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Algebra · real student question

用综合除法把 x³ − x² − 4 除以 x − 2,注意一次项是缺失的。

Question

用综合除法把 x3−x2−4x^3-x^2-4 除以 x−2x-2,写出商和余数。

Step-by-step solution

  1. 先看出多项式里的缺口。 把各次幂补齐写出来,被除式是

    x3−x2+0⋅x−4x^3-x^2+0\cdot x-4

    所以系数行必须是 1,  −1,  0,  −41,\;-1,\;0,\;-4——一个三次式对应四个数。漏掉这个 00、只写 1,−1,−41,-1,-4,后面所有列都会整体错位,这正是这类题最典型的翻车方式。

  2. 从除式取 c=2c=2。 因为 x−2=x−(2)x-2=x-(2),所以角上填的数是 c=2c=2。余数定理已经能预告最后一列该是多少:

    f(2)=8−4−4=0f(2)=8-4-4=0

    也就是说,这次应该能整除。

  3. 在补齐后的系数行上逐列做乘加。

    21−10−42241120\begin{array}{r|rrrr}2 & 1 & -1 & 0 & -4\\ & & 2 & 2 & 4\\ \hline & 1 & 1 & 2 & 0\end{array}

    具体过程是:1⋅2=21\cdot 2=2,−1+2=1-1+2=1;1⋅2=21\cdot 2=2,0+2=20+2=2(这一列正是靠补零才存在的);2⋅2=42\cdot 2=4,−4+4=0-4+4=0。

  4. 读出结果。 最后一行给出一个二次的商和为零的余数:

    商=x2+x+2,余数=0\text{商}=x^2+x+2,\qquad \text{余数}=0

    因此 x−2x-2 是它的一个因式,x=2x=2 是这个三次式的一个根。

  5. 检验因式分解并考察其余的根。 反过来展开:

    (x−2)(x2+x+2)=x3+x2+2x−2x2−2x−4=x3−x2−4  ✓(x-2)(x^2+x+2)=x^3+x^2+2x-2x^2-2x-4=x^3-x^2-4\;\checkmark

    商 x2+x+2x^2+x+2 的判别式是 1−8=−7<01-8=-7<0,在实数范围内无法再分解。这说明 x=2x=2 是唯一的实根,另外两个根是一对共轭复数 x=−1±i72x=\tfrac{-1\pm i\sqrt7}{2}。

Answer

x3−x2−4x−2=x2+x+2(余数为 0)\frac{x^3-x^2-4}{x-2}=x^2+x+2\quad(\text{余数为 }0)

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