假设一个人完全不清楚平方差公式,要把a²-1拆解成(a+1)(a-1),难度高低要看这个人的知识基础。
先说最极端的情况,如果他从没接触代数,只会基础数字运算,不明白字母可以用来代表数字。a²-1对他来说完全看不懂,连题目的含义都无法理解,这件事几乎不可能完成。但如果已经学过整式乘法,懂得展开(a+1)(a-1),算出a²-a+a-1,合并同类项之后得到a²-1,思路就完全不一样。就算不知道“平方差公式”这个名词,也能通过反向推演完成因式分解。

因式分解属于逆向运算,需要将a²-1还原成两个式子相乘。首先要看出a²是a的平方,1是1的平方,两项中间为减号,再想到两数之和乘以两数之差,能够消去中间一次项。这个观察门槛不算高,对数字敏感的人,看到9-1,就能联想到8=(3+1)(3-1),3的平方是9,1的平方不变。从具体数字例子过渡到字母表达式,只是简单归纳。
真正卡住人的往往不是计算本身,而是思维习惯。很多人习惯先背公式再套用,让他们自行推导,就会无从下手。如果留出一点时间,提示试着把a²-1写成两组括号相乘,括号里包含a和1,尝试展开验算,就能试出结果。也可以从右侧式子入手,展开(a+1)(a-1),得到a²-1,再反向书写。这算不上严谨推导,只是验证,但验证完成就能确认分解成立。
站在数学教育的角度,平方差属于被发现的数学规律,不是人为创造出来的。欧几里得《几何原本》里面,借助面积方法证明过这个关系:边长为a的正方形,挖掉边长1的小正方形,剩余部分可以拼接成一个长a+1、宽a-1的长方形。古代没有代数符号,依旧能理解这套等量关系。引入图形辅助理解之后,难度会继续下降。
这件事难度怎么判定?掌握乘法分配律的人,难度大概等同于小学奥数中等偏低题目。完全没有代数概念的人,难度极高,难点不在于计算,而是建立抽象符号认知。已经熟记公式的学生,做这道题没有难度,直接套用答案即可。但更值得思考的问题是,在不提前知晓公式,只依靠基础乘法运算的前提下,能不能完成分解。答案是可以,两步就能做完,第一步写出(a+1)(a-1),第二步展开核对结果。只要掌握多项式展开,就能找到分解方式。





