Restsats och Faktorsats

eller: hur man undviker polynom lång uppdelning när man hittar faktorer

kommer du ihåg att göra uppdelning i aritmetik?

7/2=3 återstoden 1

”7 dividerat med 2 är lika med 3 med en rest av 1”

varje del av divisionen har namn:

utdelning / divisor=kvot med resten

som kan skrivas om som en summa så här:

7 = 2 tider 3 + 1

polynomier

Tja, vi kan också dela polynomier.

f (x) CB d (x) = q (x) med en rest av r (x)

men det är bättre att skriva det som en summa så här:

f (x) = d(x) gånger q (x) + r (x)

som i detta exempel med polynom lång Division:

exempel: 2×2−5x-1 dividerat med x−3

  • f (x) är 2×2−5x-1
  • d(x) är x−3

polynom lång division 2x^ / 2-5x-1 / x-3 = 2x + 1 R 2

efter uppdelning får vi svaret 2x + 1, men det finns en återstod av 2.

  • q(X) är 2x + 1
  • r (x) är 2

i stilen f (x) = d·x) * q (x) + r (x) kan vi skriva:

2×2−5x−1 = (x−3) (2x+1) + 2

men du behöver veta en sak till:

graden av r (x) är alltid mindre än d (x)

säg att vi delar med ett polynom av grad 1 (som ”x−3”) resten kommer att ha grad 0 (med andra ord en konstant, som ”4”).

vi kommer att använda den tanken i ”restsatsen”:

restsatsen

när vi delar f (x) med det enkla polynomet x-c får vi:

f (x) = (x-c· * q (x) + r (x)

x-c är Grad 1, Så r(x) måste ha grad 0, så det är bara en konstant r:

f (x) = (x−c) * q (X) + r

se nu vad som händer när vi har x lika med c:

f (c) =·c-c) * q (c) + r
f (c) =(0) * q (c) + r
f (c) =r

så vi får det här:

restsatsen:

när vi delar ett polynom f (x) med x-c är resten f (c)

så för att hitta resten efter att ha delat med x-c behöver vi inte göra någon uppdelning:

beräkna bara f (c).

Låt oss se det i praktiken:

exempel: resten efter 2×2−5x−1 divideras med x−3

(vårt exempel ovanifrån)

vi behöver inte dela med (x−3) … beräkna bara f(3):

2(3)2-5(3)-1 = 2×9-5×3−1
= 18-15-1
= 2

och det är resten vi fick från våra beräkningar ovan.

vi behövde inte göra lång Division alls!

exempel: Resten efter 2×2−5x−1 divideras med x-5

samma exempel som ovan men den här gången delar vi med ”x−5”

”c” är 5, så låt oss kolla f(5):

2(5)2-5(5)-1 = 2×25-5×5−1
= 50-25-1
= 24

resten är 24

än en gång … Vi behövde inte göra Long Division för att hitta det.

Faktorsatsen

Nu …

vad händer om vi beräknar f (c) och det är 0?

… det betyder att resten är 0, och …

… (x-c) måste vara en faktor för polynomet!

vi ser detta när vi delar heltal. Till exempel 60 20 20 = 3 utan resten. Så 20 måste vara en faktor på 60.

exempel: x2−3x-4

f(4) = (4)2-3(4)-4 = 16-12-4 = 0

så (x-4) måste vara en faktor x2-3x−4

och så har vi:

faktorsatsen:

när f (c) = 0 är x-c en faktor f (x)

och tvärtom också:

när x−c är en faktor f(x) då f (c)=0

Varför är detta användbart?

att veta att x-c är en faktor är detsamma som att veta att c är en rot (och vice versa).

faktorn ” x-c ”och roten” c ” är samma sak

vet en och vi känner den andra

för en sak betyder det att vi snabbt kan kontrollera om (x−c) är en faktor i polynomet.

exempel: hitta faktorerna för 2×3−x2-7x+2

polynomet är grad 3 och kan vara svårt att lösa. Så låt oss rita det först:

diagram över 2x^3-x^2-7x+2

kurvan korsar x-axeln vid tre punkter, och en av dem kan vara vid 2. Vi kan enkelt kontrollera:

f(2) = 2(2)3−(2)2-7(2)+2
= 16-4-14+2
= 0

Ja! f (2) = 0, så vi har hittat en rot och en faktor.

så (x−2) måste vara en faktor 2×3-x2-7x+2

vad sägs om var den korsar nära -1.8?

f(-1.8) = 2(-1.8)3−(-1.8)2-7(-1.8)+2
= −11.664−3.24+12.6+2
= -0.304

Nej, (x + 1.8) är inte en faktor. Vi kan prova några andra värden i närheten och kanske ha tur.

men åtminstone vet vi (x−2) är en faktor, så låt oss använda polynom lång Division:

2×2+3x−1
x−2)2×3− x2−7x+2
2×3−4×2
3×2−7x
3×2−6x
−x+2
−x+2
0

som förväntat är resten noll.

ännu bättre är vi kvar med kvadratisk ekvation 2×2+3x−1 som är lätt att lösa.

dess rötter är -1.78… och 0.28…, så slutresultatet är:

2×3−x2−7x+2 = (x-2)(x+1, 78…) (x-0,28…)

vi kunde lösa ett svårt polynom.

sammanfattning

återstoden Sats:

  • när vi delar ett polynom f (x) med x-c är resten f (c)

faktorsatsen:

  • när f (c) = 0 är x-c en faktor av f (x)
  • när x-c är en faktor av f (x) då f (c)=0

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.

More: