這個計算機的功能
這個工具可以化簡有理式,也就是分子與分母都是多項式的分數。它接受兩個 \(a \cdot x^{2} + b \cdot x + c\) 形式的二次式,分別求出各自的根,將它們分解成 \((x - r)\) 的乘積形式,再約去同時出現在分子與分母的公因式。最後得到的就是原本的分式化簡到最簡形式,和你在代數課上手算的步驟完全一樣。
使用方法
分別輸入分子與分母的三個係數。若是像 \(x + 2\) 這樣的一次式,請設定 \(a = 0\)、\(b = 1\)、\(c = 2\);若只是一個常數,則設定 \(a = 0\)、\(b = 0\)。按下計算後,工具會回傳化簡後的分式、約去的公因式數量,以及乘在結果前面的領導係數。
公式說明
每一個二次式 \(ax^{2} + bx + c\) 都可以寫成 \(a(x - r_1)(x - r_2)\),其中 \(r_1\) 與 \(r_2\) 是用二次公式求出的兩個根。當分子與分母都化成因式相乘的形式後,凡是分子分母都出現的 \((x - r)\) 因式,其比值等於 1,便可以約掉。剩下的領導係數會合併成單一個常數係數(也就是兩個領導係數的比值)。
$$\frac{\text{na}\,x^{2} + \text{nb}\,x + \text{nc}}{\text{da}\,x^{2} + \text{db}\,x + \text{dc}} = \frac{a_N(x-r_1)(x-r_2)}{a_D(x-s_1)(x-s_2)} \;\xrightarrow{\text{cancel}}\; \frac{\text{numerator}}{\text{denominator}}$$
實例演練
以 \(\dfrac{x^{2} - x - 6}{x^{2} - 6x + 9}\) 為例。分子可分解為 \((x - 3)(x + 2)\),分母則分解為 \((x - 3)(x - 3)\)。兩邊共有的 \((x - 3)\) 約掉之後,剩下 \(\dfrac{x + 2}{x - 3}\)。這裡約去了一個因式,領導係數為 1。
常見問題
如果分式可以完全約掉怎麼辦?沒問題——若分母的每個因式都被約掉,結果就會變成一個多項式或常數,不會再以分數形式呈現。
遇到無理根或重根呢?重根會一個對一個地約去;無理根則以數值方式比對,因此真正相等的因式仍然會被約掉。
答案會標註定義域的限制嗎?從代數角度來說,被約掉的因式所對應的根仍然要排除在定義域之外,不過本計算機著重在呈現化簡後的形式。