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數學 C ( Ⅱ ) 第一章 1-1 多項式的四則運算

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Academic year: 2021

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(1)

1-1

多項式的四則運算

=== 第四章 不等式及其應用 ===

===

(2)

2 3 4

3

x

+ −

5 2

x

+

x

4

x

多項式作降次排列,並指出其次

數、領導係數、3 次項係數及常數項各為何?

多項式

2 3 4

3

x

+ −

5 2

x

+

x

4

x

作降次排列後為

4 3 2

2

3

4

5

x

x

+

x

x

+ 且

(1)次數為4

(2)領導係數為1

(3) 3次項係數為 2

(4)常數項為5。

1-1 多項式的四則運算

(3)

3

將多項式

3 5 4 2

3

8

5

2

1

x

x

+

x

+

x

x

+ 作降次排列,並指出

其次數、領導係數、1次項係數及常數項各為何?

3 5 4 2 5 4 3 2

3

8

5

2

1

8

5

3

2

1

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

+

+

+

=

+

+ +

(1)次數為5

(2)領導係數為8

(3)一次項係數為1

(4)常數項為1。

1-1 多項式的四則運算

2

(4)

a , b , c

為實數,且

f x

( ) (

= +

a

1)

x

2

+ − + − 為零多項式,

(2 1)

b

x c

2

a , b , c

的值。

因為 ( )

f x 為零多項式,所以各項係數都為零,

因此

a

+ =

1 0

,

2

b

− =

1 0

,

c

− = ,

2 0

1

a

⇒ =−

,

1

2

b

=

,

c

= 。

2

1-1 多項式的四則運算

(5)

5 4

a , b , c

為實數,且

f x

( )

= −

(

a

1)

x

2

+

(3

b

+

2)

x c

+ + 為零多項

3

式,求

a , b , c

的值。

1 0

a

− =

,

3

b

+ =

2 0

,

c

+ =

3 0

⇒ =

a

1

,

2

3

b

= −

,

c

= − 。

3

1-1 多項式的四則運算

(6)

設 a , b , c , d 為實數,且

3 2

( )

(

1)

3

(

1)

2

f x

= +

a

x

x

− −

c

x

+ ,

3 2

( )

2

5

(

1)

g x

=

x

+

bx

+

x

+ − ,若 ( )

d

f x

=

g x

( )

,求

a , b , c , d

的值。

因為 ( )

f x

=

g x

( )

,所以其各項對應的係數相同,

a

+ =

1 2

,

− =

3 b

,

− − =

(

c

1) 5

,

2

= −

d

1

1

a

⇒ =

,

b

= −

3

,

c

= −

4

,

d

= 。

3

1-1 多項式的四則運算

(7)

7

a , b , c , d

為實數,且

f x

( )

= − +

(

a

1)

x

3

2

x

2

+ +

(

c

1)

x

+

2

,

3 2

( )

(

2)

3

(

1)

g x

= + −

x

b

x

+ + + ,若 ( )

x

d

f x

=

g x

( )

,求a , b , c , d的值。

(

a

1) 1

− + =

,

− = −

2

b

2

,

c

+ =

1 3

,

2

= +

d

1

2

a

⇒ = −

,

b

=

0

,

c

=

2

,

d

= 。

1

1-1 多項式的四則運算 6

(8)

設多項式

4 3 2

( )

2

5

3

4

f x

=

x

+

x

x

− +

x

,

g x

( )

=

6

x

3

2

x

+ ,求

5

(1) ( )

f x

+

g x

( )

(2) ( )

f x

g x

( )

(1)

f x

( )

+

g x

( )

=

(2

x

4

+

5

x

3

3

x

2

− + +

x

4) (6

x

3

2

x

+

5)

4 3 2

2

x

(5 6)

x

3

x

( 1 2)

x

(4 5)

=

+ +

+ − −

+ +

4 3 2

2

x

11

x

3

x

3

x

9

=

+

+ 。

(2)

f x

( )

g x

( )

=

(2

x

4

+

5

x

3

3

x

2

− + −

x

4) (6

x

3

2

x

+

5)

4 3 2

2

x

(5 6)

x

3

x

[ 1 ( 2)]

x

(4 5)

=

+ −

+ − − −

+ −

4 3 2

2

x

x

3

x

x

1

=

− −

+ − 。

1-1 多項式的四則運算

(9)

9

設多項式

3 2

( )

3

2

5

f x

=

x

+

x

− +

x

,

g x

( )

=

3

x

3

4

x

+ ,求

7

(1) ( )

f x

+

g x

( )

(2) ( )

f x

g x

( )

(1)

f x

( )

+

g x

( )

=

(3

x

3

+

2

x

2

− + +

x

5) (3

x

3

4

x

+

7)

3 2

6

x

2

x

5

x

12

=

+

+ 。

(2)

f x

( )

g x

( )

=

(3

x

3

+

2

x

2

− + −

x

5) (3

x

3

4

x

+

7)

2

2

x

3

x

2

=

+

− 。

1-1 多項式的四則運算 8

(10)

求多項式

2

2

x

+

3

x

− 與3

5

x

− 的乘積。

2

一、橫式計算法

2

(2

x

+

3

x

5)(3

x

2)

2 2

(2

x

3

x

5) 3

x

(2

x

3

x

5) ( 2)

=

+

− ⋅

+

+

− ⋅ −

(分配律)

2

(2

x

3

x

3

x

3

x

5 3 )

x

=

+

− ⋅

2

[2

x

( 2) 3

x

( 2) 5 ( 2)]

+

⋅ − +

⋅ − − ⋅ −

(分配律)

3 2 2

6

x

9

x

15

x

4

x

6

x

10

=

+

+

3 2

6

x

[9 ( 4)]

x

[( 15) 6]

x

10

=

+ + −

+ −

+

(同次項合併)

3 2

6

x

5

x

21

x

10

=

+

+ 。

1-1 多項式的四則運算

(11)

11 二、直式計算法:將兩式之同次項的位置上下對齊,然後再運算 2 2 2 3 2 2 3 2

2

3

5

)

3

2

4

6

10

(2

3

5) ( 2)

6

9

15

(2

3

5) 3

6

5

21

10

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

+

×

+

+

− ⋅ −

+

+

− ⋅

+

+

上下兩式相加

三、分離係數法:省略文字符號 x

後運算

2

3 5

)

3 2

4

6

10

6 9 15

6 5 21 10

+ −

×

− − +

+ −

+ −

+

所以兩式乘積為

3 2

6

x

+

5

x

21

x

+ 。

10

1-1 多項式的四則運算

(12)

求多項式

2 3

2

x

+

4

x

− 與

1

− +

3

x

x

2

+ 的乘積。

2

2 3 2

(2

x

+

4

x

− − +

1)( 3

x

x

+

2)

3 2 2

(4

x

2

x

1)(

x

3

x

2)

=

+

+

5 4 3 2

4

x

10

x

2

x

3

x

3

x

2

=

+

+

+

− 。

1-1 多項式的四則運算

(13)

13 11

3

2

3

x

+

x

+

除以

x

2

+ +

x

1

的商式與餘式。

)

)

)

(1) 仿照整數的除法,將

x

3

+

2

x

+

3

x

2

+ +

x

1

缺項補零後

填入,如下式:

2

1

x

+ +

x

x

3

+

0

x

2

+

2

x

+

3

(2) 因為

x

3

=

x

2

⋅ ,所以將 x

x

填入

x 上方,如下式:

3

x

2

1

x

+ +

x

x

3

+

0

x

2

+

2

x

+

3

(3) 計算

x

(

x

2

+ +

x

1)

x

3

+

x

2

+

x

填入

x

3

+

0

x

2

+

2

x

+

3

方,如下式:

x

2

1

x

+ +

x

x

3

+

0

x

2

+

2

x

+

3

3 2

x

+

x

+

x

乘以

1-1 多項式的四則運算

(14)

)

)

(4) 將(3)中的上下兩式相減後填入

x

+

x

+

x

下方,如下式:

x

2

1

x

+ +

x

x

3

+

0

x

2

+

2

x

+

3

3

+

2

+

x

x

x

− +

x

2

x

(5) 將 3 下移,因為

− = − ⋅

x

2

( 1)

x

2

所以將 1

− 填入

x 上方,如

2

下式:

1

x

2

1

x

+ +

x

x

3

+

0

x

2

+

2

x

+

3

3 2

+

+

x

x

x

x

2

+

x

+

3

1-1 多項式的四則運算

(15)

15

)

)

(6) 計算

( 1) (

− ⋅

x

2

+ +

x

1)

− − −

x

2

x

1

填入

− + +

x

2

x

3

下方,

如下式:

x

1

2

1

x

+ +

x

x

3

+

0

x

2

+

2

x

+

3

3 2

+

+

x

x

x

x

2

+

x

+

3

2

1

x

x

(7) 將前式的上下兩式相減後填入

x

2

− −

x

1

下方,如下式:

1

x

2

1

x

+ +

x

x

3

+

0

x

2

+

2

x

+

3

3 2

+

+

x

x

x

x

2

+

x

+

3

x

2

x

1

2

x

+

4

乘以

1-1 多項式的四則運算

(16)

16

)

(8) 因為

2

x

+

4

的次數小於

x

2

+ +

x

1

的次數,所以從(7)

中可得商式為

x

1

,餘式為

2

x

+

4

上述的演算也可用分離係數法來表示如下:

1

1

1 1 1

+ +

1 0

+ + +

2 3

1 1 1

+ +

1 1 3

− + +

− − −

1 1 1

2

+

4

(17)

17

4 3 2

2

x

+

3

x

5

x

+

4

x

+

1

除以

x

2

+

1

的商式與餘式。

)

商式為

2

2

x

+

3

x

7

,餘式為

x

+

8

2

2

x

+

3

x

7

2

0

1

+

+

x

x

2

x

4

+

3

x

3

5

x

2

+

4

x

+

1

4 3 2

2

x

+

0

x

+

2

x

3 2

3

x

7

x

+

4

x

3 2

3

x

+

0

x

+

3

x

2

7

1

x

+

x

+

2

7

0

7

x

+

x

8

+

x

1-1 多項式的四則運算 12

(18)
(19)

19

設多項式

f x

( )

除以

2

x

2

4

x

+

1

,得商式為

x

+

1

,餘式為

4

x

+

2

,求多項式

f x 。

( )

根據除法原理可得

2

( )

=

(2

4

+

1)(

+ +

1) 4

+

2

f x

x

x

x

x

3 2 2

2

2

4

4

1 4

2

=

x

+

x

x

x

+ + +

x

x

+

3 2

2

(2 4)

( 4 1 4)

(1 2)

=

x

+ −

x

+ − + +

x

+ +

3 2

2

2

3

=

x

x

+ +

x

1-1 多項式的四則運算 13

(20)

設多項式

f x

( )

除以

3

x

2

+

2

,得商式為

2

x

1

,餘式為

2

1

− +

x

,求多項式 ( )

f x 。

2

( )

=

(3

+

2)(2

− −

1) 2

+

1

f x

x

x

x

3 2

6

3

4

2 2

1

=

x

x

+

x

− −

x

+

3 2

6

3

2

1

=

x

x

+

x

1-1 多項式的四則運算 14

(21)

21

利用綜合除法求

3 2

3

x

5

x

+

2

x

7

除以

x

2

的商式與餘式。

因為除式為

x

2

所以運算時以 2 來運算,運算過程分解如下:

(1)

將被除式分離係數且缺項補 0 後,與 2 一起填入,如下式:

3 5 2 7

− + −

2

(2)

將 3 下移至橫線下後,乘以 2 得 6 放置於

− 下,如下式:

5

3 5 2 7

6

3

− + −

+

2

(3)

− 加 6 得 1,放置於 6 下,如下式:

5

3 5 2 7

6

3

1

− + −

+

+

2

乘以

相加 1-1 多項式的四則運算 15

(22)

(4)

將 1 乘以 2 得 2,放置於 2 下,如下式:

3 5 2 7

6 2

3

1

− + −

+ +

+

2

(5)將 2 加 2 得 4,放置於 2 下,如下式:

3 5 2 7

6 2

3

1

4

− + −

+ +

+ +

2

(6)

將 4 乘以 2 得 8,放置於

7

下,如下式:

3 5 2 7

6 2 8

3

1

4

− + −

+ + +

+ +

2

得 相加 乘以 得 乘以 1-1 多項式的四則運算

(23)

23

(7)

7

加 8 得 1,放置於

7

下,如下式:

3 5 2 7

6 2 8

3 1 4 1

− + −

+ + +

+ + +

2

(8)

因為除式為一次式,所以餘式為常數,即只有一項係

數,因此從下式中可得商式為

2

3

x

+ +

x

4

,餘式為

1。

3 5

2

7

6

2

8

3 1

4 1

− + −

+ + +

+ + +

2

相加

1-1 多項式的四則運算

(24)

利用綜合除法求

4 3 2

3

x

5

x

+

9

x

12

x

+

7

除以

x

1

的商式

與餘式。

3 5 9 12 7

3 2

7 5

3 2 7

5

2

− + −

+

+ − + −

− + −

+

1

商式為

3 2

5

3

x

2

x

+

7

x

,餘式為

2。

1-1 多項式的四則運算 16

(25)

25 因為 2 1 2( 1) 2 − = − x x ,所以先計算 2x4 − 5x3 + 7x + 2 除以 1 2 − x , 利用綜合除法 2 5 0 7 2 1 2 1 3 2 4 2 6 5 − + + + + − − + − − + + 1 2 所以得商式為 3 2 2x − 4x − 2x + 6,餘式為 5。由除法原理可得 4 3 1 3 2 2 5 7 2 ( )(2 4 2 6) 5 2 − + + = − − − + + x x x x x x x 3 2 1 ( ) 2 ( 2 3) 5 2 = x − ⋅ ⋅ xx − +x + 3 2 (2 1)( 2 3) 5 = xxx − +x + 所以所求之商式為 3 2 2 3 − − + x x x ,餘式為 5。

4 3

2

x

5

x

+

7

x

+

2

除以

2

x

1

的商式與餘式。

1-1 多項式的四則運算 17

(26)

4 2

4

x

+

x

3

x

3

除以

2

x

+

1

的商式與餘式。

4

0

1

3

3

2

1 1

2

4 2

2

4

1

2 1

1

2

+ + − −

− + − +

− + −

− + −

1

2

商式為

3 2

2

x

x

+ −

x

2

,餘式為 1

− 。

1-1 多項式的四則運算 18

(27)

27

a , b , c , d , e

為實數,且

f x

( )

=

5

x

4

7

x

3

2

x

2

+

3

x

+

9

=

a x

(

1)

4

+

3 2

(

1)

+

(

1)

+

(

− +

1)

b x

c x

d x

e,求

a , b , c , d , e

的值。

透過綜合除法的連續使用來求 a , b , c , d , e

的值:

右圖第一層綜合除法(計算 ( ) (

f x

÷ −

x

1)

得到

3 2

( ) (

= − ×

1) (5

2

− − +

4

1) 8

f x

x

x

x

x

第二層綜合除法(計算

3 2

(5

x

2

x

− − ÷ −

4

x

1) (

x

1)

)得到

3 2 2

(5

x

2

x

− − = − ×

4

x

1) (

x

1) (5

x

+ − −

3

x

1) 2

第三層綜合除法(計算

2

(5

x

+ − ÷ −

3

x

1) (

x

1)

)得到

2

(5

x

+ − = − ×

3

x

1) (

x

1) (5

x

+ +

8) 7

1

5

7

2

3

9

5

2 4

1

− − + +

+ − − −

除式

5 2

4 1

8

5

3 1

− − − + →

+ + −

e

5 3

1 2

5

8

+ − − →

+ +

d

7

5 8

5

5

13

+ ←

+

+

→ + ←

c

a

b

1-1 多項式的四則運算 19

(28)

第四層綜合除法 (計算(5x+ ÷ −8) (x 1))得到 (5x+ = − × +8) (x 1) 5 13 整理這四個等式得到 3 2 ( )= − ×( 1) (5 −2 −4 − +1) 8 f x x x x x 2 2 2 2 3 2 3 2 4 3 2 ( 1) [( 1) (5 3 1) 2] 8 ( 1) (5 3 1) 2( 1) 8 ( 1) [( 1) (5 8) 7] 2( 1) 8 ( 1) (5 8) 7( 1) 2( 1) 8 ( 1) [( 1) 5 13] 7( 1) 2( 1) 8 5( 1) 13( 1) 7( 1) 2( 1) 8 = − × − × + − − + = − + − − − + = − − × + + − − + = − + + − − − + = − − × + + − − − + = − + − + − − − + x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 所以 a =5 , b =13,c =7 ,d = −2 ,e =8。 1 5 7 2 3 9 5 2 4 1 ← − − + + + − − − 除式 5 2 4 1 8 5 3 1 − − − + → + + − e 5 3 1 2 5 8 + − − → + + d 7 5 8 5 5 13 + ← + + → + ← c a b 1-1 多項式的四則運算

(29)

29

a , b , c , d , e

為實數,且

f x

( )

=

6

x

4

+

7

x

3

3

x

2

2

x

5

4

(

1)

a x

=

+

3 2

(

1)

(

1)

(

1)

+

b x

+

+

c x

+

+

d x

+ +

e,

a b c

+ + + +

d

e

的值。

0

=

x

代入可得

0 0 0 0 5

+ − − − = + + + +

a b c

d

e

5

⇒ + + + + = −

a b c

d

e

1-1 多項式的四則運算 20

(30)

1-1.8

多項式各項係數的求法

(31)

31

設多項式

3 2 3

( )

=

(2

+

3

4

+

1)

f x

x

x

x

,求

(1) ( )

f x

之常數項 (2) ( )

f x

之各項係數和

(3) ( )

f x

之偶次項係數和 (4) ( )

f x

之奇次項係數和。

x

=

0 ,

x

=

1

x

= −

1

分別代入

f x

( )

,得

3 2 3 3

(0)

= ⋅ + ⋅ − ⋅ +

(2 0

3 0

4 0 1)

= =

1

1

f

3 2 3 3 3

(1)

= ⋅ + ⋅ − ⋅ +

(2 1

3 1

4 1 1)

= + − +

(2 3 4 1)

=

2

=

8

f

3 2 3 3

( 1) [2 ( 1)

3 ( 1)

4 ( 1) 1]

( 2 3 4 1)

f

− = ⋅ −

+ ⋅ −

− ⋅ − +

= − + + +

3

6

216

=

=

21 1-1 多項式的四則運算

(32)

所以,

(1)

f x

( )

的常數項為

f

(0) 1

=

(2)

f x

( )

的各項係數和為 (1) 8

f

=

(3) ( )

f x

之偶次項係數和為

(1)

( 1)

8 216

112

2

2

+

+

=

=

f

f

(4)

f x

( )

之奇次項係數和為

(1)

( 1)

8 216

104

2

2

=

= −

f

f

(33)

33

設多項式

3 4

( )

=

(3

2

+

1)

+

7

f x

x

x

,求:

(1) ( )

f x

之常數項

(2) ( )

f x

之各項係數和

(3) ( )

f x

之偶次項係數和

(4) ( )

f x

之奇次項係數和。

(1)

f

(0)

= + = + =

1

4

7

1 7

8

(2)

f

(1)

= − +

(3 2 1)

4

+ =

7

2

4

+ =

7

16

+ =

7

23

(3)

f

( 1)

− = − + +

( 3

2 1)

4

+ =

7

7

(1)

( 1)

30

15

2

2

+

=

=

f

f

(4)

(1)

( 1)

16

8

2

2

=

=

f

f

1-1 多項式的四則運算 22

參考文獻