計算主義

因式分解與多項式(Polynomial)計算器

對二次/三次多項式做交叉相乘因式分解,並用餘式定理求 P(k) 與因子定理驗證。

輸入資料

最高次項係數(整數)。
次高次項係數(整數)。
二次為常數項;三次為 x 項係數(整數)。
三次多項式的常數項(整數);二次不使用。
計算 P(k)(除以 x−k 的餘式)。

計算結果

(x - 1)(x - 2)
0
交叉相乘:1x²+-3x+2 = (x - 1)(x - 2)。 餘式 P(1)=0 ⇒ (x−1) 為因式。

重點速覽:因式分解把多項式寫成較低次因式的乘積。二次可用交叉相乘法:找兩組因數分別湊出 a 與 c,且交叉乘積和為 b。餘式定理:多項式 P(x) 除以 (x−k) 的餘式等於 P(k);若 P(k)=0,則 (x−k) 為因式(因子定理)。三次多項式可用有理根定理試根後降次為二次再分解。

計算公式

二次交叉相乘:a = p·s, c = q·r, 且 p·r + q·s = b ⇒ (p x + q)(s x + r)。

餘式定理:除以 (x−k) 的餘式 = P(k)(以綜合法 Horner 計算)。

因子定理:P(k)=0 ⇔ (x−k) 是 P(x) 的因式。

三次降次:P(x) = (x−r)(A x² + B x + C),其中係數由綜合法求得。

$$P(x) = (px+q)(sx+r)$$
$$P(k) = \text{remainder of } P(x) \div (x-k)$$
$$P(k)=0 \;\Rightarrow\; (x-k)\mid P(x)$$

使用說明

  1. 選擇次數(二次 / 三次)。
  2. 輸入整數係數 a, b, c(三次再加 d)。
  3. 輸入 k 以套用餘式定理,求 P(k) 與判斷 (x−k) 是否為因式。
  4. 系統輸出因式分解結果與逐步計算過程。

常見二次因式分解速查

常見二次因式分解速查
多項式分解備註
x²−3x+2(x−1)(x−2)Δ=1
x²−5x+6(x−2)(x−3)Δ=1
x²+x−6(x+3)(x−2)Δ=25
2x²+5x+3(2x+3)(x+1)交叉相乘
x²−4(x−2)(x+2)平方差

實係數二次若 Δ<0 則在實數範圍內不可分解(irreducible)。

情境案例

x² − 3x + 2(交叉相乘)

a=1, c=2,找 q·r=2 且 p·r+q·s=−3。

取 p=1, s=1, q=−1, r=−2:(1)(−2)+(−1)(1)=−3 ✓。

故 x²−3x+2 = (x−1)(x−2)。

2x² + 5x + 3

a=2, c=3:p=2, s=1, q=3, r=1 → p·r+q·s = 2+3 = 5 ✓。

故 2x²+5x+3 = (2x+3)(x+1)。

x³ − 6x² + 11x − 6(試根)

試 r=1:P(1)=1−6+11−6=0 ⇒ (x−1) 為因式。

綜合法降次得 x²−5x+6 = (x−2)(x−3)。

故 x³−6x²+11x−6 = (x−1)(x−2)(x−3)。

餘式定理:P(x)=x³−2x+1 求 P(2)

綜合法:係數 [1,0,−2,1],k=2。

acc: 1 → 2 → 2 → 5,故 P(2)=5。

餘式為 5,因 P(2)≠0,(x−2) 不是因式。

常見問題

交叉相乘法怎麼下手?

先列出 a 的因數對 (p,s) 與 c 的因數對 (q,r),再檢查交叉乘積 p·r + q·s 是否等於 b。熟練後可直接心算湊數。

什麼時候用餘式定理?

當要快速求 P(k)(除以 x−k 的餘式)或驗證 (x−k) 是否為因式時使用;P(k)=0 即為因子定理。

三次多項式如何分解?

先用有理根定理試整數根 r(常數項因數),找到後用綜合法降次為二次,再對二次做交叉相乘。

係數必須是整數嗎?

本工具針對整數係數做交叉相乘與整數試根;小數係數請先化為整數(同乘 10ⁿ)後再輸入。

Δ<0 的二次能分解嗎?

在實數範圍內不能分解;若允許複數,可用求根公式寫成 (x−r₁)(x−r₂),其中 r₁,r₂ 為共軛複根。

和質因數分解的差別?

質因數分解是把「整數」拆成質數乘積;本工具是把「多項式」拆成一次/二次因式,對象不同。

相關工具

參考資料

內容審核:計算主義科學團隊。交叉相乘、綜合法與餘式定理步驟已驗證。

發現計算結果有問題?

如果這個計算機的結果有誤,或有任何計算邏輯上的疑問,請告訴我們。您正在查看:因式分解與多項式(Polynomial)計算器/math/polynomial-factorization)。