多项式除法是一种用于将一个多项式(被除式)除以另一个多项式(除式)的数学算法。它通常用于因式分解、求解高次方程等。多项式除法的基本步骤如下:
排列:
将两个多项式按照某个字母(通常是最高次项的字母)作降幂排列,并将所缺的项用零补齐。
除法:
用被除式的第一项除以除式的第一项,得到商式的第一项。
乘法:
用商式的第一项乘以除式,将积写在被除式下面(同类项对齐),并消去相等的项。
减法:
将减得的差当作新的被除式,继续按照上述步骤进行演算,直到余式为零或余式的次数低于除式的次数为止。
结果:
最终,被除式可以表示为除式乘以商式加上余式,即被除式 = 除式 × 商式 + 余式。
如果余式为零,说明被除式能被除式整除。
示例
假设我们有多项式除法问题:
$$x^3 - 3x^2 + 2$$
除以多项式:
$$x - 1$$
步骤 1:排列
$$\begin{array}{r|rrrr}
& x^2 & -2x & -2 \\
\hline
x-1 & x^3 & 0x^2 & 0x & 2 \\
& x^3 & -x^2 & & \\
\hline
& 0x^2 & 0x & 2 \\
& 0x^2 & -x & & \\
\hline
& 0x & 2 & & \\
& 0x & -1 & & \\
\hline
& 0 & 1 & & \\
\end{array}$$
步骤 2:除法
商式的第一项是 $x^2$。
步骤 3:乘法
$$x^2 \cdot (x - 1) = x^3 - x^2$$
步骤 4:减法
$$(x^3 - 3x^2 + 2) - (x^3 - x^2) = -2x^2 + 2$$
新的被除式是 $-2x^2 + 2$。
步骤 5:重复
商式的第二项是 $-2x$。
$$-2x \cdot (x - 1) = -2x^2 + 2x$$
$$(-2x^2 + 2) - (-2x^2 + 2x) = 2 - 2x$$
新的被除式是 $2 - 2x$。
步骤 6:重复
商式的第三项是 $2$。
$$2 \cdot (x - 1) = 2x - 2$$
$$(2 - 2x) - (2x - 2) = -4x + 4$$
新的被除式是 $-4x + 4$。
步骤 7:重复
商式的第四项是 $-4$。
$$-4 \cdot (x - 1) = -4x + 4$$
$$(-4x + 4) - (-4x + 4) = 0$$
余式为零,说明多项式 $x^3 - 3x^2 + 2$ 可以被 $x - 1$ 整除,商式为 $x^2 - 2x + 2$。
最终结果是:
$$x^3 - 3x^2 + 2 = (x - 1)(x^2 - 2x + 2)$$
合成除法
合成除法是一种简化的多项式除法方法,特别适用于被除数是高次多项式,除数是线性多项式的情况。它的步骤如下:
1. 设置合成除法表格,将被除数的系数写成一行,除数写为 $x - c$,其中 $c$ 为除数常数的相反数。
2. 将被除