什么是立方和与立方差?
在代数中,最实用的恒等式当属立方和与立方差这两条公式。它们能把形如 \(a^{3} \pm b^{3}\) 的表达式改写成一个简单的一次因式与一个二次三项式的乘积。本计算器可以对任意一组 a、b 数值执行这两种分解运算,并展示每一个中间步骤,方便你核对自己的解题过程。
公式
这两条恒等式分别为:
立方和:
$$a^{3} + b^{3} = \left(a + b\right)\left(a^{2} - a\,b + b^{2}\right)$$立方差:
$$a^{3} - b^{3} = \left(a - b\right)\left(a^{2} + a\,b + b^{2}\right)$$记忆这两条公式有个英文口诀“SOAP”:分解后各项符号依次是 Same(相同)、Opposite(相反)、Always Positive(恒为正)。也就是说,第一个符号与原式相同,中间的符号正好相反,而最后一项永远是正号。
如何使用本计算器
输入第一项 a 与第二项 b,再选择要做的是立方和还是立方差,计算器就会返回一次因式 \((a \pm b)\)、二次三项式因式 \((a^{2} \mp a\,b + b^{2})\),以及整个表达式的数值结果。下方的明细表会逐一列出 \(a^{3}\)、\(b^{3}\)、\(a^{2}\)、\(a\,b\) 和 \(b^{2}\) 各项的值。
例题演示
把 \(8 + 27\) 当作立方和来分解。这里 \(a = 2\)(因为 \(2^{3} = 8\)),\(b = 3\)(因为 \(3^{3} = 27\))。于是
$$a^{3} + b^{3} = (2 + 3)(2^{2} - 2\cdot 3 + 3^{2}) = (5)(4 - 6 + 9) = 5 \times 7 = 35$$正好等于 \(8 + 27 = 35\)。其中一次因式为 5,二次三项式因式为 7。
常见问题
二次三项式还能继续分解吗?通常不能——在大多数情况下,二次式 \(a^{2} \mp a\,b + b^{2}\) 在整数范围内是不可再分解的(质式)。
如果 a 或 b 是字母(变量)怎么办?该恒等式在符号运算下同样成立;本工具计算的是具体数值,方便你验证因式分解的正确性。
支持负数或小数吗?支持。a 和 b 可以是任意实数。