多项式长除法是一种手算方法,用来把一个多项式除以另一个多项式。如果你会整数的长除法,那么它的步骤模式是一样的:首项相除、相乘、相减,然后重复。
最关键的停止规则很简单:当余式的次数低于除式的次数时就停止。如果余式是 0,说明这个除法正好整除。
为什么多项式长除法可行
在每一步中,你都要选出一个商的项,使它能够消去当前被除式的首项。
这就是为什么第一步永远是:
leading term of divisorleading term of dividend
得到这一项商之后,用它去乘整个除式,再做相减。相减后会得到一个新的、次数更低的多项式,接着继续运算。
多项式长除法步骤
- 把两个多项式都按幂次从高到低排列。
- 如果有缺少的幂次,补上系数为 0 的项。
- 用当前被除式的首项除以除式的首项。
- 把结果写到商里。
- 用这一项商乘以除式。
- 相减。
- 移下下一项并重复。
如果各项没有按次数对齐,那么相减这一步就很容易出错。
例题:计算 2x3−5x2+5x−6 除以 x−2
我们要求
x−22x3−5x2+5x−6.
每一轮的目标都是消去当前的首项。
1. 首项相除
用 2x3 除以 x:
x2x3=2x2.
所以商的第一项是 2x2。
2. 相乘并相减
用 2x2 乘以除式:
2x2(x−2)=2x3−4x2.
再从原来的被除式中相减:
(2x3−5x2+5x−6)−(2x3−4x2)=−x2+5x−6.
3. 对新的首项重复操作
现在用 −x2 除以 x:
x−x2=−x.
把 −x 写到商里。
相乘:
−x(x−2)=−x2+2x.
相减:
(−x2+5x−6)−(−x2+2x)=3x−6.
4. 再做一轮
用 3x 除以 x:
x3x=3.
把 3 写到商里。
相乘:
3(x−2)=3x−6.
相减:
(3x−6)−(3x−6)=0.
所以余式是 0,商为
x−22x3−5x2+5x−6=2x2−x+3.
如何检查答案
用商乘以除式:
(2x2−x+3)(x−2).
展开可得
2x3−5x2+5x−6,
这与原来的被除式一致。这就说明除法结果是正确的。
常见错误:跳过缺少的幂次
最常见的列式错误,就是忽略了缺少的幂次。比如,把 x3+4x−1 除以 x−1 时,你应该先把被除式改写成
x3+0x2+4x−1.
这个 0x2 占位项能让每一步相减都保持对齐。没有它,后面的项就可能落到错误的位置上。
什么时候使用多项式长除法
当因式分解不明显、你需要直接求出商和余式,或者你想把一个假分式改写成更合适的形式时,这个方法就很有用。
它也常出现在部分分式分解之前。如果分子的次数大于或等于分母的次数,就要先做多项式长除法。
自己试一题
试着计算下面这个式子:
x+3x3+2x2−5x−6.
重点注意各项次数要对齐,并且用乘法检查结果。进一步练习时,可以试一个余式不为零的例子,并把答案写成
quotient+divisorremainder.