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Algebra · real student question

用综合除法计算 x^3 - 4x^2 + x + 6 除以 x + 1,再据此把这个三次式完全因式分解。

Question

用综合除法计算 x3−4x2+x+6x^3-4x^2+x+6 除以 x+1x+1,再利用结果把这个三次式完全因式分解。

Step-by-step solution

  1. 先把 x+1x+1 改写成 x−cx-c 的形式。 综合除法左上角那个数永远是除式的零点,所以动手之前先改写:

    x+1=x−(−1)  ⟹  c=−1x+1=x-(-1)\;\Longrightarrow\; c=-1

    碰到这种除式,写成 +1+1 是最常犯的一个错。余数定理正好当安全网用:表格算出来的结果必须等于 f(−1)=−1−4−1+6=0f(-1)=-1-4-1+6=0。

  2. 把系数列出来。 x3−4x2+x+6x^3-4x^2+x+6 里四个次数一个不缺,所以首行是

    1,  −4,  1,  61,\;-4,\;1,\;6

    正负号要跟着系数走,而不是跟着运算走;符号的记账本来就是这张表替你自动完成的。

  3. 逐列乘以 −1-1 再相加。

    −11−416−15−61−560\begin{array}{r|rrrr}-1 & 1 & -4 & 1 & 6\\ & & -1 & 5 & -6\\ \hline & 1 & -5 & 6 & 0\end{array}

    一步步来:1⋅(−1)=−11\cdot(-1)=-1,−4+(−1)=−5-4+(-1)=-5;接着 −5⋅(−1)=5-5\cdot(-1)=5,1+5=61+5=6;再 6⋅(−1)=−66\cdot(-1)=-6,6+(−6)=06+(-6)=0。乘以一个负的 cc 会让中间那一行的符号正负交替,这本身就是个方便的目测检查。

  4. 读出商和余数。 次数降一次,底行的 1,−5,6,01,-5,6,0 意味着

    商=x2−5x+6,余数=0\text{商}=x^2-5x+6,\qquad \text{余数}=0

    于是 x3−4x2+x+6=(x+1)(x2−5x+6)x^3-4x^2+x+6=(x+1)(x^2-5x+6)。

  5. 把二次的商也分解掉,收尾。 商 x2−5x+6x^2-5x+6 需要找两个数,乘积为 66、和为 −5-5,也就是 −2-2 和 −3-3:

    x2−5x+6=(x−2)(x−3)x^2-5x+6=(x-2)(x-3)

    于是完全因式分解和三个根是

    x3−4x2+x+6=(x+1)(x−2)(x−3),x=−1, 2, 3x^3-4x^2+x+6=(x+1)(x-2)(x-3),\qquad x=-1,\,2,\,3

    检查常数项:(1)(−2)(−3)=6  ✓(1)(-2)(-3)=6\;\checkmark,与原三次式里的 +6+6 对得上。

Answer

x3−4x2+x+6x+1=x2−5x+6(余数 0),x3−4x2+x+6=(x+1)(x−2)(x−3)\frac{x^3-4x^2+x+6}{x+1}=x^2-5x+6\quad(\text{余数 }0),\qquad x^3-4x^2+x+6=(x+1)(x-2)(x-3)

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