多项式除法

时间:2025-02-13 05:50:02 单机游戏

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