① 因式分解公式和解析
因式分解的十二种方法 :
把一个多项式化成几个整式的积的形式,这种变形叫做把这个多项式因式分解。因式分解的方法多种多样,现总结如下:
1、 提公因法
如果一个多项式的各项都含有公因式,那么就可以把这个公因式提出来,从而将多项式化成两个因式乘积的形式。
例1、 分解因式x -2x -x(2003淮安市中考题)
x -2x -x=x(x -2x-1)
2、 应用公式法
由于分解因式与整式乘法有着互逆的关系,如果把乘法公式反过来,那么就可以用来把某些多项式分解因式。
例2、分解因式a +4ab+4b (2003南通市中考题)
解:a +4ab+4b =(a+2b)
3、 分组分解法
要把多项式am+an+bm+bn分解因式,可以先把它前两项分成一组,并提出公因式a,把它后两项分成一组,并提出公因式b,从而得到a(m+n)+b(m+n),又可以提出公因式m+n,从而得到(a+b)(m+n)
例3、分解因式m +5n-mn-5m
解:m +5n-mn-5m= m -5m -mn+5n
= (m -5m )+(-mn+5n)
=m(m-5)-n(m-5)
=(m-5)(m-n)
4、 十字相乘法
对于mx +px+q形式的多项式,如果a×b=m,c×d=q且ac+bd=p,则多项式可因式分解为(ax+d)(bx+c)
例4、分解因式7x -19x-6
分析: 1 -3
7 2
2-21=-19
解:7x -19x-6=(7x+2)(x-3)
5、配方法
对于那些不能利用公式法的多项式,有的可以利用将其配成一个完全平方式,然后再利用平方差公式,就能将其因式分解。
例5、分解因式x +3x-40
解x +3x-40=x +3x+( ) -( ) -40
=(x+ ) -( )
=(x+ + )(x+ - )
=(x+8)(x-5)
6、拆、添项法
可以把多项式拆成若干部分,再用进行因式分解。
例6、分解因式bc(b+c)+ca(c-a)-ab(a+b)
解:bc(b+c)+ca(c-a)-ab(a+b)=bc(c-a+a+b)+ca(c-a)-ab(a+b)
=bc(c-a)+ca(c-a)+bc(a+b)-ab(a+b) =c(c-a)(b+a)+b(a+b)(c-a) =(c+b)(c-a)(a+b)
7、 换元法
有时在分解因式时,可以选择多项式中的相同的部分换成另一个未知数,然后进行因式分解,最后再转换回来。
例7、分解因式2x -x -6x -x+2
解:2x -x -6x -x+2=2(x +1)-x(x +1)-6x
=x [2(x + )-(x+ )-6
令y=x+ , x [2(x + )-(x+ )-6
= x [2(y -2)-y-6]
= x (2y -y-10)
=x (y+2)(2y-5)
=x (x+ +2)(2x+ -5)
= (x +2x+1) (2x -5x+2)
=(x+1) (2x-1)(x-2)
8、 求根法
令多项式f(x)=0,求出其根为x ,x ,x ,……x ,则多项式可因式分解为f(x)=(x-x )(x-x )(x-x )……(x-x )
例8、分解因式2x +7x -2x -13x+6
解:令f(x)=2x +7x -2x -13x+6=0
通过综合除法可知,f(x)=0根为 ,-3,-2,1
则2x +7x -2x -13x+6=(2x-1)(x+3)(x+2)(x-1)
9、 图象法
令y=f(x),做出函数y=f(x)的图象,找到函数图象与X轴的交点x ,x ,x ,……x ,则多项式可因式分解为f(x)= f(x)=(x-x )(x-x )(x-x )……(x-x )
例9、因式分解x +2x -5x-6
解:令y= x +2x -5x-6
作出其图象,见右图,与x轴交点为-3,-1,2
则x +2x -5x-6=(x+1)(x+3)(x-2)
10、 主元法
先选定一个字母为主元,然后把各项按这个字母次数从高到低排列,再进行因式分解。
例10、分解因式a (b-c)+b (c-a)+c (a-b)
分析:此题可选定a为主元,将其按次数从高到低排列
解:a (b-c)+b (c-a)+c (a-b)=a (b-c)-a(b -c )+(b c-c b)
=(b-c) [a -a(b+c)+bc]
=(b-c)(a-b)(a-c)
11、 利用特殊值法
将2或10代入x,求出数P,将数P分解质因数,将质因数适当的组合,并将组合后的每一个因数写成2或10的和与差的形式,将2或10还原成x,即得因式分解式。
例11、分解因式x +9x +23x+15
解:令x=2,则x +9x +23x+15=8+36+46+15=105
将105分解成3个质因数的积,即105=3×5×7
注意到多项式中最高项的系数为1,而3、5、7分别为x+1,x+3,x+5,在x=2时的值
则x +9x +23x+15=(x+1)(x+3)(x+5)
12、待定系数法
首先判断出分解因式的形式,然后设出相应整式的字母系数,求出字母系数,从而把多项式因式分解。
例12、分解因式x -x -5x -6x-4
分析:易知这个多项式没有一次因式,因而只能分解为两个二次因式。
解:设x -x -5x -6x-4=(x +ax+b)(x +cx+d)
= x +(a+c)x +(ac+b+d)x +(ad+bc)x+bd
所以 解得
则x -x -5x -6x-4 =(x +x+1)(x -2x-4)
② 分解的方法介绍
1提公因式法:
如果多项式各项都有公共因式,则可先考虑把公因式提出来,进行因式分解,注意要每项都必须有公因式。
解析显然每项均含有公因式5x故可考虑提取公因式5x,接下来剩下x2+2x+1仍可继续分解。
例15x3+10x2+5x
解:原式=5x(x2+2x+1)
=5x(x+1)2
2公式法
即多项式如果满足特殊公式的结构特征,即可采用套公式法,进行多项式的因式分解,故对于一些常用的公式要求熟悉,除教材的基本公式外,数学竞赛中常出现的一些基本公式现整理归纳如下:
a2-b2=(a+b)(a-b)
a2±2ab+b2=(a±b)2
a3+b3=(a+b)(a2-ab+b2)
a3-b3=(a-b)(a2+ab+b2)
a3±3a2b+3ab2±b2=(a±b)3
a2+b2+c2+2ab+2bc+2ac=(a+b+c)2
a12+a22+…+an2+2a1a2+…+2an-1an=(a1+a2+…+an)2
a3+b3+c3-3abc=(a+b+c)(a2+b2+c2-ab-ac-bc)
an+bn=(a+b)(an-1-an-2b+…+bn-1)(n为奇数)
说明由因式定理,即对一元多项式f(x),若f(b)=0,则一定含有一次因式x-b。可判断当n为偶数时,当a=b,a=-b时,均有an-bn=0故an-bn中一定含有a+b,a-b因式。
例2分解因式:①64x6-y12②1+x+x2+…+x15
解析各小题均可套用公式
解①64x6-y12=(8x3-y6)(8x3+y6)
=(2x-y2)(4x2+2xy2+y4)(2x+y2)(4x2-2xy2+y4)
②1+x+x2+…+x15=
=(1+x)(1+x2)(1+x4)(1+x8)
注多项式分解时,先构造公式再分解。
3分组分解法
当多项式的项数较多时,可将多项式进行合理分组,达到顺利分解的目的。当然可能要综合其他分法,且分组方法也不一定唯一。
例1分解因式:x15+m12+m9+m6+m3+1
解原式=(x15+m12)+(m9+m6)+(m3+1)
=m12(m3+1)+m6(m3+1)+(m3+1)
=(m3+1)(m12+m6++1)
=(m3+1)[(m6+1)2-m6]
=(m+1)(m2-m+1)(m6+1+m3)(m6+1-m3)
例2分解因式:x4+5x3+15x-9
解析可根据系数特征进行分组
解原式=(x4-9)+5x3+15x
=(x2+3)(x2-3)+5x(x2+3)
=(x2+3)(x2+5x-3)
4十字相乘法
对于形如ax2+bx+c结构特征的二次三项式可以考虑用十字相乘法,
即x2+(b+c)x+bc=(x+b)(x+c)当x2项系数不为1时,同样也可用十字相乘进行操作。
例3分解因式:①x2-x-6②6x2-x-12
解①1x2
1x-3
原式=(x+2)(x-3)
②2x-3
3x4
原式=(2x-3)(3x+4)
注:“ax4+bx2+c”型也可考虑此种方法。
5双十字相乘法
在分解二次三项式时,十字相乘法是常用的基本方法,对于比较复杂的多项式,尤其是某些二次六项式,如4x2-4xy-3y2-4x+10y-3,也可以运用十字相乘法分解因式,其具体步骤为:
(1)用十字相乘法分解由前三次组成的二次三项式,得到一个十字相乘图
(2)把常数项分解成两个因式填在第二个十字的右边且使这两个因式在第二个十字中交叉之积的和等于原式中含y的一次项,同时还必须与第一个十字中左端的两个因式交叉之积的和等于原式中含x的一次项
例5分解因式
①4x2-4xy-3y2-4x+10y-3②x2-3xy-10y2+x+9y-2
③ab+b2+a-b-2④6x2-7xy-3y2-xz+7yz-2z2
解①原式=(2x-3y+1)(2x+y-3)
2x-3y1
2xy-3
②原式=(x-5y+2)(x+2y-1)
x-5y2
x2y-1
③原式=(b+1)(a+b-2)
0ab1
ab-2
④原式=(2x-3y+z)(3x+y-2z)
2x-3yz
3x-y-2z
说明:③式补上oa2,可用双十字相乘法,当然此题也可用分组分解法。
如(ab+a)+(b2-b-2)=a(b+1)+(b+1)(b-2)=(b+1)(a+b-2)
④式三个字母满足二次六项式,把-2z2看作常数分解即可:
6拆法、添项法
对于一些多项式,如果不能直接因式分解时,可以将其中的某项拆成二项之差或之和。再应用分组法,公式法等进行分解因式,其中拆项、添项方法不是唯一,可解有许多不同途径,对题目一定要具体分析,选择简捷的分解方法。
例6分解因式:x3+3x2-4
解析法一:可将-4拆成-1,-3即(x3-1)+(3x2-3)
法二:添x4,再减x4,.即(x4+3x2-4)+(x3-x4)
法三:添4x,再减4x即,(x3+3x2-4x)+(4x-4)
法四:把3x2拆成4x2-x2,即(x3-x2)+(4x2-4)
法五:把x3拆为,4x2-3x3即(4x3-4)-(3x3-3x2)等
解(选择法四)原式=x3-x2+4x2-4
=x2(x-1)+4(x-1)(x+1)
=(x-1)(x2+4x+4)
=(x-1)(x+2)2
7换元法
换元法就是引入新的字母变量,将原式中的字母变量换掉化简式子。运用此
种方法对于某些特殊的多项式因式分解可以起到简化的效果。
例7分解因式:
(x+1)(x+2)(x+3)(x+4)-120
解析若将此展开,将十分繁琐,但我们注意到
(x+1)(x+4)=x2+5x+4
(x+2)(x+3)=x2+5x+6
故可用换元法分解此题
解原式=(x2+5x+4)(x2+5x+6)-120
令y=x2+5x+5则原式=(y-1)(y+1)-120
=y2-121
=(y+11)(y-11)
=(x2+5x+16)(x2+5x-6)
=(x+6)(x-1)(x2+5x+16)
注在此也可令x2+5x+4=y或x2+5x+6=y或x2+5x=y请认真比较体会哪种换法更简单?
8待定系数法
待定系数法是解决代数式恒等变形中的重要方法,如果能确定代数式变形后的字母框架,只是字母的系数高不能确定,则可先用未知数表示字母系数,然后根据多项式的恒等性质列出n个含有特殊确定系数的方程(组),解出这个方程(组)求出待定系数。待定系数法应用广泛,在此只研究它的因式分解中的一些应用。
例7分解因式:2a2+3ab-9b2+14a+3b+20
分析属于二次六项式,也可考虑用双十字相乘法,在此我们用待定系数法
先分解2a2+3ab+9b2=(2a-3b)(a+3b)
解设可设原式=(2a-3b+m)(a+3b+n)
=2a2+3ab-9b2+(m+2n)a+(3m-3n)b+mn……………
比较两个多项式(即原式与*式)的系数
m+2n=14(1)m=4
3m-3n=-3(2)=>
mn=20(3)n=5
∴原式=(2x-3b+4)(a+3b+5)
注对于(*)式因为对a,b取任何值等式都成立,也可用令特殊值法,求m,n
令a=1,b=0,m+2n=14m=4
=>
令a=0,b=1,m=n=-1n=5
9因式定理、综合除法分解因式
对于整系数一元多项式f(x)=anxn+an-1xn-1+…+a1x+a0
由因式定理可先判断它是否含有一次因式(x-)(其中p,q互质),p为首项系数an的约数,q为末项系数a0的约数
若f()=0,则一定会有(x-)再用综合除法,将多项式分解
例8分解因式x3-4x2+6x-4
解这是一个整系数一元多项式,因为4的正约数为1、2、4
∴可能出现的因式为x±1,x±2,x±4,
∵f(1)≠0,f(1)≠0
但f(2)=0,故(x-2)是这个多项式的因式,再用综合除法
21-46-4
2-44
1-220
所以原式=(x-2)(x2-2x+2)
当然此题也可拆项分解,如x3-4x2+4x+2x-4
=x(x-2)2+(x-2)
=(x-2)(x2-2x+2)
分解因式的方法是多样的,且其方法之间相互联系,一道题很可能要同时运用多种方法才可能完成,故在知晓这些方法之后,一定要注意各种方法灵活运用,牢固掌握!
③ 盈利分解分析法指的是什么
它是利用几种主要的财务比率之间的关系来综合地分析企业的财务状况。具体来说,它是是将企业净资产收益率逐级分解为多项财务比率乘积,这样有助于深入分析比较企业经营业绩。由于这种分析方法最早由美国杜邦公司使用,故名杜邦分析法(DuPont Analysis)。
④ 求因式分解的所有方法和技巧
因式分解
因式分解(factorization)
因式分解是中学数学中最重要的恒等变形之一,它被广泛地应用于初等数学之中,是我们解决许多数学问题的有力工具.因式分解方法灵活,技巧性强,学习这些方法与技巧,不仅是掌握因式分解内容所必需的,而且对于培养学生的解题技能,发展学生的思维能力,都有着十分独特的作用.初中数学教材中主要介绍了提取公因式法、运用公式法、分组分解法和十字相乘法.而在竞赛上,又有拆项和添项法,待定系数法,双十字相乘法,轮换对称法等.
⑴提公因式法
①公因式:各项都含有的公共的因式叫做这个多项式各项的~.
②提公因式法:一般地,如果多项式的各项有公因式,可以把这个公因式提到括号外面,将多项式写成因式乘积的形式,这种分解因式的方法叫做提公因式法.
am+bm+cm=m(a+b+c)
③具体方法:当各项系数都是整数时,公因式的系数应取各项系数的最大公约数;字母取各项的相同的字母,而且各字母的指数取次数最低的. 如果多项式的第一项是负的,一般要提出“-”号,使括号内的第一项的系数是正的.
⑵运用公式法
①平方差公式:. a^2-b^2=(a+b)(a-b)
②完全平方公式: a^2±2ab+b^2=(a±b)^2
※能运用完全平方公式分解因式的多项式必须是三项式,其中有两项能写成两个数(或式)的平方和的形式,另一项是这两个数(或式)的积的2倍.
③立方和公式:a^3+b^3= (a+b)(a^2-ab+b^2).
立方差公式:a^3-b^3= (a-b)(a^2+ab+b^2).
④完全立方公式: a^3±3a^2b+3ab^2±b^3=(a±b)^3
⑤a^n-b^n=(a-b)[a^(n-1)+a^(n-2)b+……+b^(n-2)a+b^(n-1)]
a^m+b^m=(a+b)[a^(m-1)-a^(m-2)b+……-b^(m-2)a+b^(m-1)](m为奇数)
⑶分组分解法
分组分解法:把一个多项式分组后,再进行分解因式的方法.
分组分解法必须有明确目的,即分组后,可以直接提公因式或运用公式.
⑷拆项、补项法
拆项、补项法:把多项式的某一项拆开或填补上互为相反数的两项(或几项),使原式适合于提公因式法、运用公式法或分组分解法进行分解;要注意,必须在与原多项式相等的原则进行变形.
⑸十字相乘法
①x^2+(p q)x+pq型的式子的因式分解
这类二次三项式的特点是:二次项的系数是1;常数项是两个数的积;一次项系数是常数项的两个因数的和.因此,可以直接将某些二次项的系数是1的二次三项式因式分解: x^2+(p q)x+pq=(x+p)(x+q)
②kx^2+mx+n型的式子的因式分解
如果能够分解成k=ac,n=bd,且有ad+bc=m 时,那么
kx^2+mx+n=(ax b)(cx d)
a \-----/b ac=k bd=n
c /-----\d ad+bc=m
※ 多项式因式分解的一般步骤:
①如果多项式的各项有公因式,那么先提公因式;
②如果各项没有公因式,那么可尝试运用公式、十字相乘法来分解;
③如果用上述方法不能分解,那么可以尝试用分组、拆项、补项法来分解;
④分解因式,必须进行到每一个多项式因式都不能再分解为止.
(6)应用因式定理:如果f(a)=0,则f(x)必含有因式(x-a)。如f(x)=x^2+5x+6,f(-2)=0,则可确定(x+2)是x^2+5x+6的一个因式。
经典例题:
1.分解因式(1+y)^2-2x^2(1+y^2)+x^4(1-y)^2
解:原式=(1+y)^2+2(1+y)x^2(1+y)+x^4(1-y)^2-2(1+y)x^2(1-y)-2x^2(1+y^2)
=[(1+y)+x^2(1-y)]^2-2(1+y)x^2(1-y)-2x^2(1+y^2)
=[(1+y)+x^2(1-y)]^2-(2x)^2
=[(1+y)+x^2(1-y)+2x]·[(1+y)+x^2(1-y)-2x]
=(x^2-x^2y+2x+y+1)(x^2-x^2y-2x+y+1)
=[(x+1)^2-y(x^2-1)][(x-1)^2-y(x^2-1)]
=(x+1)(x+1-xy+y)(x-1)(x-1-xy-y)
2.证明:对于任何数x,y,下式的值都不会为33
x^5+3x^4y-5x^3y^2+4xy^4+12y^5
解:原式=(x^5+3x^4y)-(5x^3y^2+15x^2y^3)+(4xy^4+12y^5)
=x^4(x+3y)-5x^2y^2(x+3y)+4y^4(x+3y)
=(x+3y)(x^4-5x^2y^2+4y^4)
=(x+3y)(x^2-4y^2)(x^2-y^2)
=(x+3y)(x+y)(x-y)(x+2y)(x-2y)
当y=0时,原式=x^5不等于33;当y不等于0时,x+3y,x+y,x-y,x+2y,x-2y互不相同,而33不能分成四个以上不同因数的积,所以原命题成立
因式分解的十二种方法
把一个多项式化成几个整式的积的形式,这种变形叫做把这个多项式因式分解。因式分解的方法多种多样,现总结如下:
1、 提公因法
如果一个多项式的各项都含有公因式,那么就可以把这个公因式提出来,从而将多项式化成两个因式乘积的形式。
例1、 分解因式x -2x -x(2003淮安市中考题)
x -2x -x=x(x -2x-1)
2、 应用公式法
由于分解因式与整式乘法有着互逆的关系,如果把乘法公式反过来,那么就可以用来把某些多项式分解因式。
例2、分解因式a +4ab+4b (2003南通市中考题)
解:a +4ab+4b =(a+2b)
3、 分组分解法
要把多项式am+an+bm+bn分解因式,可以先把它前两项分成一组,并提出公因式a,把它后两项分成一组,并提出公因式b,从而得到a(m+n)+b(m+n),又可以提出公因式m+n,从而得到(a+b)(m+n)
例3、分解因式m +5n-mn-5m
解:m +5n-mn-5m= m -5m -mn+5n
= (m -5m )+(-mn+5n)
=m(m-5)-n(m-5)
=(m-5)(m-n)
4、 十字相乘法
对于mx +px+q形式的多项式,如果a×b=m,c×d=q且ac+bd=p,则多项式可因式分解为(ax+d)(bx+c)
例4、分解因式7x -19x-6
分析: 1 -3
7 2
2-21=-19
解:7x -19x-6=(7x+2)(x-3)
5、配方法
对于那些不能利用公式法的多项式,有的可以利用将其配成一个完全平方式,然后再利用平方差公式,就能将其因式分解。
例5、分解因式x +3x-40
解x +3x-40=x +3x+( ) -( ) -40
=(x+ ) -( )
=(x+ + )(x+ - )
=(x+8)(x-5)
6、拆、添项法
可以把多项式拆成若干部分,再用进行因式分解。
例6、分解因式bc(b+c)+ca(c-a)-ab(a+b)
解:bc(b+c)+ca(c-a)-ab(a+b)=bc(c-a+a+b)+ca(c-a)-ab(a+b)
=bc(c-a)+ca(c-a)+bc(a+b)-ab(a+b)
=c(c-a)(b+a)+b(a+b)(c-a)
=(c+b)(c-a)(a+b)
7、 换元法
有时在分解因式时,可以选择多项式中的相同的部分换成另一个未知数,然后进行因式分解,最后再转换回来。
例7、分解因式2x -x -6x -x+2
解:2x -x -6x -x+2=2(x +1)-x(x +1)-6x
=x [2(x + )-(x+ )-6
令y=x+ , x [2(x + )-(x+ )-6
= x [2(y -2)-y-6]
= x (2y -y-10)
=x (y+2)(2y-5)
=x (x+ +2)(2x+ -5)
= (x +2x+1) (2x -5x+2)
=(x+1) (2x-1)(x-2)
8、 求根法
令多项式f(x)=0,求出其根为x ,x ,x ,……x ,则多项式可因式分解为f(x)=(x-x )(x-x )(x-x )……(x-x )
例8、分解因式2x +7x -2x -13x+6
解:令f(x)=2x +7x -2x -13x+6=0
通过综合除法可知,f(x)=0根为 ,-3,-2,1
则2x +7x -2x -13x+6=(2x-1)(x+3)(x+2)(x-1)
9、 图象法
令y=f(x),做出函数y=f(x)的图象,找到函数图象与X轴的交点x ,x ,x ,……x ,则多项式可因式分解为f(x)= f(x)=(x-x )(x-x )(x-x )……(x-x )
例9、因式分解x +2x -5x-6
解:令y= x +2x -5x-6
作出其图象,见右图,与x轴交点为-3,-1,2
则x +2x -5x-6=(x+1)(x+3)(x-2)
10、 主元法
先选定一个字母为主元,然后把各项按这个字母次数从高到低排列,再进行因式分解。
例10、分解因式a (b-c)+b (c-a)+c (a-b)
分析:此题可选定a为主元,将其按次数从高到低排列
解:a (b-c)+b (c-a)+c (a-b)=a (b-c)-a(b -c )+(b c-c b)
=(b-c) [a -a(b+c)+bc]
=(b-c)(a-b)(a-c)
11、 利用特殊值法
将2或10代入x,求出数P,将数P分解质因数,将质因数适当的组合,并将组合后的每一个因数写成2或10的和与差的形式,将2或10还原成x,即得因式分解式。
例11、分解因式x +9x +23x+15
解:令x=2,则x +9x +23x+15=8+36+46+15=105
将105分解成3个质因数的积,即105=3×5×7
注意到多项式中最高项的系数为1,而3、5、7分别为x+1,x+3,x+5,在x=2时的值
则x +9x +23x+15=(x+1)(x+3)(x+5)
12、待定系数法
首先判断出分解因式的形式,然后设出相应整式的字母系数,求出字母系数,从而把多项式因式分解。
例12、分解因式x -x -5x -6x-4
分析:易知这个多项式没有一次因式,因而只能分解为两个二次因式。
解:设x -x -5x -6x-4=(x +ax+b)(x +cx+d)
= x +(a+c)x +(ac+b+d)x +(ad+bc)x+bd
所以 解得
则x -x -5x -6x-4 =(x +x+1)(x -2x-4)
⑤ 试样分解和化学分离方法概述
(1)试样分解方法
a.锍试金法。锍试金法可以在分解试样的同时富集包括Os在内的所有铂族元素。锍试金的主要配料为四硼酸钠、碳酸钠、硫黄、二氧化硅、金属镍或氧化镍和面粉等,于1000℃以上熔融。锍扣捕集铂族元素沉到底部与大量熔渣分离。用HCl溶解硫化镍,Te共沉淀捕集铂族元素硫化物,过滤后溶解在王水中。用ICP-MS测量Os和所有铂族元素含量。该法只能部分捕集Re,不适用于Re-Os定年法
b.碱熔法。碱熔法曾是Re-Os定年常用的试样分解方法(Morganetal.,1989;杜安道,1994)。碱熔法的主要优点是适于各种类型的试样,无论是硫化物还是硅酸盐,或含有某些难熔组分,试样的分解都比较充分。Meisel等采用碱熔方法正确测定了所研究的蛇纹石化橄榄岩标样UB-N中Os的含量,解决了一般Carius管溶样对该样品中Os分解不充分,结果偏低的问题。该方法的缺点主要是碱熔所用到的NaOH和Na2O2等都是固体试剂,不易纯化,因此化学全流程的Re和Os的空白较高;另外溶样时试样和稀释剂之间的同位素平衡程度不稳定,受分析者操作水平的影响较大。
c.Teflon容器封闭酸溶。在密封的厚壁Teflon容器中加入试样和混合酸HCl-HF-ethanol或HBr-HF溶解试样(Bircketal.,1997)。这种酸溶法主要优点在于避免了生成挥发性OsO4的挥发损失,操作简单,安全性高,酸易于纯化。Suzuki等提出在酸溶过程中采用微波加热以克服Os同位素不平衡的问题。存在的问题是OsO4会渗透到Teflon容器壁中,形成强记忆效应,从而造成试样之间的交叉污染;此外这种酸溶方法对难溶组分的分解不够充分。
d.Carius管溶样法。Carius管溶样法是目前Re-Os同位素研究中的主要流程(Carius,1960;Shireyetal.,1995;杜安道等,2001)。CariusTube是一种耐高温高压的厚壁高硼玻璃管或石英管。Shirey等(1995)用于Re-Os体系的Carius管主体的长度为20cm,外径为1.9cm,内径为1.6cm;颈部的长度为5cm,外径为0.9cm,内径为0.6cm。采用王水或者逆王水作为溶剂,密封条件下,在230~240℃高温高压下溶解岩石或矿物试样(例如硅酸盐岩、硫化物和金属矿物等)。近些年来根据岩石矿物的Re、Os含量高低、难溶程度以及取样量,Carius管的尺寸变化很大,内部容量12~100mL不等,加热温度为200~270℃。该方法的主要优点是:可溶解的试样比较广泛,试样和稀释剂中的Re和Os的同位素交换平衡较充分,试剂易纯化,Re和Os的全流程空白较低。不足之处是:高温高压实验中Carius管有爆炸的可能。硫化物在王水或逆王水介质中会氧化形成大量的SO2气体,用通常规格(容量<30mL)的Carius管,取样量不应超过0.3g。黄铁矿与王水反应很激烈,用100mL的Carius管,取样量1.2g,逆王水20mL、30%过氧化氢3mL,加热到230℃,试样分解充分,操作比较安全(屈文俊等,2008)。硅酸盐岩试样在王水和逆王水中不会产生过多的挥发性气体,用30mL容积的Carius管,称样量可以达到2g。
一般先将Carius管的底部浸没在冷冻液中,再往Carius管中加试样和王水,以阻止试样与氧化剂之间的反应。通常选用液氮-乙醇(-50℃到-80℃)或者干冰-乙醇的混合冷冻液(ShireyandWalker,1995;CohenandWaters,1996)。
对于一些更难溶的试样,如含有PGE合金和硫化物包裹体的尖晶石,以及单斜辉石和斜方辉石的试样,可使用改进的Carius管溶样方法(Gordonetal.,1943),即把Carius管放入一种可密封的钢套内,加热到360℃。这种钢套一端封死,另一端有螺纹,可用螺帽封闭拧紧。为了确保密封,在螺丝口和螺帽之间放了一个铜垫片。密封前在Carius管与管套间加入约20g干冰,当加热到高温时,干冰产生的CO2的压力可以部分抵消Carius管内王水气化产生的压力。漆亮等(2006)采用了类似的装置,将封闭的Carius管置于高压釜中,然后在高压釜中加水,密封在高压釜中的水在高温下产生的外压将会抵消一些Carius管中由酸产生的内压。12g试样在75mL卡洛斯管中用35mL王水于320℃溶解15h,基本上可以使各种地质试样中的铂族元素矿物溶解。最新研究(漆亮,2008)表明,该方法4%~15%赋存在硅酸盐中的铂族元素不能被溶解,还需将不溶沉淀用HCl+HF进一步溶解。
e.HPA-S高压消解法。HPA-S是高温高压条件下湿法分解试样的设备。它类似于Carius管溶样方法,但更有效,更安全,简单易用,最高加热到320℃,利用高温高压实现试样的彻底分解。Meise等2003年用HPA-S设备,加入2g试样,8mLHNO3,5mLHCl,于320℃,125×105Pa,12h充分分解了含尖晶石等难熔成分的蛇纹石化橄榄岩标准物质UB-N。
f.CrO3-H2SO4溶样法。从理论上讲,只有黑色页岩有机相中的Re-Os同位素定年结果才能代表真正的岩石开始形成的年龄。在黑色页岩中存在大量的陆源碎屑物质,它们大多数是继承原岩的Re和Os以及Os同位素组成,因此不能满足构筑等时线所要求的同时形成和初始同位素组成均一的基本前提条件(Creaseretal.,2002)。考虑到Carius管中王水和逆王水的溶解能力太强,Creaser等提出了用CrO3-H2SO4替代王水和逆王水溶样。该方法减少了来自老地层陆源岩屑中Re和Os的溶解释放,而选择性溶解沉积岩中有机相,主要是海相来源的Re-Os。
(2)Re和Os的化学分离方法概述
a.Re的分离。
阴离子交换阴离子交换具有广泛适用性,是大多数实验室常用的分离Re的方法。Morgan等(1991)对Re和Mo在H2SO4、HCl、HNO3和HBr体系于离子交换树脂中的分配行为进行了系统研究。在小于2.5mol/LH2SO4、5mol/LHCl、0.8mol/LHNO3的介质中,ReO-4可强烈吸附于柱上。大于3mol/LHNO3可以洗脱,通常采用4~8mol/LHNO3洗脱。用10mL1mol/LHCl+1mol/LNaCl可有效地把15mgMo从阴离子交换柱(Bio-RadAG1x8树脂,200~400mesh,氯型、直径10mm、柱长125mm)洗脱。最后采用4~8mol/LHNO3洗脱Re。Cr6+也强烈吸附于柱上,很难洗脱。上柱前通SO2或加H2SO3将Cr6+还原为Cr3+,可防止Fe和Cr在柱上的吸附。上柱前必须将溶液离心,取上层清液上柱,防止柱子堵塞。为降低Re的空白,最好每次装新柱。
丙酮萃取在5mol/LNaOH介质中用丙酮萃取Re,大部分共存基体元素可得到有效的分离(杜安道等,1994,2001)。丙酮与水混溶,但NaOH浓度大于2mol/L,丙酮与碱溶液分成两相。在2~10mol/LNaOH介质中,Re的回收率在90%以上。通常选用5mol/LNaOH进行萃取,是因为分相时界面清晰。Re的一次萃取回收率约为95%(相比1+1)。将含Re丙酮溶液加水,并加热除去丙酮,转化为水溶液后可直接用ICP-MS测定Re。
在碱性介质中大部分金属氢氧化物因形成沉淀而得到分离。试样基体中的Mo、Fe、Ni、Cu、As等元素基本不被萃取。在当前所有Re的溶剂萃取方法中,丙酮萃取法最为简单快速,并具有广泛的适用性,因为只需做一次萃取,不用反萃步骤,就可以把Re从辉钼矿、橄榄岩、玄武岩、黑色页岩、油页岩、黄铁矿、黄铜矿、铬铁矿、毒砂等基体中快速分离。该分离方法Re的全流程空白1~10pg。
叔胺萃取叔胺对Re有很好的萃取效果,一般需要萃取和反萃两个步骤。Luck等、Walker等、Cohen和Waters用三苄基胺氯仿溶液在稀硫酸中萃取Re,用NH4OH反萃Re。
3甲基-1-丁醇(iso-amylol)萃取 在2mol/LHNO3中用3甲基-1-丁醇(iso-amylol)萃取Re(Bircketal.,1997),再反萃Re到水中。萃取Re的同时,Cr6+会与Re共萃取到有机相,一般采用加入适量过氧化氢还原Cr6+为Cr3+,Cr3+不被萃取。
b.Os的分离。
常规蒸馏方法常规蒸馏方法是一种较成熟而有效的方法(MorganandWalker,1989;杜安道等,1994,2001),利用生成挥发性OsO4与试样中其他组分分离,可以从H2SO4、HNO3、HCl介质中进行蒸馏。对于Carius管溶样法,Os已被氧化成OsO4,可以直接蒸馏。对于碱熔酸化的溶液以及还原性酸性溶液,需要加氧化剂使Os氧化成高价。常用的氧化剂有Cr6+、Ce4+和H2O2。根据质谱测定需要,可把OsO4吸收在冷的H2O、HBr或HCl+乙醇溶液中。方法简单,适用各种试样分解方法,分离效率高,回收率90%以上。对所使用的蒸馏器皿进行不加试样溶液的纯试剂运行,可有效地降低流程空白。全流程空白可降至Re1~3pg、Os0.1pg。缺点是清洗蒸馏装置花费时间较多。
Carius管直接蒸馏方法采用常规硅胶管(外径12mm,壁厚2mm,一次性使用)封闭Carius管,采用细Teflon管(外径2mm,壁厚0.5mm)作为通气管,溶样后的试液Carius管内进行原位蒸馏,从而达到分离Os的目的,方法简化了实验流程,缩短了Os的分离时间,节省了清洗蒸馏器皿的时间及试剂。特别是,吸收管内径仅为1mm,产生气泡更小,比表面积更大,有利于Os的吸收,可以减少吸收液体积,提高Os浓度,有利于低含量地质试样的分析(LiangQietal.,2008;李超等,2010),方法有适用于批量试样分析的前景。但是,该装置在气路连接的快捷、密封以及稳定性方面有待进一步改进。
小型Teflon容器蒸馏方法把Carius管中的试样溶液转入33mLSavillexPFA管形瓶中,瓶盖两侧插入PFA细管,进气一端插入溶液底部,导出管插入装有10mL8mol/LHBr中、蒸馏2h。实验表明,小型蒸馏法Os回收率大于80%。由于小型蒸馏装置使用的PFA器皿体积较小,有利于降低化学流程本底。全流程Re本底<2pg,Os本底3~6pg(孟庆等,2004;储着银等,2007)。可能由于Teflon器皿对Os有强烈记忆效应而导致Os空白偏高。
微蒸馏技术经过上述不同方法初步分离纯化后的含Os溶液,在5mLSavillexTeflon尖底瓶(微蒸馏器)中以含80g/LCrO3的12mol/LH2SO4溶液作为氧化剂,10μL8.8mol/LHBr作为吸收液进一步纯化Os。Os的微量吸收液纯度高,可以大大提高N-TIMS测量时Os的发射效率(Bircketal.,1997)。微蒸馏的回收率可以达到65%~80%。此项技术要求试剂纯度高,需反复纯化。OsO4易渗透入Teflon器皿,清洗工作耗时较长。
CHCl3或CCl4萃取OsO4采用CHCl3或CCl4从王水介质中萃取OsO4(Shenetal.,1996;王淑贤等,2000)。用HCl-EtOH或HBr反萃Os。CCl4是非极性溶剂,易于萃取非极性的OsO4,HBr是极性介质,在与含OsO4的CCl4相接触时,OsO4被还原为极性的H2OsBr6,反萃到HBr中使Os与其他杂质元素分离。
液溴萃取OsO4采用液溴萃取OsO4(Bircketal.,1997)。用HF-HBr-Teflon焖罐于145℃溶样。加入液溴和CrO3的HNO3溶液,液Br2沸点约59℃,低温加热氧化Os为OsO4,Os被萃取到液溴中。该法所用的器皿体积较小,试剂用量少,全流程的空白较低。其Re和Os的空白分别为约3.4pg和0.03pg。液溴易挥发,中毒性,忌吸入,必须在较低温度和强排风下进行操作。
⑥ 应用运动的合成和分解的方法分析和求解斜上抛运动的射程、射高和飞行高度
分析:假如抛出时初速大小是V0,初速与水平方向夹角是θ。
物体抛出后,经时间
t
,它的飞行高度是h(离抛出点的高度),射程为S(落到与抛出点在同一水平面时,物体在水平方向运动的距离),射高是H(抛出的最大高度)。
将斜向上抛运动正交分解为水平的匀速直线运动与竖直方向的竖直上抛运动。
水平分运动的初速度V0x=V0
*
cosθ
竖直分运动的初速度V0y=V0*
sinθ
根据以上两种分运动的特性,可得
X=V0x*
t水平分运动,X是抛出后物体在水平方向运动的距离
Vty=V0y-g
*
t竖直分运动,Vty
是竖直分运动在抛出时间
t
时的速度(含方向)
h=V0y
*
t-(g*
t^2
/
2)竖直分运动
由以上各式可得(运算过程略)
射程S=V0^2
*
sin(2θ)
/
g
射高H=(
V0*
sinθ)^2
/
(2g
)
飞行高度是h=V0*
sinθ
*
t-(g*
t^2
/
2)
注:在求射程、射高时,可先求出上升阶段的时间t上=V0*
sinθ
/
g
。
两个分运动的时间是相等的。
⑦ 简述历史成本法、账户分析法、工程分析法分解混合成本的基本做法和步骤
摘要 混合成本的分解方法很多,通常有历史成本法、账户分析法和工程分析法。历史成本法的基本做法是,根据以往若干时期的数据所表现出来的实际成本与业务量之间的依存关系来描述成本的性态,并以此来确定决策所需要的未来成本数据。其基本原理是,在既定的生产流程和工艺设计的条件下,历史数据可以比较准确地表达成本与业务量之间的依存关系;只要生产流程和工艺不变,还可以准确地预计未来成本将随着业务量的变化而发生怎样的变化。历史成本法通常又分为高低点法、散布图法和回归直线法三种。