x - 1) (x + 2)
Khi đó D = (x2+ x + 6) (x - 1) (x + 2)
d Phương pháp tìm nghiệm của đa thức.
Cho đa thức ax3 + bx2 + cx+ d (1)
Nguyên tắc: Nếu đa thức (1) có nghiệm thì theo định lý Bơ du có: m là nghiệm của (1) thì m chứa nhân tử (x - m), khi đó dùng phép chia đa thức ta có:
ax3 + bx2 + cx + d = (x - m) (a'x2 + b'x + c'), nhân tử bậc hai có thể phân tích tiếp được dựa vào các phương pháp nêu ở trên
Các phương pháp tìm nghiệm của đa thức
+ Nếu tổng các hệ số: a + b + c + d = 0 đa thức có nghiệm x = 1
chứa nhân tử chung (x- 1)
+ Nếu tổng các hệ số bậc chẵn bằng tổng hệ số bậc lẻ tức là a - c = b +d đa thức
có x = -1
chứa nhân tử chung (x + 1)
+ Nếu không xét được hệ số ta xét các ước của hệ số tự do
(hệ số không đổi) (Ư(d)) ước nào làm cho đa thức có giá trị bằng 0 thì ước
đó là nghiệm của đa thức
Ví dụ 9: Phân tích đa thức thành nhân tử.
E1 = x3 + 3x2 - 4 xét tổng các hệ số ta thấy
a + b + c = 1 + 3 + (-4) = 0 x1 = 1
E1 = (x - 1) (x2 + 4x + 4) chia E1 Cho (x - 1)
Sau đó dùng các phương pháp đã học để phân tích tiếp
E1 = (x - 1) (x + 2)2
Ví dụ 10: Phân tích đa thức thành nhân tử.
E2 = x3 - 3x + 2
Xét các Ư(2) = 2 có x = -2 là nghiệm của E2
E2 = (x + 2)(x2 - 2x + 1) (Chia E2 cho(x - 2))
Trang 10Các ví dụ trên đây là một số phương pháp để phối kết hợp với các phương pháp thông thường giúp học sinh phân tích được các bài toán khó thành nhân tử giúp cho quá trình rút gọn phân thức cũng như giải phương trình
3) Một số bài tập áp dụng.
Bài 1: Phân tích các đa thức sau thành nhân tử.
1.a) x2 - 4x + 3 bằng 4 cách (phương pháp tách)
Gợi ý 4 cách làm
Tách - 4x = - 3x + (-x)
Tách 3 = 4 - 1
Tách 3 = 12 - 9
Tách -4x = -2x + (-2x) và 3 = 2 + 1
Sau đó có thể nhóm làm xuất hiện hằng đẳng thức hau nhân tử chung b) 81a4 + 4 (thêm bớt hạng tử)
Gợi ý: Thêm 2 lần tính Hằng đẳng thức cụ thể 36x2
c) (x2 + x)2 + 9x2 + 9x + 14(phương pháp đổi biến)
Gợi ý: đặt (x2 + ) = y
d) x3 - 2x2 - x + 2 (phương pháp tìm nghiệm)
Gợi ý: Xét tổng các hệ số a + b + c = 0
Ngoài ra có thể sử dụng các phương pháp khác để phân tích các bài tập trên thành nhân tử
Bài tập 2: Rút gọn và tính giá trị của biểu thức.
M =
8 14 7
4 4
3
2 3
a a
a
a a a
với a = 102 Gợi ý:
+ Phân tích tử thức a3 - 4a2 - a+ 4 bằng phương pháp nhóm hằng đẳng thức đưa tử thành nhân tử
+ Phân tích mẫu thức thành nhân tử bằng cách dùng hằng đẳng thức, đặt nhân tử chung, tách hạng tử
+ Rút gọn nhân tử chung của tử thứcvà mẫu thức
+ Thay a = 102 vào M đã rút gọn
Bài tập 3: Giải các phương trình sau:
3.a) y2 - 5y + 4 = 0
Gợi ý: Đưa vế trái thành các nhân tử phương trình trởvềphương trình tích