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魯菲尼法則


魯菲尼法則是除以 多項式 的線性因子的快捷方法,形式為 x-a,可以用來代替標準的長除法演算法。此方法將多項式和線性因子簡化為一組數值。處理這些數值後,得到的數值輸出集用於構建多項式商多項式餘數

請注意,魯菲尼法則是一種更廣義的綜合除法概念的特例,其中除數多項式是首一線性多項式。 令人困惑的是,魯菲尼法則有時也被稱為綜合除法,從而導致常見的誤解,即綜合除法的範圍遠小於長除法演算法。

對於魯菲尼法則的示例,請考慮 3x^3-6x+2 除以 x-2。首先,如果x的冪次項在被除數中缺失,則必須將具有該冪次和零係數的項插入到多項式中的正確位置。在這種情況下,x^2 項在被除數中缺失,因此必須在三次項和線性項之間新增 0x^2

 3x^3+0x^2-6x+2.
(1)

接下來,所有變數及其指數(x^3x^2x)從被除數中移除,僅留下被除數的係數列表:30-62。接下來,由於魯菲尼法則只需要線性因子 x-2 的常數項(2),因此除數被修改為單項“序列”2。請注意,如果除數是 x+2,重寫為 x-(-2) 將導致修改後的除數序列為 -2

表示除數和被除數序列的數字被放置在類似除法的配置中

SyntheticDivision1

被除數中的第一個數字(3)被放入結果區域(水平線下方)的第一個位置。這個數字是原始被除數多項式中 x^3 項的係數

SyntheticDivision2

然後,結果中的第一個條目(3)乘以除數(2),並將乘積放置在被除數中的下一個項(0)下方

SyntheticDivision3

接下來,將被除數中的數字和乘法結果相加,並將總和放在結果行的下一個位置

SyntheticDivision4

對於被除數中的其餘數字,此過程將繼續進行

SyntheticDivision5

結果是序列 36614。除最後一個數字外的所有數字都成為商多項式的係數。由於三次多項式除以線性項,因此商是二次多項式

 3x^2+6x+6.
(2)

結果列表中的最後一個條目(即,14)是餘數。商和餘數可以組合成一個表示式

 3x^2+6x+6+(14)/(x-2).
(3)

(請注意,沒有執行除法運算來計算此除法問題的答案。)

為了驗證此過程是否有效,可以將商乘以除數,然後加上餘數以獲得原始被除數多項式

(3x^2+6x+6)×(x-2)=3x^3-6x-12
(4)
(3x^3-6x-12)+14=3x^3-6x+2.
(5)

魯菲尼法則可以與多項式餘數定理結合使用,以評估多項式在實數值處的值。例如,考慮多項式

 f(x)=3x^5-38x^3+5x^2-1.
(6)

為了找到 f(4) 的值,餘數定理指出,當 f(x) 除以 x-4 時,f(4) 是餘數。使用魯菲尼法則,可以得到

SyntheticDivision6

因此 f(4)=719


另請參閱

除法, 長除法, 多項式, 綜合除法

此條目由 Christopher Stover 貢獻

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參考文獻

Lipschutz, S. Schaum's Outline of Linear Algebra. New York: McGraw-Hill, pp. 326-327, 2000.Press, W. H.; Flannery, B. P.; Teukolsky, S. A.; and Vetterling, W. T. "Polynomials and Rational Functions." §5.3 in Numerical Recipes in C: The Art of Scientific Computing, 2nd ed. Cambridge, England: Cambridge University Press, pp. 173-176, 1992. http://www.library.cornell.edu/nr/bookcpdf/c5-3.pdf.

請引用本文為

Stover, Christopher. "魯菲尼法則。" 來自 Web 資源,由 Eric W. Weisstein 建立。 https://mathworld.tw/RuffinisRule.html

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