În matematică , diviziunea polinoamelor numită și diviziune lungă este un algoritm care vă permite să găsiți coeficientul dintre două polinoame , al doilea dintre acestea având un grad nu mai mare decât gradul primului. Este o operație care poate fi efectuată manual, deoarece împarte problema în diferite diviziuni între monomii , ușor de calculat [1] .
Amintiți-vă că, dacă polinoamele au coeficienți reali (sau mai general într-un câmp ) pentru fiecare pereche de polinoame {\ displaystyle A (x)} Și {\ displaystyle B (x)} există doar alte două polinoame {\ displaystyle Q (x)} Și {\ displaystyle R (x)} astfel încât:
- {\ displaystyle A (x) = B (x) \ cdot Q (x) + R (x)}
asumarea gradului de {\ displaystyle R (x)} este mai mică decât cea a {\ displaystyle B (x)} . Acest fapt este tipic inelelor euclidiene , la fel și inelele polinoamelor construite pe un câmp.
Gradul de {\ displaystyle Q (x)} în schimb va fi echivalent cu diferența dintre gradul de {\ displaystyle A (x)} este aceea a {\ displaystyle B (x)} .
În cazul în care {\ displaystyle R (x) = 0} , {\ displaystyle A (x)} ar fi divizibil cu {\ displaystyle B (x)} .
Algoritmul
Algoritmul implică executarea următoarelor etape [2] :
- Mai întâi scrieți cele două polinoame în acest fel, acordând atenție scrierii explicite a termenilor nul ai lui {\ displaystyle A (x)} (de exemplu, {\ displaystyle x ^ {2} -1} se va scrie ca {\ displaystyle x ^ {2} + 0x-1} ).
{\ displaystyle A (x)} | {\ displaystyle B (x)} |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
- Împărțim termenul de grad maxim la {\ displaystyle A (x)} pentru termenul de grad maxim de {\ displaystyle B (x)} și scrieți rezultatul mai jos {\ displaystyle B (x)} .
{\ displaystyle a_ {n} x ^ {n}} | {\ displaystyle + \ dots} | {\ displaystyle + a_ {0}} | {\ displaystyle b_ {m} x ^ {m} + \ dots + b_ {0}} |
| | | {\ displaystyle {\ frac {a_ {n} x ^ {n}} {b_ {m} x ^ {m}}} = q_ {k} x ^ {k}} |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
- Acest termen este multiplicat {\ displaystyle q_ {k} x ^ {k}} pentru polinom {\ displaystyle B (x)} și scrieți rezultatul mai jos {\ displaystyle A (x)} , plasând fiecare termen sub termenul de {\ displaystyle A (x)} de grad egal.
{\ displaystyle a_ {n} x ^ {n}} | {\ displaystyle + \ dots} | {\ displaystyle + a_ {0}} | {\ displaystyle b_ {m} x ^ {m} + \ dots + b_ {0}} |
{\ displaystyle b_ {m} q_ {k} x ^ {m + k}} | {\ displaystyle + \ dots} | {\ displaystyle + b_ {0} q_ {k} x ^ {k}} | {\ displaystyle {\ frac {a_ {n} x ^ {n}} {b_ {m} x ^ {m}}} = q_ {k} x ^ {k}} |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
- Scăderea se realizează între {\ displaystyle A (x)} iar polinomul scris sub el. Prin construcție, termenul în {\ displaystyle x ^ {n}} se va anula, lăsând un polinom de grad minor ( {\ displaystyle n-1} sau chiar mai puțin).
{\ displaystyle a_ {n} x ^ {n}} | {\ displaystyle + \ dots} | {\ displaystyle + a_ {0}} | {\ displaystyle b_ {m} x ^ {m} + \ dots + b_ {0}} |
{\ displaystyle b_ {m} q_ {k} x ^ {m + k}} | {\ displaystyle + \ dots} | {\ displaystyle + b_ {0} q_ {k} x ^ {k}} | {\ displaystyle {\ frac {a_ {n} x ^ {n}} {b_ {m} x ^ {m}}} = q_ {k} x ^ {k}} |
{\ displaystyle // + r_ {n-1} x ^ {n-1}} | {\ displaystyle + \ dots} | {\ displaystyle + r_ {0}} | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
- Dacă gradul acestei diferențe polinomiale {\ displaystyle R_ {1} (x)} este mai mare sau egală cu cea a {\ displaystyle B (x)} operațiile de la 2 la 4 se repetă luând în considerare acum {\ displaystyle R_ {1}} precum divizarea și adăugarea termenului
- {\ displaystyle {\ frac {r_ {n-1} x ^ {n-1}} {b_ {m} x ^ {m}}} = q_ {k-1} x ^ {k-1}}
în dreapta termenului {\ displaystyle q_ {k} x ^ {k}} , ca următorul addendum. - Când s-a ajuns la un polinom {\ displaystyle R_ {i} (x)} de o notă mai mică decât {\ displaystyle B (x)} , apoi acest polinom {\ displaystyle R_ {i} (x)} va fi restul {\ displaystyle R (x)} al diviziunii; polinomul
- {\ displaystyle Q (x) = q_ {k} x ^ {k} + q_ {k-1} x ^ {k-1} + ... + q_ {0},}
format treptat dedesubt {\ displaystyle B (x)} , va fi în schimb polientul coeficient.
Exemplu
Pentru a înțelege mai bine algoritmul de divizare polinomială, un exercițiu este efectuat ca exemplu mai jos.
Împărțim polinomul
- {\ displaystyle A (x) = 3x ^ {4} -x ^ {3}}
pentru polinom
- {\ displaystyle B (x) = x ^ {2} -2}
Pasul 1
Scriem cele două polinoame {\ displaystyle A (x)} Și {\ displaystyle B (x)} așa cum este ilustrat mai sus. Astfel, fiecare dintre cele două polinoame este ordonat în funcție de grad (în ordine descrescătoare) și monomiile cu coeficientul 0 sunt, de asemenea, explicite.
{\ displaystyle 3x ^ {4}} | {\ displaystyle -x ^ {3}} | {\ displaystyle + 0x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle +0} | {\ displaystyle x ^ {2} -2} |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
Pasul 2
Împărțim termenul de grad maxim la {\ displaystyle A (x)} , care se dovedește a fi {\ displaystyle 3x ^ {4}} , pentru termenul de grad maxim de {\ displaystyle B (x)} , care este {\ displaystyle x ^ {2}} și scriem rezultatul mai jos {\ displaystyle B (x)} .
{\ displaystyle 3x ^ {4}} | {\ displaystyle -x ^ {3}} | {\ displaystyle + 0x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle +0} | {\ displaystyle x ^ {2} -2} |
| | | | | {\ displaystyle 3x ^ {2}} |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
Pasul 3
Acum să scriem, mai jos {\ displaystyle A (x)} , polinomul obținut prin înmulțirea rezultatului împărțirii termenilor de grad maxim la polinom {\ displaystyle B (x)} . Trebuie luați în considerare termenii cu coeficient zero.
{\ displaystyle 3x ^ {4}} | {\ displaystyle -x ^ {3}} | {\ displaystyle + 0x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle +0} | {\ displaystyle x ^ {2} -2} |
{\ displaystyle 3x ^ {4}} | {\ displaystyle + 0x ^ {3}} | {\ displaystyle -6x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle +0} | {\ displaystyle 3x ^ {2}} |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
Se poate observa că, după cum sa spus deja în cazul general, termenii de grad mai mari decât {\ displaystyle A (x)} și a polinomului scris mai jos {\ displaystyle A (x)} , sunt egali.
Pasul 4
Acum să scădem {\ displaystyle A (x)} cu polinomul scris mai jos pentru a obține polinomul {\ displaystyle R_ {1} (x)} .
{\ displaystyle 3x ^ {4}} | {\ displaystyle -x ^ {3}} | {\ displaystyle + 0x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle +0} | {\ displaystyle x ^ {2} -2} |
{\ displaystyle 3x ^ {4}} | {\ displaystyle + 0x ^ {3}} | {\ displaystyle -6x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle +0} | {\ displaystyle 3x ^ {2}} |
{\ displaystyle //} | {\ displaystyle -x ^ {3}} | {\ displaystyle + 6x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle +0} | |
| | | | | |
| | | | | |
Gradul de {\ displaystyle R_ {1} (x) = - x ^ {3} + 6x ^ {2}} este mai mare decât cea a {\ displaystyle B (x)} , apoi iterăm procedura.
Pasul 2b
Împărțim termenul maxim de grad la {\ displaystyle R_ {1}} care se dovedește a fi {\ displaystyle -x ^ {3}} pentru termenul de grad maxim de {\ displaystyle B (x)} iar rezultatul îl scriem lângă cel obținut anterior.
{\ displaystyle 3x ^ {4}} | {\ displaystyle -x ^ {3}} | {\ displaystyle + 0x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle +0} | {\ displaystyle x ^ {2} -2} |
{\ displaystyle 3x ^ {4}} | {\ displaystyle + 0x ^ {3}} | {\ displaystyle -6x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle +0} | {\ displaystyle 3x ^ {2} -x} |
{\ displaystyle //} | {\ displaystyle -x ^ {3}} | {\ displaystyle + 6x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle +0} | |
| | | | | |
| | | | | |
Pasul 3b
Acum, ca la pasul 3, înmulțim rezultatul împărțirii tocmai efectuate care, în exemplul nostru, se dovedește a fi {\ displaystyle -x} , pentru polinom {\ displaystyle B (x)} iar rezultatul multiplicării îl scriem mai jos {\ displaystyle R_ {1} (x)} .
{\ displaystyle 3x ^ {4}} | {\ displaystyle -x ^ {3}} | {\ displaystyle + 0x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle +0} | {\ displaystyle x ^ {2} -2} |
{\ displaystyle 3x ^ {4}} | {\ displaystyle + 0x ^ {3}} | {\ displaystyle -6x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle +0} | {\ displaystyle 3x ^ {2} -x} |
{\ displaystyle //} | {\ displaystyle -x ^ {3}} | {\ displaystyle + 6x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle +0} | |
| {\ displaystyle -x ^ {3}} | {\ displaystyle + 0x ^ {2}} | {\ displaystyle + 2x} | {\ displaystyle +0} | |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
Pasul 4b
Efectuăm scăderea dintre polinom {\ displaystyle R_ {1} (x)} și polinomul scris mai jos pentru a obține {\ displaystyle R_ {2} (x)} .
{\ displaystyle 3x ^ {4}} | {\ displaystyle -x ^ {3}} | {\ displaystyle + 0x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle +0} | {\ displaystyle x ^ {2} -2} |
{\ displaystyle 3x ^ {4}} | {\ displaystyle + 0x ^ {3}} | {\ displaystyle -6x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle +0} | {\ displaystyle 3x ^ {2} -x} |
{\ displaystyle //} | {\ displaystyle -x ^ {3}} | {\ displaystyle + 6x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle +0} | |
| {\ displaystyle -x ^ {3}} | {\ displaystyle + 0x ^ {2}} | {\ displaystyle + 2x} | {\ displaystyle +0} | |
| {\ displaystyle //} | {\ displaystyle 6x ^ {2}} | {\ displaystyle -2x} | {\ displaystyle +0} | |
| | | | | |
| | | | | |
Având în vedere că gradul de {\ displaystyle R_ {2} (x)} nu este mai puțin decât cea a {\ displaystyle B (x)} trebuie să repetăm procesul încă o dată.
Pasul 2c
Împărțim termenul de rang superior la {\ displaystyle R_ {2} (x)} pentru termenul de grad superior de {\ displaystyle B (x)} .
{\ displaystyle 3x ^ {4}} | {\ displaystyle -x ^ {3}} | {\ displaystyle + 0x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle +0} | {\ displaystyle x ^ {2} -2} |
{\ displaystyle 3x ^ {4}} | {\ displaystyle + 0x ^ {3}} | {\ displaystyle -6x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle +0} | {\ displaystyle 3x ^ {2} -x + 6} |
{\ displaystyle //} | {\ displaystyle -x ^ {3}} | {\ displaystyle + 6x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle +0} | |
| {\ displaystyle -x ^ {3}} | {\ displaystyle + 0x ^ {2}} | {\ displaystyle + 2x} | {\ displaystyle +0} | |
| {\ displaystyle //} | {\ displaystyle 6x ^ {2}} | {\ displaystyle -2x} | {\ displaystyle +0} | |
| | | | | |
| | | | | |
Pasul 3c
Ne înmulțim {\ displaystyle B (x)} pentru rezultatul împărțirii tocmai efectuate și scriem rezultatul înmulțirii mai jos {\ displaystyle R_ {2} (x)} .
{\ displaystyle 3x ^ {4}} | {\ displaystyle -x ^ {3}} | {\ displaystyle + 0x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle +0} | {\ displaystyle x ^ {2} -2} |
{\ displaystyle 3x ^ {4}} | {\ displaystyle + 0x ^ {3}} | {\ displaystyle -6x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle +0} | {\ displaystyle 3x ^ {2} -x + 6} |
{\ displaystyle //} | {\ displaystyle -x ^ {3}} | {\ displaystyle + 6x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle +0} | |
| {\ displaystyle -x ^ {3}} | {\ displaystyle + 0x ^ {2}} | {\ displaystyle + 2x} | {\ displaystyle +0} | |
| {\ displaystyle //} | {\ displaystyle 6x ^ {2}} | {\ displaystyle -2x} | {\ displaystyle +0} | |
| | | | | |
| | {\ displaystyle 6x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle -12} | |
Pasul 4c
Executăm scăderea între {\ displaystyle R_ {2} (x)} iar polinomul scris mai jos pentru a obține polinomul {\ displaystyle R_ {3} (x)} .
{\ displaystyle 3x ^ {4}} | {\ displaystyle -x ^ {3}} | {\ displaystyle + 0x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle +0} | {\ displaystyle x ^ {2} -2} |
{\ displaystyle 3x ^ {4}} | {\ displaystyle + 0x ^ {3}} | {\ displaystyle -6x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle +0} | {\ displaystyle 3x ^ {2} -x + 6} |
{\ displaystyle //} | {\ displaystyle -x ^ {3}} | {\ displaystyle + 6x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle +0} | |
| {\ displaystyle -x ^ {3}} | {\ displaystyle + 0x ^ {2}} | {\ displaystyle + 2x} | {\ displaystyle +0} | |
| {\ displaystyle //} | {\ displaystyle 6x ^ {2}} | {\ displaystyle -2x} | {\ displaystyle +0} | |
| | {\ displaystyle 6x ^ {2}} | {\ displaystyle + 0x} | {\ displaystyle -12} | |
| | {\ displaystyle //} | {\ displaystyle -2x} | {\ displaystyle +12} | |
Am ajuns la {\ displaystyle R_ {3} (x) = - 2x + 12} , care este strict mai mic decât {\ displaystyle B (x) = x ^ {2} -2} , deci restul este
- {\ displaystyle R (x) = R_ {3} (x)}
iar coeficientul diviziunii noastre este
- {\ displaystyle Q (x) = 3x ^ {2} -x + 6}
putem scrie atunci
- {\ displaystyle {\ begin {align} A (x) = B (x) & \ cdot Q (x) + R (x) \\ & \ Downarrow \\ 3x ^ {4} -x ^ {3} = ( x ^ {2} -2) & \ cdot (3x ^ {2} -x + 6) + (- 2x + 12) \ end {align}}}
Regula lui Ruffini
O versiune mai concisă a acestei proceduri este fezabilă atunci când divizorul B este de formă {\ displaystyle B (x) = xr} sau {\ displaystyle B (x) = ax-k} , o pereche de gradul I [3] . Această regulă a fost expusă pentru prima dată de Paolo Ruffini în 1810 .
Notă
- ^ Marzia Re Fraschini, Gabriella Grazzi, Principiile matematicii (Volumul 3) , Atlas, 2012, ISBN 978-88-268-1711-8 . p.19
- ^ Marzia Re Fraschini, Gabriella Grazzi, Principiile matematicii (Volumul 3) , Atlas, 2012, ISBN 978-88-268-1711-8 . pp. 20-21
- ^ Marzia Re Fraschini, Gabriella Grazzi, Principiile matematicii (Volumul 3) , Atlas, 2012, ISBN 978-88-268-1711-8 . p.24
Bibliografie
- Marzia Re Fraschini, Gabriella Grazzi, Principiile matematicii (Volumul 3) , Atlas, 2012, ISBN 978-88-268-1711-8 .
Elemente conexe