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多项式除法

要还原乘法,我们用除法。多项式长除法与数字的长除法如出一辙,而综合除法是除以 x − c 时的快速捷径。两者共同为多项式运算画上句点。

多项式版的长除法

多项式长除法遵循你学数字时的同一节奏:除、乘、减、落下——循环往复。每一轮,你用余下部分的首项除以除式的首项,把结果写在上方,再乘回去,减一减来缩小余式。

  1. 把两个多项式都写成标准形式;缺失的次幂用 0 占位。
  2. 除:被除式首项 ÷ 除式首项 → 商的下一项。
  3. 用商的这一项乘以整个除式,再从当前被除式中减去。
  4. 落下下一项,重复,直到余式的次数低于除式的次数。
(x^2 + 5x + 6) ÷ (x + 2)

            x  + 3
         __________________
 x + 2 ) x^2 + 5x + 6
         x^2 + 2x            ← (x)(x+2)
         --------
               3x + 6
               3x + 6        ← (3)(x+2)
               ------
                    0        remainder

Result:  x + 3   (remainder 0, so x+2 divides evenly)
长除法:除、乘、减、落下——直到完成。

余式与带余除法

除法并不总能除尽。留有余式时,我们就像处理整数那样如实记录——这是多项式形式的带余除法:被除式 = 除式 × 商 + 余式。余式为 0 是特殊情形:它意味着除式是一个因式,对应的值则是该多项式的一个

(2x^2 + 3x − 4) ÷ (x + 3)

            2x − 3
         __________________
 x + 3 ) 2x^2 + 3x − 4
         2x^2 + 6x
         --------
              −3x − 4
              −3x − 9
              -------
                    5        remainder

Result:  2x − 3 + 5/(x + 3)
Check:   (x+3)(2x−3) + 5 = 2x^2 + 3x − 9 + 5 = 2x^2 + 3x − 4  ✓
非零余式以“除以除式”的分数形式带在后面。

综合除法:捷径

当除式形如 x − c 时,综合除法只用系数就能完成同样的工作——不必拖着 x。把被除式的系数按标准形式写下(缺项补零),把 c 放在左侧,然后落下、乘、加、重复。最后一个数是余式;其余是商的系数,次数低一阶。

Divide  x^3 − 4x^2 + 0x + 6  by  x − 3   (so c = 3)

  3 |   1   −4    0    6
    |        3   −3   −9
    +---------------------
        1   −1   −3   −3
        \---quotient---/  \rem/

Quotient:  x^2 − x − 3,   remainder −3
So  x^3 − 4x^2 + 6 = (x − 3)(x^2 − x − 3) − 3
用 x − 3 作综合除法:落下,乘以 3,相加,重复。