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Algebra · real student question

用綜合除法把 x³ − x² − 4 除以 x − 2,注意一次項是缺少的。

Question

用綜合除法把 x3−x2−4x^3-x^2-4 除以 x−2x-2,寫出商與餘式。

Step-by-step solution

  1. 先看出多項式裡的缺口。 把各次方補齊寫出來,被除式是

    x3−x2+0⋅x−4x^3-x^2+0\cdot x-4

    所以係數列必須是 1,  −1,  0,  −41,\;-1,\;0,\;-4——一個三次式對應四個數。漏掉這個 00、只寫 1,−1,−41,-1,-4,後面所有欄都會整體錯位,這正是這類題最典型的翻車方式。

  2. 從除式取 c=2c=2。 因為 x−2=x−(2)x-2=x-(2),所以角上填的數是 c=2c=2。餘式定理已經能預告最後一欄該是多少:

    f(2)=8−4−4=0f(2)=8-4-4=0

    也就是說,這次應該能整除。

  3. 在補齊後的係數列上逐欄做乘加。

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

    具體過程是:1⋅2=21\cdot 2=2,−1+2=1-1+2=1;1⋅2=21\cdot 2=2,0+2=20+2=2(這一欄正是靠補零才存在的);2⋅2=42\cdot 2=4,−4+4=0-4+4=0。

  4. 讀出結果。 最後一列給出一個二次的商與為零的餘式:

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

    因此 x−2x-2 是它的一個因式,x=2x=2 是這個三次式的一個根。

  5. 檢驗因式分解並考察其餘的根。 反過來展開:

    (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 的判別式是 1−8=−7<01-8=-7<0,在實數範圍內無法再分解。這說明 x=2x=2 是唯一的實根,另外兩個根是一對共軛複數 x=−1±i72x=\tfrac{-1\pm i\sqrt7}{2}。

Answer

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

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