什么是余数定理?
余数定理是代数中的一条基础定理:当多项式 \(P(x)\) 除以一次因式 \((x-c)\) 时,所得的余数恰好等于 \(P(c)\)。也就是说,你无需进行繁琐的多项式长除法,只要把 \(c\) 代入多项式求值即可得到余数。本计算器能瞬间帮你完成这一计算。
如何使用本计算器
请按照从最高次项到常数项的顺序输入多项式的各项系数,用逗号或空格隔开。注意:缺项也要补 0。例如 \(P(x) = 2x^3 - 3x^2 + 5\) 中没有一次项 \(x\),因此应输入 2, -3, 0, 5。接着输入除式 \((x-c)\) 中的 \(c\) 值。如果除式是 \((x+4)\),那么 \(c = -4\)。点击计算即可得到余数 \(P(c)\)。
公式详解
余数定理可表述为 $$\text{Remainder} = P(c) = \sum_{i=0}^{n} a_i\,\text{c}^{\,n-i}$$ 其中 $$\left\{ \begin{aligned} a_i &= \text{Coefficients} \\ c &= \text{Divisor value (from } x - c) \end{aligned} \right.$$ 在内部计算时,我们采用秦九韶算法(霍纳法,Horner’s method),将多项式改写为嵌套形式,从而以最少的乘法次数完成求值,并获得最佳的数值稳定性。计算从 0 开始,对每个系数:先把当前累加值乘以 \(c\),再加上下一个系数。最终得到的结果就是 \(P(c)\),也就是余数。
实例演算
设 \(P(x) = 2x^3 - 3x^2 + 5\),除以 \((x-2)\),即 \(c = 2\)。用秦九韶算法逐步计算:从 0 开始;\(\times 2 + 2 = 2\);\(\times 2 + (-3) = 1\);\(\times 2 + 0 = 2\);\(\times 2 + 5 = 9\)。所以 \(P(2) = 9\),余数即为 9。也可以直接代入验证:$$2(8) - 3(4) + 5 = 16 - 12 + 5 = 9$$
常见问题
如果 c 使余数为零会怎样? 如果 \(P(c) = 0\),说明 \((x-c)\) 能整除 \(P(x)\)——此时 \(c\) 是多项式的一个根,\((x-c)\) 是它的一个因式(这就是因式定理)。
除式是 (x+3) 时该如何输入? 把 \(x + 3\) 改写成 \(x - (-3)\),因此输入 \(c = -3\)。
每一项的系数都要输入吗? 是的——任何缺失的幂次都要补上 0,这样各系数的位置才能正确对齐。