الانقسام الاصطناعي

رسم متحرك يوضح استخدام القسمة التركيبية لإيجاد ناتج قسمة2x4+3x2+5x+1{\displaystyle 2x^{4}+3x^{2}+5x+1}بواسطةx-2{\displaystyle x-2}لاحظ أنه لا يوجد مصطلح فيx3{\displaystyle x^{3}}لذا فإن العمود الرابع من اليمين يحتوي على صفر.

في الجبر ، القسمة التركيبية هي طريقة لإجراء القسمة الإقليدية لكثيرات الحدود يدويًا ، مع كتابة أقل وحسابات أقل من القسمة المطولة .

يتم تدريسها في الغالب للقسمة على كثيرات الحدود الخطية أحادية الحد (المعروفة باسم قاعدة روفيني )، ولكن يمكن تعميم الطريقة لتشمل القسمة على أي كثير حدود .

تتميز القسمة التركيبية بأنها تتيح إجراء العمليات الحسابية دون الحاجة إلى كتابة المتغيرات، وتتطلب عددًا أقل من العمليات الحسابية، وتشغل مساحة أقل بكثير على الورق مقارنةً بالقسمة المطولة. كما أن عمليات الطرح في القسمة المطولة تُحوّل إلى عمليات جمع عن طريق تغيير الإشارات في البداية، مما يساعد على تجنب أخطاء الإشارة.

الانقسامات التركيبية المنتظمة

المثال الأول هو القسمة التركيبية بمقام خطي أحادي فقطx-أ{\displaystyle xa}.

x3-12x2-42x-3{\displaystyle {\frac {x^{3}-12x^{2}-42}{x-3}}}

يمكن كتابة البسط على النحو التاليص(x)=x3-12x2+0x-42{\displaystyle p(x)=x^{3}-12x^{2}+0x-42}.

صفر المقامز(x){\displaystyle g(x)}يكون3{\displaystyle 3}.

معاملاتص(x){\displaystyle p(x)}يتم ترتيبها على النحو التالي، مع اعتبار الصفر هوز(x){\displaystyle g(x)}على اليسار:

3 1-120-42{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{r}\\3\\\end{array}}&{\begin{array}{|rrrr}\ 1&-12&0&-42\\&&&\\\hline \end{array}}\end{array}}}

يتم "إسقاط" المعامل الأول بعد الشريط إلى الصف الأخير.

31-120-421{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{r}\\3\\\\\end{array}}&{\begin{array}{|rrrr}\color {blue}1&-12&0&-42\\&&&\\\hline \color {blue}1&&&\\\end{array}}\end{array}}}

يتم ضرب الرقم المحذوف بالرقم الموجود قبل الشريط ووضعه في العمود التالي .

31-120-4231{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{r}\\\color {grey}3\\\\\end{array}}&{\begin{array}{|rrrr}1&-12&0&-42\\&\color {brown}3&&\\\hline \color {blue}1&&&\\\end{array}}\end{array}}}

يتم إجراء عملية الجمع في العمود التالي.

31-120-4231-9{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{c}\\3\\\\\end{array}}&{\begin{array}{|rrrr}1&\color {green}-12&0&-42\\&\color {green}3&&\\\hline 1&\color {green}-9&&\\\end{array}}\end{array}}}

تُكرر الخطوتان السابقتان، ويتم الحصول على ما يلي:

31-120-423-27-811-9-27-123{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{c}\\3\\\\\end{array}}&{\begin{array}{|rrrr}1&-12&0&-42\\&3&-27&-81\\\hline 1&-9&-27&-123\end{array}}\end{array}}}

هنا، يمثل الحد الأخير −123 الباقي بينما تمثل الحدود المتبقية معاملات ناتج القسمة.

تُكتب الحدود بدرجات متزايدة من اليمين إلى اليسار بدءًا من الدرجة صفر لكل من الباقي والناتج.

1x2-9x-27-123{\displaystyle {\begin{array}{rrr|r}1x^{2}&-9x&-27&-123\end{array}}}

وبالتالي فإن ناتج القسمة والباقي هما:

q(x)=x2-9x-27ر(x)=-123{\displaystyle {\begin{aligned}q(x)&=x^{2}-9x-27\\r(x)&=-123\end{aligned}}}

لذا:

x3-12x2-42x-3=x2-9x-27-123x-3.{\displaystyle {\frac {x^{3}-12x^{2}-42}{x-3}}=x^{2}-9x-27-{\frac {123}{x-3}}.}

تقييم كثيرات الحدود باستخدام نظرية الباقي

يُعدّ الشكل المذكور أعلاه للقسمة التركيبية مفيدًا في سياق نظرية باقي كثيرات الحدود لتقييم كثيرات الحدود أحادية المتغير . باختصار، تكمن قيمةص(x){\displaystyle p(x)}فيأ{\displaystyle a}يساوي باقي قسمةص(x){\displaystyle p(x)}بواسطةx-أ{\displaystyle x-a}.

تكمن ميزة حساب القيمة بهذه الطريقة في أنها تتطلب ما يزيد قليلاً عن نصف عدد خطوات الضرب المطلوبة في التقييم البسيط. وهناك استراتيجية تقييم بديلة تُعرف باسم طريقة هورنر .

الانقسام الاصطناعي الموسع

تُعمَّم هذه الطريقة لتشمل القسمة على أي كثيرة حدود أحادية مع تعديل طفيف فقط، مع مراعاة التغييرات الموضحة بالخط العريض . لاحظ أنه على الرغم من أنه قد لا يظهر في المثال التالي، إلا أنه يجب كتابة المقسوم عليه بمعاملات مفصلة. (مثل:2x3+0x2-4x+8{\displaystyle 2x^{3}+0x^{2}-4x+8}) باستخدام نفس الخطوات السابقة، قم بإجراء القسمة التالية:

x3-12x2-42x2+x-3{\displaystyle {\frac {x^{3}-12x^{2}-42}{x^{2}+x-3}}}

نهتم فقط بالمعاملات. اكتب معاملات كثيرة الحدود المراد قسمتها في الأعلى.

 1-120-42{\displaystyle {\begin{array}{|rrrr}\ 1&-12&0&-42\end{array}}}

انفي معاملات المقسوم عليه.

-1x2-1x+3{\displaystyle {\begin{array}{rrr}-1x^{2}&-1x&+3\end{array}}}

اكتب كل معامل باستثناء المعامل الأول على اليسار في خط قطري متجه للأعلى واليمين (انظر الرسم التخطيطي التالي).

3-1 1-120-42{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{rr}\\&3\\-1&\\\end{array}}&{\begin{array}{|rrrr}\ 1&-12&0&-42\\&&&\\&&&\\\hline \end{array}}\end{array}}}

لاحظ تغيير الإشارة من 1 إلى -1 ومن -3 إلى 3. "احذف" المعامل الأول بعد الخط إلى الصف الأخير.

3-11-120-421{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{rr}\\&3\\-1&\\\\\end{array}}&{\begin{array}{|rrrr}1&-12&0&-42\\&&&\\&&&\\\hline 1&&&\\\end{array}}\end{array}}}

اضرب الرقم المسقط في القطر قبل الشريط وضع الإدخالات الناتجة بشكل قطري إلى اليمين من الإدخال المسقط.

3-11-120-423-11{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{rr}\\&3\\-1&\\\\\end{array}}&{\begin{array}{|rrrr}1&-12&0&-42\\&&3&\\&-1&&\\\hline 1&&&\\\end{array}}\end{array}}}

قم بإجراء عملية جمع في العمود التالي.

3-11-120-423-11-13{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{rr}\\&3\\-1&\\\\\end{array}}&{\begin{array}{|rrrr}1&-12&0&-42\\&&3&\\&-1&&\\\hline 1&-13&&\\\end{array}}\end{array}}}

كرر الخطوتين السابقتين حتى تتجاوز المدخلات الموجودة في الأعلى بالقطر التالي .

3-11-120-423-39-1131-1316{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{rr}\\&3\\-1&\\\\\end{array}}&{\begin{array}{|rrrr}1&-12&0&-42\\&&3&-39\\&-1&13&\\\hline 1&-13&16&\\\end{array}}\end{array}}}

ثم ببساطة اجمع أي أعمدة متبقية.

3-11-120-423-39-1131-1316-81{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{rr}\\&3\\-1&\\\\\end{array}}&{\begin{array}{|rrrr}1&-12&0&-42\\&&3&-39\\&-1&13&\\\hline 1&-13&16&-81\\\end{array}}\end{array}}}

عدّ الحدود الموجودة على يسار الخط العمودي. بما أن هناك حدين، فإن الباقي من الدرجة الأولى، وهما الحدّان الموجودان في أقصى اليمين أسفل الخط العمودي. ضع علامة على الفصل بخط عمودي .

1-1316-81{\displaystyle {\begin{array}{rr|rr}1&-13&16&-81\end{array}}}

تُكتب الحدود بدرجات متزايدة من اليمين إلى اليسار بدءًا من الدرجة صفر لكل من الباقي والنتيجة.

1x-1316x-81{\displaystyle {\begin{array}{rr|rr}1x&-13&16x&-81\end{array}}}

نتيجة قسمتنا هي:

x3-12x2-42x2+x-3=x-13+16x-81x2+x-3{\displaystyle {\frac {x^{3}-12x^{2}-42}{x^{2}+x-3}}=x-13+{\frac {16x-81}{x^{2}+x-3}}}

للقواسم غير الأحادية

مع قليل من التحفيز، يمكن تعميم التقنية الموسعة بشكل أكبر لتشمل أي متعدد حدود، وليس فقط متعددات الحدود أحادية الحد . والطريقة المعتادة للقيام بذلك هي قسمة المقسوم عليهز(x){\displaystyle g(x)}بمعاملها الرئيسي (لنسميه a ):

ح(x)=ز(x)أ{\displaystyle h(x)={\frac {g(x)}{a}}}

ثم باستخدام القسمة التركيبية معح(x){\displaystyle h(x)}كقاسم، ثم قسمة الناتج على للحصول على ناتج القسمة الأصلي (يبقى الباقي كما هو). لكن هذا غالبًا ما ينتج عنه كسور غير منتظمة يتم التخلص منها لاحقًا، وبالتالي فهو أكثر عرضة للخطأ. من الممكن القيام بذلك دون اختزال معاملات الكسر أولًا.ز(x){\displaystyle g(x)}.

كما يمكن ملاحظته من خلال إجراء القسمة المطولة أولاً باستخدام قاسم غير أحادي، فإن معاملاتو(x){\displaystyle f(x)}يتم قسمتها على المعامل الرئيسي لـز(x){\displaystyle g(x)}بعد "الإسقاط"، وقبل الضرب.

لنوضح ذلك من خلال إجراء القسمة التالية:

6x3+5x2-73x2-2x-1{\displaystyle {\frac {6x^{3}+5x^{2}-7}{3x^{2}-2x-1}}}

يتم استخدام جدول معدل قليلاً:

12/3650-7{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{rrr}\\&1&\\2&&\\\\&&/3\\\end{array}}{\begin{array}{|rrrr}6&5&0&-7\\&&&\\&&&\\\hline &&&\\&&&\\\end{array}}\end{array}}}

لاحظ الصف الإضافي في الأسفل. يُستخدم هذا الصف لكتابة القيم التي تم الحصول عليها بقسمة القيم "المُستبعدة" على المعامل الرئيسي لـز(x){\displaystyle g(x)}(في هذه الحالة، يُشار إليه بـ /3 ؛ لاحظ أنه على عكس بقية معاملاتز(x){\displaystyle g(x)}(لا تتغير إشارة هذا الرقم).

ثم، المعامل الأول لـو(x){\displaystyle f(x)}يتم إسقاطها كالمعتاد:

12/3650-76{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{rrr}\\&1&\\2&&\\\\&&/3\\\end{array}}{\begin{array}{|rrrr}6&5&0&-7\\&&&\\&&&\\\hline 6&&&\\&&&\\\end{array}}\end{array}}}

ثم يتم تقسيم القيمة المحذوفة على 3 ووضعها في الصف أدناه:

12/3650-762{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{rrr}\\&1&\\2&&\\\\&&/3\\\end{array}}{\begin{array}{|rrrr}6&5&0&-7\\&&&\\&&&\\\hline 6&&&\\2&&&\\\end{array}}\end{array}}}

بعد ذلك، تُستخدم القيمة الجديدة (المقسمة) لملء الصفوف العلوية بمضاعفات العددين 2 و1، كما هو الحال في الأسلوب الموسع:

12/3650-72462{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{rrr}\\&1&\\2&&\\\\&&/3\\\end{array}}{\begin{array}{|rrrr}6&5&0&-7\\&&2&\\&4&&\\\hline 6&&&\\2&&&\\\end{array}}\end{array}}}

ثم يتم حذف الرقم 5، مع إضافة الرقم 4 الذي يليه بشكل إلزامي، ويتم تقسيم الناتج مرة أخرى:

12/3650-7246923{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{rrr}\\&1&\\2&&\\\\&&/3\\\end{array}}{\begin{array}{|rrrr}6&5&0&-7\\&&2&\\&4&&\\\hline 6&9&&\\2&3&&\\\end{array}}\end{array}}}

ثم يتم استخدام الرقم 3 لملء الصفوف العلوية:

12/3650-723466923{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{rrr}\\&1&\\2&&\\\\&&/3\\\end{array}}{\begin{array}{|rrrr}6&5&0&-7\\&&2&3\\&4&6&\\\hline 6&9&&\\2&3&&\\\end{array}}\end{array}}}

عند هذه النقطة، إذا حاولنا، بعد الحصول على المجموع الثالث، استخدامه لملء الصفوف العلوية، فسنسقط من الجانب الأيمن، وبالتالي فإن المجموع الثالث هو المعامل الأول للباقي، كما هو الحال في القسمة التركيبية العادية. لكن قيم الباقي لا تُقسم على المعامل الرئيسي للمقسوم عليه.

12/3650-72346698-423{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{rrr}\\&1&\\2&&\\\\&&/3\\\end{array}}{\begin{array}{|rrrr}6&5&0&-7\\&&2&3\\&4&6&\\\hline 6&9&8&-4\\2&3&&\\\end{array}}\end{array}}}

الآن يمكننا قراءة معاملات الناتج. كما هو الحال في القسمة التركيبية الموسعة، فإن القيمتين الأخيرتين (2 هي درجة المقسوم عليه) هما معاملات الباقي، والقيم المتبقية هي معاملات ناتج القسمة:

2x+38x-4{\displaystyle {\begin{array}{rr|rr}2x&+3&8x&-4\end{array}}}

والنتيجة هي

6x3+5x2-73x2-2x-1=2x+3+8x-43x2-2x-1{\displaystyle {\frac {6x^{3}+5x^{2}-7}{3x^{2}-2x-1}}=2x+3+{\frac {8x-4}{3x^{2}-2x-1}}}

قسم التركيبات الموسع المضغوط

مع ذلك، يصبح التنسيق القطري أعلاه أقل كفاءة في استخدام المساحة عندما تتجاوز درجة المقسوم عليه نصف درجة المقسوم. انظر إلى القسمة التالية:

أ7x7+أ6x6+أ5x5+أ4x4+أ3x3+أ2x2+أ1x+أ0ب4x4-ب3x3-ب2x2-ب1x-ب0{\displaystyle {\dfrac {a_{7}x^{7}+a_{6}x^{6}+a_{5}x^{5}+a_{4}x^{4}+a_{3}x^{3}+a_{2}x^{2}+a_{1}x+a_{0}}{b_{4}x^{4}-b_{3}x^{3}-b_{2}x^{2}-b_{1}x-b_{0}}}}

من السهل أن نرى أن لدينا حرية كاملة لكتابة كل منتج في أي صف طالما أنه في العمود الصحيح، لذلك يمكن ضغط الخوارزمية بواسطة استراتيجية جشعة ، كما هو موضح في القسمة أدناه:

ب3ب2ب1ب0/ب4q0ب3q1ب3q1ب2q0ب2q2ب3q2ب2q2ب1q1ب1q0ب1q3ب3q3ب2q3ب1q3ب0q2ب0q1ب0q0ب0أ7أ6أ5أ4أ3أ2أ1أ0أ7q2q1q0ر3ر2ر1ر0q3q2q1q0{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{rrrr}\\\\\\\\b_{3}&b_{2}&b_{1}&b_{0}\\\\&&&&/b_{4}\\\end{array}}{\begin{array}{|rrrr|rrrr}&&&&q_{0}b_{3}&&&\\&&&q_{1}b_{3}&q_{1}b_{2}&q_{0}b_{2}&&\\&&q_{2}b_{3}&q_{2}b_{2}&q_{2}b_{1}&q_{1}b_{1}&q_{0}b_{1}&\\&q_{3}b_{3}&q_{3}b_{2}&q_{3}b_{1}&q_{3}b_{0}&q_{2}b_{0}&q_{1}b_{0}&q_{0}b_{0}\\a_{7}&a_{6}&a_{5}&a_{4}&a_{3}&a_{2}&a_{1}&a_{0}\\\hline a_{7}&q_{2}'&q_{1}'&q_{0}'&r_{3}&r_{2}&r_{1}&r_{0}\\q_{3}&q_{2}&q_{1}&q_{0}&&&&\\\end{array}}\end{array}}}

يصف ما يلي كيفية تنفيذ الخوارزمية؛ تتضمن هذه الخوارزمية خطوات لتقسيم القواسم غير الأحادية:

  1. اكتب معاملات المقسوم على شريط.
     أ7أ6أ5أ4أ3أ2أ1أ0{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{|rrrrrrrr}\ a_{7}&a_{6}&a_{5}&a_{4}&a_{3}&a_{2}&a_{1}&a_{0}\\\hline \end{array}}\end{array}}}
  2. بتجاهل المعامل الأول (الرئيسي) للمقسوم عليه، قم بإبطال إشارة كل معامل وضعه على الجانب الأيسر من الشريط.
    ب3ب2ب1ب0 أ7أ6أ5أ4أ3أ2أ1أ0{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{rrrr}b_{3}&b_{2}&b_{1}&b_{0}\\\end{array}}&{\begin{array}{|rrrrrrrr}\ a_{7}&a_{6}&a_{5}&a_{4}&a_{3}&a_{2}&a_{1}&a_{0}\\\hline \end{array}}\end{array}}}
  3. انطلاقًا من عدد المعاملات الموجودة على يسار الشريط، احسب عدد معاملات المقسوم أعلى الشريط، بدءًا من العمود الأيمن. ثم ضع شريطًا رأسيًا إلى يسار ذلك العمود، وكذلك في الصف الذي يليه. يُشير هذا الشريط الرأسي إلى الفصل بين ناتج القسمة والباقي.
    ب3ب2ب1ب0أ7أ6أ5أ4أ3أ2أ1أ0{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{rrrr}b_{3}&b_{2}&b_{1}&b_{0}\\\\\end{array}}&{\begin{array}{|rrrr|rrrr}a_{7}&a_{6}&a_{5}&a_{4}&a_{3}&a_{2}&a_{1}&a_{0}\\\hline &&&&&&&\\\end{array}}\end{array}}}
  4. قم بإسقاط المعامل الأول للمقسوم أسفل الخط.
    ب3ب2ب1ب0أ7أ6أ5أ4أ3أ2أ1أ0أ7{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{rrrr}b_{3}&b_{2}&b_{1}&b_{0}\\\\\end{array}}&{\begin{array}{|rrrr|rrrr}a_{7}&a_{6}&a_{5}&a_{4}&a_{3}&a_{2}&a_{1}&a_{0}\\\hline a_{7}&&&&&&&\\\end{array}}\end{array}}}
    • اقسم العدد الذي تم حذفه/جمعه سابقًا على المعامل الرئيسي للمقسوم عليه وضعه في الصف السفلي (لا يلزم القيام بذلك إذا كان المعامل الرئيسي هو 1). في هذه الحالةq3=أ7ب4{\displaystyle q_{3}={\dfrac {a_{7}}{b_{4}}}}، حيث المؤشر3=7-4{\displaystyle 3=7-4}تم اختيارها عن طريق طرح دليل المقسوم عليه من المقسوم.
    • اضرب العدد المحذوف/المجموع سابقًا (أو العدد المحذوف/المجموع بعد القسمة) في كل معامل من معاملات المقسوم عليه المنفي على اليسار (بدءًا من أقصى اليسار)؛ وتجاوز هذه الخطوة إذا كان العدد المحذوف/المجموع يساوي صفرًا. ضع كل ناتج ضرب في أعلى الأعمدة التالية.
      ب3ب2ب1ب0/ب4q3ب3q3ب2q3ب1q3ب0أ7أ6أ5أ4أ3أ2أ1أ0أ7q3{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{rrrr}\\b_{3}&b_{2}&b_{1}&b_{0}\\\\&&&&/b_{4}\\\end{array}}{\begin{array}{|rrrr|rrrr}&q_{3}b_{3}&q_{3}b_{2}&q_{3}b_{1}&q_{3}b_{0}&&&\\a_{7}&a_{6}&a_{5}&a_{4}&a_{3}&a_{2}&a_{1}&a_{0}\\\hline a_{7}&&&&&&&\\q_{3}&&&&&&&\\\end{array}}\end{array}}}
  5. قم بإجراء عملية جمع عمودية على العمود التالي. في هذه الحالة،q2=q3ب3+أ6{\displaystyle q_{2}'=q_{3}b_{3}+a_{6}}.
    ب3ب2ب1ب0/ب4q3ب3q3ب2q3ب1q3ب0أ7أ6أ5أ4أ3أ2أ1أ0أ7q2q3{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{rrrr}\\b_{3}&b_{2}&b_{1}&b_{0}\\\\&&&&/b_{4}\\\end{array}}{\begin{array}{|rrrr|rrrr}&q_{3}b_{3}&q_{3}b_{2}&q_{3}b_{1}&q_{3}b_{0}&&&\\a_{7}&a_{6}&a_{5}&a_{4}&a_{3}&a_{2}&a_{1}&a_{0}\\\hline a_{7}&q_{2}'&&&&&&\\q_{3}&&&&&&&\\\end{array}}\end{array}}}
  6. كرر الخطوتين السابقتين. توقف عند تنفيذ الخطوتين السابقتين على الرقم الذي يسبق الخط العمودي مباشرةً.
    1. يتركq2=q2ب4{\displaystyle q_{2}={\dfrac {q_{2}'}{b_{4}}}}.
      ب3ب2ب1ب0/ب4q2ب3q2ب2q2ب1q3ب3q3ب2q3ب1q3ب0q2ب0أ7أ6أ5أ4أ3أ2أ1أ0أ7q2q1q3q2{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{rrrr}\\\\b_{3}&b_{2}&b_{1}&b_{0}\\\\&&&&/b_{4}\\\end{array}}{\begin{array}{|rrrr|rrrr}&&q_{2}b_{3}&q_{2}b_{2}&q_{2}b_{1}&&&\\&q_{3}b_{3}&q_{3}b_{2}&q_{3}b_{1}&q_{3}b_{0}&q_{2}b_{0}&&\\a_{7}&a_{6}&a_{5}&a_{4}&a_{3}&a_{2}&a_{1}&a_{0}\\\hline a_{7}&q_{2}'&q_{1}'&&&&&\\q_{3}&q_{2}&&&&&&\\\end{array}}\end{array}}}
    2. يتركq1=q1ب4{\displaystyle q_{1}={\dfrac {q_{1}'}{b_{4}}}}.
      ب3ب2ب1ب0/ب4q1ب3q1ب2q2ب3q2ب2q2ب1q1ب1q3ب3q3ب2q3ب1q3ب0q2ب0q1ب0أ7أ6أ5أ4أ3أ2أ1أ0أ7q2q1q0q3q2q1{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{rrrr}\\\\\\b_{3}&b_{2}&b_{1}&b_{0}\\\\&&&&/b_{4}\\\end{array}}{\begin{array}{|rrrr|rrrr}&&&q_{1}b_{3}&q_{1}b_{2}&&&\\&&q_{2}b_{3}&q_{2}b_{2}&q_{2}b_{1}&q_{1}b_{1}&&\\&q_{3}b_{3}&q_{3}b_{2}&q_{3}b_{1}&q_{3}b_{0}&q_{2}b_{0}&q_{1}b_{0}&\\a_{7}&a_{6}&a_{5}&a_{4}&a_{3}&a_{2}&a_{1}&a_{0}\\\hline a_{7}&q_{2}'&q_{1}'&q_{0}'&&&&\\q_{3}&q_{2}&q_{1}&&&&&\\\end{array}}\end{array}}}
    3. يتركq0=q0ب4{\displaystyle q_{0}={\dfrac {q_{0}'}{b_{4}}}}.
      ب3ب2ب1ب0/ب4q0ب3q1ب3q1ب2q0ب2q2ب3q2ب2q2ب1q1ب1q0ب1q3ب3q3ب2q3ب1q3ب0q2ب0q1ب0q0ب0أ7أ6أ5أ4أ3أ2أ1أ0أ7q2q1q0ر3q3q2q1q0{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{rrrr}\\\\\\\\b_{3}&b_{2}&b_{1}&b_{0}\\\\&&&&/b_{4}\\\end{array}}{\begin{array}{|rrrr|rrrr}&&&&q_{0}b_{3}&&&\\&&&q_{1}b_{3}&q_{1}b_{2}&q_{0}b_{2}&&\\&&q_{2}b_{3}&q_{2}b_{2}&q_{2}b_{1}&q_{1}b_{1}&q_{0}b_{1}&\\&q_{3}b_{3}&q_{3}b_{2}&q_{3}b_{1}&q_{3}b_{0}&q_{2}b_{0}&q_{1}b_{0}&q_{0}b_{0}\\a_{7}&a_{6}&a_{5}&a_{4}&a_{3}&a_{2}&a_{1}&a_{0}\\\hline a_{7}&q_{2}'&q_{1}'&q_{0}'&r_{3}&&&\\q_{3}&q_{2}&q_{1}&q_{0}&&&&\\\end{array}}\end{array}}}
  7. قم بإجراء عمليات الجمع المتبقية عمودياً على الأعمدة اللاحقة (مع حساب الباقي).
    ب3ب2ب1ب0/ب4q0ب3q1ب3q1ب2q0ب2q2ب3q2ب2q2ب1q1ب1q0ب1q3ب3q3ب2q3ب1q3ب0q2ب0q1ب0q0ب0أ7أ6أ5أ4أ3أ2أ1أ0أ7q2q1q0ر3ر2ر1ر0q3q2q1q0{\displaystyle {\begin{array}{cc}{\begin{array}{rrrr}\\\\\\\\b_{3}&b_{2}&b_{1}&b_{0}\\\\&&&&/b_{4}\\\end{array}}{\begin{array}{|rrrr|rrrr}&&&&q_{0}b_{3}&&&\\&&&q_{1}b_{3}&q_{1}b_{2}&q_{0}b_{2}&&\\&&q_{2}b_{3}&q_{2}b_{2}&q_{2}b_{1}&q_{1}b_{1}&q_{0}b_{1}&\\&q_{3}b_{3}&q_{3}b_{2}&q_{3}b_{1}&q_{3}b_{0}&q_{2}b_{0}&q_{1}b_{0}&q_{0}b_{0}\\a_{7}&a_{6}&a_{5}&a_{4}&a_{3}&a_{2}&a_{1}&a_{0}\\\hline a_{7}&q_{2}'&q_{1}'&q_{0}'&r_{3}&r_{2}&r_{1}&r_{0}\\q_{3}&q_{2}&q_{1}&q_{0}&&&&\\\end{array}}\end{array}}}
  8. النتائج السفلية أسفل الخط الأفقي هي معاملات كثيرات الحدود (الناتج والباقي)، حيث تقع معاملات الناتج على يسار الخط العمودي الفاصل، ومعاملات الباقي على يمينه. تُفسَّر هذه المعاملات على أنها ذات درجات متزايدة من اليمين إلى اليسار، بدءًا من الدرجة صفر لكل من الناتج والباقي. ومن ثم، نستنتج من هذه النتائج ما يلي:
    أ7x7+أ6x6+أ5x5+أ4x4+أ3x3+أ2x2+أ1x+أ0ب4x4-ب3x3-ب2x2-ب1x-ب0=q3x3+q2x2+q1x+q0+ر3x3+ر2x2+ر1x+ر0ب4x4-ب3x3-ب2x2-ب1x-ب0{\displaystyle {\dfrac {a_{7}x^{7}+a_{6}x^{6}+a_{5}x^{5}+a_{4}x^{4}+a_{3}x^{3}+a_{2}x^{2}+a_{1}x+a_{0}}{b_{4}x^{4}-b_{3}x^{3}-b_{2}x^{2}-b_{1}x-b_{0}}}=q_{3}x^{3}+q_{2}x^{2}+q_{1}x+q_{0}+{\dfrac {r_{3}x^{3}+r_{2}x^{2}+r_{1}x+r_{0}}{b_{4}x^{4}-b_{3}x^{3}-b_{2}x^{2}-b_{1}x-b_{0}}}}

تطبيق بايثون

تُنفذ الشفرة البرمجية التالية عملية القسمة التركيبية الموسعة في بايثون لكثيرات الحدود أحادية المتغير العشوائية:

def expanded_synthetic_division ( divided , divisor ): """قسمة سريعة لكثيرات الحدود باستخدام القسمة التركيبية الموسعة.  تعمل أيضًا مع كثيرات الحدود غير الأحادية. المقسوم والمقسوم عليه كلاهما كثيرات حدود، وهما هنا مجرد قوائم من المعاملات.  على سبيل المثال: x² + 3x + 5 يُكتب على الصورة [1, 3, 5]  . out = list ( dividend ) # نسخ المقسوم normalizer = divisor [ 0 ] for i in range ( len ( dividend ) - len ( divisor ) + 1 ): # في القسمة العامة لكثيرات الحدود (عندما تكون كثيرات الحدود غير أحادية)، # نحتاج إلى توحيد القسمة بقسمة المعامل على المعامل الأول للمقسوم عليه out [ i ] /= normalizercoef = out [ i ] إذا كان coef != 0 : # لا فائدة من الضرب إذا كان coef يساوي 0 # في القسمة التركيبية، نتجاهل دائمًا المعامل الأول للمقسوم عليه، # لأنه يُستخدم فقط لتطبيع معاملات المقسوم for j in range ( 1 , len ( divisor )): out [ i + j ] + = -divisor [ j ] * coef# يحتوي الناتج على كل من ناتج القسمة والباقي، # الباقي هو حجم المقسوم عليه (الباقي # له بالضرورة نفس درجة المقسوم عليه لأنه # ما لم نتمكن من قسمته على المقسوم)، لذلك نحسب الفهرس # حيث يوجد هذا الفصل، ونعيد ناتج القسمة والباقي. separator = 1 - len ( divisor ) return out [: separator ], out [ separator :] # إرجاع ناتج القسمة والباقي.

انظر أيضاً

مراجع

مراجع عامة