Divisione polinomiale
Questa calcolatrice eseguirà una divisione polinomiale per te e tutto ciò che devi fare è fornire due polinomi validi. L'ordine in cui vengono dati questi polinomi è importante, poiché lo è la divisione polinomiale
non commutativo
(quindi p(x)/s(x) non è uguale a s(x)/p(x)).
Il primo polinomio che fornisci, spesso chiamato dividendo, corrisponde al dividendo, e il secondo polinomio è quello per cui stai dividendo, solitamente chiamato divisore.
Esempi di polinomi validi sono p(x) = x^4 + 3x^3 - 2 e s(x) = x - 3, ma i coefficienti del polinomio non devono essere numeri interi, in quanto possono essere frazioni o qualsiasi tipo di espressione numerica valida. Inoltre, i polinomi non devono venire semplificati. Se necessario, il calcolatore eseguirà a
semplificazione polinomiale
prima di dividere.
Una volta forniti i polinomi validi, allora sei pronto. Non resta che cliccare su "Calcola", in modo da poter visualizzare tutti i passaggi del processo.
Come dividere i polinomi
La divisione polinomiale è leggermente più complicata della divisione dei numeri. Per esempio, quando dividiamo due numeri come '4 diviso 2', otteniamo 4/2 = 2. Quindi è facile, giusto?
Ma non è sempre così facile, perché possiamo avere qualcosa come "7/2". Puoi dire "beh, 7/2 = 3,5" e avresti ragione, ma un altro modo di vedere è dire che "7 diviso 2 fa 3, con resto di 1". Come mai? Perché non esiste un numero intero tale che moltiplicando per 2 arrivi a 7. Il più vicino è 3, quindi 2⋅3=6, ma ho un resto di 1
Esattamente la stessa idea vale per la divisione polinomiale. Dato un polinomio p(x) e un divisore s(x) lo faremo
Tentativo
trovare un quoziente q(x) tale che
p(x)=s(x)⋅q(x)
ma non sempre ci riusciremo, così come per '7/2' non riuscivamo a trovare una divisione esatta. Quindi, identificheremo il resto r(x), che è il polinomio che spiega quanto s(x)⋅q(x) "manca" quando si mira a p(x). Quindi scriviamo
p(x)=s(x)⋅q(x)+r(x)
Idealmente, vogliamo che r(x) sia zero e, in caso contrario, vogliamo che sia il più piccolo possibile. L'algoritmo di Euclide ci mostra come trovare il più piccolo possibile r(x) e se le cose vanno bene, potrebbe essere zero, nel qual caso diciamo che il divisore s(x) divide il polinomio p(x).
Quali sono i passaggi della divisione polinomiale?
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Fase 1:
Identificare il dividendo p(x) e il divisore s(x). Assicurati di semplificarli il più possibile prima di procedere
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Passo 2:
Se il grado di s(x) è maggiore del
grado di p(x)
, stop, in questo caso il quoziente è zero e il resto è p(x)
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Smusso 3:
Se non ti sei fermato al passaggio 2, prendi nota del termine iniziale del divisore e del termine iniziale del dividendo
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Passaggio 4:
Trova la divisione tra i termini principali del dividendo e il divisore (questo è interpretato come quale termine è necessario moltiplicare il termine principale del divisore per ottenere il termine principale del dividendo), e questo sarà il fattore corrente, che sarà essere aggiunto al quoziente corrente
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Passaggio 5:
Moltiplica il fattore corrente per il divisore e il risultato, sottrailo al dividendo, creando in questo modo un nuovo dividendo corrente
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Passaggio 6:
Ripeti questo processo fino a quando il dividendo corrente ha un grado inferiore al divisore. Quindi fermati, il tuo attuale divisore sarà il tuo resto
Questo processo è garantito per funzionare poiché il dividendo corrente riduce il suo grado almeno di uno ad ogni passaggio. Intelligente, eh?.
Quale metodo usare, divisione lunga o divisione sintetica?
La divisione sintetica viene utilizzata nel caso speciale in cui il divisore ha grado uno. Ad esempio s(x) = x - 1, ma non funzionerebbe per s(x) = x^2 - 1 sebbene esistano versioni di
algoritmo di divisione sintetica
per i gradi superiori. La divisione sintetica è tipicamente limitata ai divisori di grado 1 a causa della sua intima associazione con
Sostituzione sintetica
e il
teorema del resto
, ha senso.
La divisione lunga avverrà nella maggior parte dei casi, quando la divisione sintetica non è applicabile. Si noti che la divisione sintetica utilizza un metodo di divisione lungo, solo che è adattato per essere super veloce, ecco perché è il modo preferito quando possibile.
Come utilizzare la divisione polinomiale per risolvere equazioni polinomiali?
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Fase 1:
Identifica la tua equazione polinomiale e assicurati che ogni lato dell'equazione sia effettivamente un polinomio valido
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Passo 2:
Passa tutti i termini da una parte all'altra cambiando i segni
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Smusso 3:
Raggruppa tutti i termini da un lato e semplifica
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Passaggio 4:
Ora hai un'equazione polinomiale in cui un lato è un polinomio e l'altro lato è 0, quindi sta risolvendo fattorizzando il polinomio corrispondente
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Passaggio 5:
Per prima cosa, provi con il
teorema della radice razionale
tentare di trovare radici semplici
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Passaggio 6:
Raggruppa le radici semplici, crea i corrispondenti termini lineari associati (es: se x = 1 è una soluzione, forma il termine x - 1), moltiplicali e dividi il polinomio per esso. In questo modo otterrai un quoziente di ordine inferiore
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Passaggio 7:
Ripetere i passaggi con il quoziente di ordine inferiore trovato nei passaggi precedenti
Come puoi vedere, non ci sono scorciatoie o formule magiche per
trovare le radici dei polinomi
. Ma esiste una procedura sistematica che può aumentare le tue possibilità di trovare le radici il più facilmente possibile.
Perché dovrebbe preoccuparsi di dividere i polinomi
Proprio perché la divisione polinomiale è la tua chiave
trovare le radici di equazioni polinomiali
, che sono uno degli argomenti centrali dell'Algebra.
Esempio: calcolo della divisione polinomiale
Calcolare la seguente divisione: 3x+13x3+3x+3
Soluzione:
In questo caso, dalla divisione fornita abbiamo che il dividendo è p(x)=3x3+3x+3, e il divisore è s(x)=3x+1.
In questo caso, il grado del dividendo è deg(p)=3, mentre il grado del divisore è deg(s))=1.
Fase 1:
Il termine iniziale del dividendo p(x)=3x3+3x+3 è 3x3, mentre il termine iniziale del divisore s(x)=3x+1 è uguale a 3x.
Allora, il termine che dobbiamo moltiplicare 3x per ottenere il termine iniziale del dividendo è 3x3x3=x2, quindi aggiungiamo questo termine al quoziente. Inoltre, lo moltiplichiamo per il divisore per ottenere x2⋅(3x+1)=3x3+x2, che dobbiamo sottrarre al dividendo:
3x+1)x23x3−3x3−x2−x2+3x+3x+3+3
Passo 2:
Ora, il termine principale del resto corrente −x2+3x+3 è x2, e sappiamo che il termine principale per il divisore è 3x.
Quindi, il termine che dobbiamo moltiplicare 3x per ottenere il termine principale del resto corrente è 3x−1x2=−31x, quindi aggiungiamo questo termine al quoziente. Inoltre, lo moltiplichiamo per il divisore per ottenere −31x⋅(3x+1)=−x2−31x, che dobbiamo sottrarre al promemoria corrente:
3x+1)x23x3−3x3−31x−x2−x2x2+3x+3x+31x310x+3+3+3
Smusso 3:
Ora, il termine principale del resto corrente 310x+3 è 310x, e sappiamo che il termine principale per il divisore è 3x.
Quindi, il termine che dobbiamo moltiplicare 3x per ottenere il termine principale del resto corrente è 3x310x=910, quindi aggiungiamo questo termine al quoziente. Inoltre, lo moltiplichiamo per il divisore per ottenere 910⋅(3x+1)=310x+910, che dobbiamo sottrarre al promemoria corrente:
3x+1)x23x3−3x3−31x−x2−x2x2+910+3x+3x+31x310x−310x+3+3+3−910917
che di conseguenza conclude il processo.
Conclusione:
Pertanto, concludiamo che per dato dividendo p(x)=3x3+3x+3 e divisore s(x)=3x+1, otteniamo che il quoziente è q(x)=x2−31x+910 e il resto è r(x)=917, e che
s(x)p(x)=3x+13x3+3x+3=x2−31x+910+3x+1917
Esempio: un'altra divisione di polinomi
Calcola la divisione del dividendo 31x4−x3+2x−65 e il divisore s(x)=3x+1
Soluzione:
In questo caso ci è stato fornito: p(x)=31x4−x3+2x−65, che va diviso per il polinomio s(x)=3x+1.
Ora, il grado del dividendo è deg(p)=4, e il grado del divisore è deg(s))=1.
Fase 1:
Il termine iniziale del dividendo p(x)=31x4−x3+2x−65 è 31x4, mentre il termine iniziale del divisore s(x)=3x+1 è uguale a 3x.
Allora, il termine che dobbiamo moltiplicare 3x per ottenere il termine iniziale del dividendo è 3x31x4=91x3, quindi aggiungiamo questo termine al quoziente. Inoltre, lo moltiplichiamo per il divisore per ottenere 91x3⋅(3x+1)=31x4+91x3, che dobbiamo sottrarre al dividendo:
3x+1)91x331x4−31x4−x3−91x3−910x3+2x+2x−65−65
Passo 2:
In questo caso, il termine principale del resto corrente −910x3+2x−65 è −910x3, e sappiamo che il termine principale per il divisore è 3x.
Quindi, il termine che dobbiamo moltiplicare 3x per ottenere il termine principale del resto corrente è 3x−910x3=−2710x2, quindi aggiungiamo questo termine al quoziente. Inoltre, lo moltiplichiamo per il divisore per ottenere −2710x2⋅(3x+1)=−910x3−2710x2, che dobbiamo sottrarre al promemoria corrente:
3x+1)91x331x4−31x4−2710x2−x3−91x3−910x3910x3+2710x22710x2+2x+2x+2x−65−65−65
Smusso 3:
In questo caso, il termine principale del resto corrente 2710x2+2x−65 è 2710x2, e sappiamo che il termine principale per il divisore è 3x.
Quindi, il termine che dobbiamo moltiplicare 3x per ottenere il termine principale del resto corrente è 3x2710x2=8110x, quindi aggiungiamo questo termine al quoziente. Inoltre, lo moltiplichiamo per il divisore per ottenere 8110x⋅(3x+1)=2710x2+8110x, che dobbiamo sottrarre al promemoria corrente:
3x+1)91x331x4−31x4−2710x2−x3−91x3−910x3910x3+8110x+2710x22710x2−2710x2+2x+2x+2x−8110x81152x−65−65−65−65
Passaggio 4:
In questo caso, il termine principale del resto corrente 81152x−65 è 81152x, e sappiamo che il termine principale per il divisore è 3x.
Quindi, il termine che dobbiamo moltiplicare 3x per ottenere il termine principale del resto corrente è 3x81152x=243152, quindi aggiungiamo questo termine al quoziente. Inoltre, lo moltiplichiamo per il divisore per ottenere 243152⋅(3x+1)=81152x+243152, che dobbiamo sottrarre al promemoria corrente:
3x+1)91x331x4−31x4−2710x2−x3−91x3−910x3910x3+8110x+2710x22710x2−2710x2+243152+2x+2x+2x−8110x81152x−81152x−65−65−65−65−243152−486709
che conclude questo calcolo, poiché il grado del resto corrente r(x)=−486709 è minore del grado del divisore s(x)=3x+1.
Conclusione:
Pertanto, concludiamo che per dato dividendo p(x)=31x4−x3+2x−65 e divisore s(x)=3x+1, otteniamo che il quoziente è q(x)=91x3−2710x2+8110x+243152 e il resto è r(x)=−486709, e che
s(x)p(x)=3x+131x4−x3+2x−65=91x3−2710x2+8110x+243152−3x+1486709
Esempio: più divisioni polinomiali
Calcolare la seguente divisione di polinomi: x+14x4−2x2+x−1. Possiamo dire che x = -1 è una radice di 4x4−2x2+x−1
Soluzione:
Abbiamo i seguenti dividendi e divisori: p(x)=4x4−2x2+x−1 e s(x)=x+1.
Abbiamo che il grado del dividendo è deg(p)=4, e il grado del divisore è deg(s))=1.
Fase 1:
Il termine iniziale del dividendo p(x)=4x4−2x2+x−1 è 4x4, mentre il termine iniziale del divisore s(x)=x+1 è uguale a x.
Allora, il termine che dobbiamo moltiplicare x per ottenere il termine iniziale del dividendo è x4x4=4x3, quindi aggiungiamo questo termine al quoziente. Inoltre, lo moltiplichiamo per il divisore per ottenere 4x3⋅(x+1)=4x4+4x3, che dobbiamo sottrarre al dividendo:
x+1)4x34x4−4x4−4x3−4x3−2x2−2x2+x+x−1−1
Passo 2:
In questo caso, il termine principale del resto corrente −4x3−2x2+x−1 è −4x3, e sappiamo che il termine principale per il divisore è x.
Quindi, il termine che dobbiamo moltiplicare x per ottenere il termine principale del resto corrente è x−4x3=−4x2, quindi aggiungiamo questo termine al quoziente. Inoltre, lo moltiplichiamo per il divisore per ottenere −4x2⋅(x+1)=−4x3−4x2, che dobbiamo sottrarre al promemoria corrente:
x+1)4x34x4−4x4−4x2−4x3−4x34x3−2x2−2x2+4x22x2+x+x+x−1−1−1
Smusso 3:
In questo caso, il termine principale del resto corrente 2x2+x−1 è 2x2, e sappiamo che il termine principale per il divisore è x.
Quindi, il termine che dobbiamo moltiplicare x per ottenere il termine principale del resto corrente è x2x2=2x, quindi aggiungiamo questo termine al quoziente. Inoltre, lo moltiplichiamo per il divisore per ottenere 2x⋅(x+1)=2x2+2x, che dobbiamo sottrarre al promemoria corrente:
x+1)4x34x4−4x4−4x2−4x3−4x34x3+2x−2x2−2x2+4x22x2−2x2+x+x+x−2x−x−1−1−1−1
Passaggio 4:
In questo caso, il termine principale del resto corrente −x−1 è −1x, e sappiamo che il termine principale per il divisore è x.
Quindi, il termine che dobbiamo moltiplicare x per ottenere il termine principale del resto corrente è x−1x=−1, quindi aggiungiamo questo termine al quoziente. Inoltre, lo moltiplichiamo per il divisore per ottenere −1⋅(x+1)=−x−1, che dobbiamo sottrarre al promemoria corrente:
x+1)4x34x4−4x4−4x2−4x3−4x34x3+2x−2x2−2x2+4x22x2−2x2−1+x+x+x−2x−xx−1−1−1−1+10
e interrompiamo l'iterazione, poiché il grado del resto corrente r(x)=0 è minore del grado del divisore s(x)=x+1.
Conclusione:
Pertanto, concludiamo che per i dati dividendo p(x)=4x4−2x2+x−1 e divisore s(x)=x+1, otteniamo che il quoziente è q(x)=4x3−4x2+2x−1 e il resto è r(x)=0, il che significa che s(x) divide esattamente p(x) e otteniamo
s(x)p(x)=x+14x4−2x2+x−1=4x3−4x2+2x−1
Altri calcolatori polinomiali
Riuscire con successo
calcolare i polinomi
può rivelarsi cruciale nel tuo arsenale di abilità di algebra al momento della fattorizzazione dei polinomi o
risoluzione di equazioni polinomiali
. frazione al decimale