题目
用完全平方公式分解因式.(1) x^2 - 4x + 4;(2) x^2 + x + (1)/(4);(3) 4x^2 + 12x + 9;(4) 4x^2 - 4x + 1;(5) (x^2 + 1)^2 + 4x(x^2 + 1) + 4x^2.
用完全平方公式分解因式. (1) $x^2 - 4x + 4$; (2) $x^2 + x + \frac{1}{4}$; (3) $4x^2 + 12x + 9$; (4) $4x^2 - 4x + 1$; (5) $(x^2 + 1)^2 + 4x(x^2 + 1) + 4x^2$.
题目解答
答案
我们来逐题使用**完全平方公式**进行因式分解。完全平方公式如下:
- $ a^2 + 2ab + b^2 = (a + b)^2 $
- $ a^2 - 2ab + b^2 = (a - b)^2 $
---
### (1) $ x^2 - 4x + 4 $
我们观察这个式子是否符合完全平方公式。
- $ x^2 $ 是平方项
- $ -4x $ 是中间项
- $ 4 = 2^2 $
尝试写成 $ (x - 2)^2 $:
$$
(x - 2)^2 = x^2 - 4x + 4
$$
✅ 完全吻合,所以:
**答案:** $ (x - 2)^2 $
---
### (2) $ x^2 + x + \frac{1}{4} $
观察:
- $ x^2 $ 是平方项
- $ x $ 是中间项
- $ \frac{1}{4} = \left(\frac{1}{2}\right)^2 $
尝试写成 $ \left(x + \frac{1}{2}\right)^2 $:
$$
\left(x + \frac{1}{2}\right)^2 = x^2 + x + \frac{1}{4}
$$
✅ 完全吻合,所以:
**答案:** $ \left(x + \frac{1}{2}\right)^2 $
---
### (3) $ 4x^2 + 12x + 9 $
观察:
- $ 4x^2 = (2x)^2 $
- $ 9 = 3^2 $
- $ 12x = 2 \cdot 2x \cdot 3 $
所以可以写成:
$$
(2x + 3)^2 = 4x^2 + 12x + 9
$$
✅ 完全吻合,所以:
**答案:** $ (2x + 3)^2 $
---
### (4) $ 4x^2 - 4x + 1 $
观察:
- $ 4x^2 = (2x)^2 $
- $ 1 = 1^2 $
- $ -4x = -2 \cdot 2x \cdot 1 $
所以可以写成:
$$
(2x - 1)^2 = 4x^2 - 4x + 1
$$
✅ 完全吻合,所以:
**答案:** $ (2x - 1)^2 $
---
### (5) $ (x^2 + 1)^2 + 4x(x^2 + 1) + 4x^2 $
这是一个**嵌套结构**,我们尝试将整个式子看成一个完全平方。
观察:
- 第一项:$ (x^2 + 1)^2 $
- 第二项:$ 4x(x^2 + 1) $
- 第三项:$ 4x^2 = (2x)^2 $
我们尝试写成:
$$
[(x^2 + 1) + 2x]^2
$$
展开验证:
$$
[(x^2 + 1) + 2x]^2 = (x^2 + 1 + 2x)^2 = (x^2 + 2x + 1)^2
$$
而 $ x^2 + 2x + 1 = (x + 1)^2 $,所以:
$$
(x^2 + 2x + 1)^2 = [(x + 1)^2]^2 = (x + 1)^4
$$
✅ 所以原式可写成:
**答案:** $ (x + 1)^4 $
---
### 总结答案:
1. $ x^2 - 4x + 4 = \boxed{(x - 2)^2} $
2. $ x^2 + x + \frac{1}{4} = \boxed{\left(x + \frac{1}{2}\right)^2} $
3. $ 4x^2 + 12x + 9 = \boxed{(2x + 3)^2} $
4. $ 4x^2 - 4x + 1 = \boxed{(2x - 1)^2} $
5. $ (x^2 + 1)^2 + 4x(x^2 + 1) + 4x^2 = \boxed{(x + 1)^4} $