Die schriftliche Polynomdivision bestimmt Quotient und Rest bei der Division zweier Polynome. Ihr Ablauf ähnelt der schriftlichen Division ganzer Zahlen. Die Spaltenausrichtung ist es, die dieses Muster funktionieren lässt, denn nur gleichartige Terme dürfen voneinander subtrahiert werden.
Der Divisor darf nicht das Nullpolynom sein. In jedem Durchgang beseitigen Multiplikation und Subtraktion den führenden Term des vorläufigen Rests. Beende die Division, wenn der Rest null ist oder einen kleineren Grad als der Divisor hat.
P(x)=4x4+17x3+0x2−3x+1 (Ergänze den fehlenden x2-Term.)
Q(x)=x2+4x−1
Schritt 2. Divisionsrechnung
Der Quotient lautet 4x2+x und der Rest −2x+1. Die folgenden Schritte zeigen jede Multiplikation und Subtraktion einschließlich des Nullkoeffizienten von x2.
Schritt 3. Schritt-für-Schritt-Erklärung
Iteration 1:
Dividieren: Teile den führenden Term 4x4 durch den führenden Term des Divisors x2:
x24x4=4x2
Schreibe 4x2 als ersten Term des Quotienten.
Multiplizieren: Multipliziere 4x2 mit dem Divisor x2+4x−1:
4x2(x2+4x−1)=4x4+16x3−4x2
Subtrahieren: Subtrahiere das Produkt vom anfänglichen Polynom:
(4x4+17x3+0x2)−(4x4+16x3−4x2)=x3+4x2
Herunterziehen: Ziehe den nächsten Term (−3x) herunter, um das neue Polynom zu erhalten:
x3+4x2−3x
Iteration 2:
Dividieren: Teile den führenden Term des neuen Polynoms x3 durch den führenden Term des Divisors x2:
x2x3=x
Schreibe +x als nächsten Term des Quotienten.
Multiplizieren: Multipliziere x mit dem Divisor x2+4x−1:
x(x2+4x−1)=x3+4x2−x
Subtrahieren: Subtrahiere das Produkt vom aktuellen Polynom:
(x3+4x2−3x)−(x3+4x2−x)=−2x
Herunterziehen: Ziehe den nächsten Term (+1) herunter, um den vorläufigen Rest zu erhalten:
−2x+1
Abbruch: Der Grad des Restes (−2x+1, Grad 1) ist kleiner als der Grad des Divisors (x2+4x−1, Grad 2). Damit ist die Division beendet.
Schritt 4. Ergebnis
Der Quotient (H(x)) ist 4x2+x.
Der Rest (S(x)) beträgt −2x+1.
Schritt 5. Schreiben in Form eines Divisionsalgorithmus
Mit dem Divisionsalgorithmus können wir das Ergebnis so schreiben:
Bruchform:
x2+4x−14x4+17x3−3x+1=4x2+x+x2+4x−1−2x+1
Multiplikationsform:
4x4+17x3−3x+1=(x2+4x−1)(4x2+x)+(−2x+1)
Die Polynomdivision hält jeden Divisions-, Multiplikations- und Subtraktionsschritt fest. Diese Anordnung funktioniert für Divisoren beliebigen positiven Grades und erleichtert die Kontrolle mit P(x)=Q(x)H(x)+S(x).
Die Bruchform gilt nur für Eingaben mit Q(x)=0. Die Produktidentität gilt weiterhin für alle Eingaben.
Bestimme bei der Division von P(x)=x3−x+9 durch Q(x)=x2−2x+3 das QuotientenpolynomH(x) und das Restpolynom S(x). Prüfe das Ergebnis, indem du den Divisor mit dem Quotienten multiplizierst und den Rest addierst.
Gib das Ergebnis in der Form P(x)=Q(x)⋅H(x)+S(x) an.
Zuerst werden die führenden Terme dividiert: x3÷x2=x. Nach dem Multiplizieren und Subtrahieren lautet der neue führende Term 2x2. Deshalb ist der nächste Quotiententerm 2x2÷x2=2. Der verbleibende Rest 3 hat einen kleineren Grad als der Divisor, also endet die Division hier.