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多项式除法计算器
欢迎使用多项式除法计算器,在这里我们将学习如何进行多项式除法。您可能还记得,当我们处理普通数字时,有一个方便的算法叫做长除法。事实上,这里我们也有一个类似的算法,叫做多项式长除法,它同样简单易用。
多项式是单项式的和。单项式是数字和变量的非负整数次幂的乘积。例如,2x、(-3)·z³·0.5、πr²、a²⁰²⁰ 等都是单项式。请注意,它们不一定必须包含变量。
多项式的例子包括:x + 2y、a² + 2ab + b、n³ - 0.7n + 3/8、1 + 3 + x⁵ - x⁷ + 19x⁵。其中,二项式是有两个项的多项式。例如,x + 2y 是二项式,而其他的则不是。
如何进行多项式除法?
多项式除法算法的基本思想如下:
- 取您要除以 Q(x) 的多项式 P(x)。除非 P(x) 的次数小于 Q(x) 的次数,否则继续。如果是,P(x) 就是多项式除法的余数。
- 查看 P(x) 中的最高次项(根据 x 的指数),并将其除以 Q(x) 中的最高次项。结果是您商的一个(单项式)项。
- 将该单项式乘以 Q(x) 并从 P(x) 中减去结果。
- 您得到的差的次数严格小于 P(x) 的次数。让它成为您的新被除数(您的新 P(x)),并保持 Q(x) 不变。
- 重复以上步骤。
本质上,这一切归结为您只考虑被除数 P(x) 的最大项(根据 x 的指数),并使用 Q(x) 使该项消失。然后您得到一个更小的多项式,重复这个过程,直到这个更小的多项式太小而无法处理。
多项式除法公式
其中:P(x) 是被除多项式,Q(x) 是除数多项式,A(x) 是商,R(x) 是余数(R(x) 的次数小于 Q(x) 的次数)。
当多项式按单项式除法时,技巧是我们可以分别取 P(x) 的每个项:
= (aₙ/bₖ)xⁿ⁻ᵏ + (aₙ₋₁/bₖ)xⁿ⁻¹⁻ᵏ + ... + (a₁/bₖ)x¹⁻ᵏ + (a₀/bₖ)x⁻ᵏ
根据指数的性质,xᵐ / xᵏ = xᵐ⁻ᵏ。但我们不希望变量中有负次幂!因此,我们将 P(x) 中所有 x 指数较小的项分组,并将它们写为多项式除法的(不可除)余数。
多项式除法示例
让我们计算 (x² + 3x + 2) ÷ (x + 1):
长除法步骤:
步骤1: x² ÷ x = x(商的第一项)
步骤2: x × (x+1) = x² + x,从被除数减去
步骤3: 得到 2x + 2,继续除
步骤4: 2x ÷ x = 2(商的第二项)
步骤5: 2 × (x+1) = 2x + 2,从余数减去
步骤6: 余数为 0
结果:商 = x + 2,余数 = 0
另一个例子:计算 (x⁴ - 27x³ + 239x² - 753x + 540) ÷ (x - 1):
通过长除法计算,我们得到:
商 = x³ - 26x² + 213x - 540
余数 = 0
这意味着 P(x) 能被 (x-1) 整除,所以 1 是 P(x) 的一个根。
实际应用
多项式除法在数学和工程领域有广泛的应用:
因式分解:判断一个多项式是否包含某个因子。例如,如果多项式 P(x) 能被 (x-a) 整除,那么 a 就是 P(x) 的一个根。这是贝祖定理的一个重要应用。
求根验证:验证某个值是否为多项式的根。通过检查多项式是否能被 (x-a) 整除,我们可以确定 a 是否为根。
简化分式:化简多项式分式,通过约去公因子来简化表达式。
数学教育:辅助学生学习和验证多项式除法,帮助理解代数概念。
工程计算:在信号处理、控制系统等领域的传递函数计算中广泛应用。
其他相关概念
一般来说,多项式可以有任意数量的变量。今天,我们将重点关注只有一个变量的多项式,即形式为:aₙxⁿ + aₙ₋₁xⁿ⁻¹ + ... + a₁x + a₀,其中 aₙ、aₙ₋₁、...、a₁、a₀ 是数字,我们称之为系数。
按照惯例,变量通常用 x 表示,但如果您有任何字母偏好,可以随意更换为任何适合您需求的字母。只需记住,这个多项式除法计算器使用 x 符号。
您可能听说过二次方程,这是最流行的多项式之一。就像您不能将一个数字除以零一样,您不能将多项式除以零多项式,即所有系数都等于零的多项式。
我们总是可以通过使用乘法来检查除法结果是否正确。验证公式为:被除数 = 除数 × 商 + 余数。
如果您需要除数字而不是多项式,请使用长除法计算器!如果您需要绘制多项式,我们建议尝试多项式图形计算器。
常见问题
如何进行多项式长除法?
多项式长除法的步骤是:1) 将被除多项式的最高次项除以除数的最高次项,得到商的一项;2) 将这一项乘以除数,从被除数中减去;3) 用得到的新多项式重复这个过程,直到余数的次数小于除数的次数。这个过程类似于数字的长除法。
如何验证多项式除法的结果?
您可以通过以下公式验证结果是否正确:被除数 = 除数 × 商 + 余数。例如,如果得到商 = x + 2,余数 = 3,那么应该有:原被除数 = 除数 × (x+2) + 3。如果等式成立,说明计算正确。
参数名 | 参数类型 | 默认值 | 是否必传 | 描述 |
---|---|---|---|---|
dividendCoefficients | array | [1,-27,239,-753,540] | 否 | 被除多项式P(x)的系数数组,从最高次项到常数项排列。例如x^2+2x+3的系数为[1,2,3] |
divisorCoefficients | array | [1,-1] | 否 | 除数多项式Q(x)的系数数组,从最高次项到常数项排列。例如x-1的系数为[1,-1] |
参数名 | 参数类型 | 默认值 | 描述 |
---|---|---|---|
quotientCoefficients | array | 商多项式的系数数组,从最高次项到常数项排列 | |
isDivisible | boolean | 表示被除多项式是否能被除数多项式整除(余数为0) | |
remainderCoefficients | array | 余数多项式的系数数组,从最高次项到常数项排列。如果整除,则返回[0] | |
quotientPolynomial | string | 商多项式的字符串表示形式,如'x^3 - 26x^2 + 213x - 540' | |
remainderPolynomial | string | 余数多项式的字符串表示形式,如果整除则为'0' |
错误码 | 错误信息 | 描述 |
---|---|---|
FP00000 | 成功 | |
FP03333 | 失败 |
参考上方对接示例