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輸入計算

數學公式

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結果

多項式 P(x)
P(x) = x^3 - 2x^2 - 5x + 6
由所輸入的根展開而得
次數 3
根的數目 3
首項係數 1
常數項 6

這個計算器的功能

「由根求多項式計算器」把一般的求根問題反過來操作:你不需要去解出多項式的零點,而是在已知所有根的情況下,反向建構出多項式。只要輸入一組實數根,並可選擇設定首項係數,計算器就會回傳完整展開的標準式 \(P(x)\),同時列出它的次數、首項係數與常數項。

使用方式

請以逗號分隔的方式輸入各個根(例如 1, -2, 3)。接著設定首項係數 a:若想得到最單純的首一多項式(monic polynomial),請填入 1;若要縮放整個式子,則填入其他數值。計算器會將各個因式 \((x - r)\) 相乘,套用首項係數,最後印出展開後的多項式。

公式說明

根據因式定理,若 \(r\) 是 \(P(x)\) 的一個根,則 \((x - r)\) 必為 \(P(x)\) 的一個因式。因此,以 \(r_1\)、\(r_2\)、…、\(r_n\) 為根的多項式可寫成 $$P(x) = a \prod_{i=1}^{n} \left( x - r_i \right)$$ 計算器會一步步完成這個連乘,並依 \(x\) 的次數由高到低展開。首項係數決定了最高次項,而常數項則等於 \(a\) 乘上所有根取負後的乘積。

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展示因式形式相乘得到展開多項式形式的示意圖
多項式由首項係數乘以各因式 \((x - r_i)\) 構成,然後展開。

範例演算

假設根為 1、−2、3,且 \(a = 1\)。將 \((x - 1)(x + 2)(x - 3)\) 相乘:先算 $$(x - 1)(x + 2) = x^2 + x - 2$$ 再算 $$(x^2 + x - 2)(x - 3) = x^3 - 2x^2 - 5x + 6$$ 因此 \(P(x) = x^3 - 2x^2 - 5x + 6\),這是一個次數為 3、常數項為 6 的三次多項式。

數線上將實根標記為曲線穿過零點的各點
每個根 \(r_i\) 都是多項式曲線與 \(x\) 軸相交的位置。

常見問題

可以輸入重複的根嗎? 可以。把同一個根列出兩次,它的重根數(multiplicity)就是 2,會產生一個平方因式。

能處理複數根嗎? 本工具以實數根為主。若要納入共軛複數對,請改以一個實係數的二次因式來輸入。

首項係數有什麼作用? 它會在垂直方向上整體縮放多項式,但不會改變任何根的位置。例如 \(a = 2\) 會讓每一個係數都變成兩倍。

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