โปรแกรมหารยาวพหุนาม (Polynomial Long Division)
การหารพหุนาม P(x) ด้วย D(x) ให้ผลหาร Q(x) และเศษเหลือ R(x) ที่มีดีกรีต่ำกว่าตัวหาร โดย P(x) = D(x)·Q(x) + R(x) ทำโดยนำพจน์หน้าสุดของตัวตั้งหารด้วยพจน์หน้าสุดของตัวหาร คูณกลับ ลบ แล้วทำซ้ำ เช่น (2x³ − 3x² + 4x − 5) ÷ (x − 2) ได้ผลหาร 2x² + x + 6 เศษ 7 ซึ่งเท่ากับ P(2) ตามทฤษฎีบทเศษเหลือ
ประวัติการคำนวณ (เก็บในเครื่องนี้)
วิธีใช้หารยาวพหุนาม
- พิมพ์ตัวตั้ง P(x) และตัวหาร D(x) เช่น 2x^3 − 3x^2 + 4x − 5 และ x − 2 (ใช้ ^ หรือ ² ³ ได้)
- อ่านผลหาร Q(x) และเศษเหลือ R(x) พร้อมรูป P(x) = D(x)·Q(x) + R(x)
- ดูตารางหารยาวทีละขั้น ถ้าตัวหารเป็นเชิงเส้นจะมีตารางหารสังเคราะห์และการตรวจด้วยทฤษฎีบทเศษเหลือให้ด้วย
ขั้นตอนการหารยาวพหุนาม
P(x) = D(x) · Q(x) + R(x) โดย deg R < deg D
- เรียงพจน์ของตัวตั้งและตัวหารตามกำลังจากมากไปน้อย ถ้าขาดพจน์ใดให้เขียน 0 แทน (เช่น x³ + 1 เขียนเป็น x³ + 0x² + 0x + 1)
- นำพจน์หน้าสุดของตัวตั้งหารด้วยพจน์หน้าสุดของตัวหาร ได้พจน์แรกของผลหาร
- คูณพจน์นั้นกลับเข้ากับตัวหารทั้งหมด แล้วนำไปลบออกจากตัวตั้ง
- ทำซ้ำกับเศษที่ได้ จนกว่าดีกรีของเศษจะน้อยกว่าดีกรีของตัวหาร
หารสังเคราะห์ ใช้ได้เมื่อตัวหารเป็น x − c: เขียนเฉพาะสัมประสิทธิ์ นำตัวแรกลงมา คูณ c แล้วบวกกับตัวถัดไปเรื่อย ๆ ตัวสุดท้ายคือเศษเหลือ
ทฤษฎีบทเศษเหลือ: เศษจากการหาร P(x) ด้วย (x − c) เท่ากับ P(c) และถ้า P(c) = 0 แสดงว่า (x − c) เป็นตัวประกอบ (ทฤษฎีบทตัวประกอบ)
ตัวอย่างการคำนวณ
หาร 2x³ − 3x² + 4x − 5 ด้วย x − 2
- 2x³ ÷ x = 2x² → 2x²(x − 2) = 2x³ − 4x² ลบออก เหลือ x² + 4x − 5
- x² ÷ x = x → x(x − 2) = x² − 2x ลบออก เหลือ 6x − 5
- 6x ÷ x = 6 → 6(x − 2) = 6x − 12 ลบออก เหลือ 7 (ดีกรี 0 น้อยกว่าตัวหารแล้ว หยุด)
ผลหาร 2x² + x + 6 เศษเหลือ 7 ตรวจด้วยทฤษฎีบทเศษเหลือ: P(2) = 16 − 12 + 8 − 5 = 7 ✓
หารสังเคราะห์ด้วย 2: สัมประสิทธิ์ 2, −3, 4, −5 → นำ 2 ลง; 2×2 − 3 = 1; 1×2 + 4 = 6; 6×2 − 5 = 7 ได้ 2, 1, 6 | 7 ตรงกัน
หารยาวกับหารสังเคราะห์ต่างกันอย่างไร
| หารยาว | หารสังเคราะห์ | |
|---|---|---|
| ตัวหารที่ใช้ได้ | พหุนามดีกรีใดก็ได้ | เฉพาะ x − c (ดีกรี 1) |
| สิ่งที่เขียน | พจน์เต็ม ๆ พร้อมตัวแปร | เฉพาะสัมประสิทธิ์ |
| ความเร็ว | ช้ากว่า ผิดเครื่องหมายได้ง่าย | เร็ว เหมาะกับการลองรากหลายค่า |
| ถ้าตัวหารเป็น ax + b | ทำได้ตรง ๆ | ใช้ c = −b/a แล้วหารผลหารด้วย a อีกครั้ง |
ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย
- ลืมใส่ 0 แทนพจน์ที่ขาด ทำให้คอลัมน์เลื่อน
- ลบผิดเครื่องหมาย: การลบ (2x³ − 4x²) ต้องเปลี่ยนเป็นบวก 4x² ไม่ใช่ลบ
- หยุดหารเร็วเกินไป ต้องหารจนดีกรีของเศษน้อยกว่าดีกรีของตัวหารจริง ๆ
- ในหารสังเคราะห์ใช้ค่า c ผิดเครื่องหมาย: ตัวหาร x + 3 ต้องใช้ c = −3
คำถามที่พบบ่อย
ทฤษฎีบทเศษเหลือใช้ทำอะไร
ใช้หาเศษจากการหารด้วย (x − c) โดยไม่ต้องหารจริง เพียงแทน x = c ลงใน P(x) ถ้า P(c) = 0 แสดงว่า x − c เป็นตัวประกอบของ P(x) ซึ่งเป็นหัวใจของการแยกตัวประกอบพหุนามดีกรีสูง
ตัวหารเป็น 2x + 1 ใช้หารสังเคราะห์ได้ไหม
ได้ ให้ใช้ c = −1/2 หารสังเคราะห์ตามปกติ เศษเหลือที่ได้ถูกต้องเลย แต่ผลหารต้องนำไปหารด้วย 2 อีกครั้ง เพราะ 2x + 1 = 2(x + 1/2) โปรแกรมแสดงขั้นนี้ให้อัตโนมัติ
ถ้าดีกรีของตัวตั้งน้อยกว่าตัวหารจะเป็นอย่างไร
หารไม่ได้ ผลหารเป็น 0 และเศษเหลือคือตัวตั้งทั้งก้อน เช่นเดียวกับ 3 ÷ 7 ที่ได้ผลหาร 0 เศษ 3
เศษเหลือเป็นเศษส่วนได้ไหม
ได้ ถ้าสัมประสิทธิ์ของพจน์หน้าสุดของตัวหารไม่ใช่ 1 หรือ −1 ผลหารและเศษอาจเป็นเศษส่วน โปรแกรมคำนวณด้วยเศษส่วนแม่นตรง ไม่ปัดทศนิยม