กฎของรัฟฟินี
ในทางคณิตศาสตร์กฎของ Ruffiniเป็นวิธี การคำนวณการหารแบบยุคลิดของพหุนามด้วยทวินามในรูปแบบx − rซึ่งได้รับการอธิบายโดยPaolo Ruffiniในปี 1809 [ 1 ]กฎนี้เป็นกรณีพิเศษของการหารสังเคราะห์ซึ่งตัวหารเป็นตัวประกอบเชิง เส้นเอกนาม
อัลกอริทึม
กฎนี้กำหนดวิธีการหารพหุนาม:
โดยทวินาม:
เพื่อให้ได้พหุนามผลหาร:
อัลกอริทึมนี้แท้จริงแล้วคือการหารยาวของP ( x ) ด้วยQ ( x )
เพื่อหารP ( x ) ด้วยQ ( x ):
- นำสัมประสิทธิ์ทั้งหมดของP ( x ) รวมทั้งศูนย์สำหรับพจน์ที่ขาดหายไป มาเขียนเรียงลำดับตามดีกรีที่ลดลง จากนั้นเขียนrที่ขอบด้านล่างซ้าย เหนือเส้น:
- ย้ายสัมประสิทธิ์ซ้ายสุด ( a ) ไปไว้ด้านล่างสุดใต้เส้น
- คูณตัวเลขขวาสุดใต้เส้นด้วยrแล้วเขียนทับเส้นและเลื่อนไปทางขวาหนึ่งตำแหน่ง
- นำค่าทั้งสองที่เพิ่งใส่ลงในคอลัมน์เดียวกันมาบวกกัน
- ทำซ้ำขั้นตอนที่ 3 และ 4 จนกว่าจะไม่มีตัวเลขเหลืออยู่
ค่าbคือสัมประสิทธิ์ของพหุนามผลลัพธ์ ( R ( x )) ซึ่งมีดีกรีน้อยกว่าดีกรีของP ( x ) อยู่หนึ่ง ค่าสุดท้ายที่ได้sคือเศษเหลือทฤษฎีบทเศษเหลือของพหุนามกล่าวว่าเศษเหลือนั้นเท่ากับP ( r ) ซึ่งเป็นค่าของพหุนามที่r
ตัวอย่าง
ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างของการหารพหุนามตามที่อธิบายไว้ข้างต้น
อนุญาต:
P ( x ) จะถูกหารด้วยQ ( x ) โดยใช้กฎของ Ruffini ปัญหาหลักคือQ ( x ) ไม่ใช่พหุนามในรูปแบบx − rแต่เป็นx + r Q ( x ) จะต้องถูกเขียนใหม่เป็น
ต่อไปนี้คือขั้นตอนวิธีที่ใช้:
- เขียนค่าสัมประสิทธิ์และr ลงไป สังเกตว่า เนื่องจากP ( x ) ไม่มีค่าสัมประสิทธิ์สำหรับxจึงเขียนเป็น 0:
| 2 3 0 | -4 || -1 || ----|--------------------|------- || ||
- ส่งค่าสัมประสิทธิ์ตัวแรกลงไป:
| 2 3 0 | -4 || -1 || ----|--------------------|------- | 2 | ||
- คูณค่าสุดท้ายที่ได้ด้วยr :
| 2 3 0 | -4 || -1 | -2 | ----|--------------------|------- | 2 | ||
- บวกค่าต่างๆ เข้าด้วยกัน:
| 2 3 0 | -4 || -1 | -2 | ----|--------------------|------- | 2 1 | ||
- ทำซ้ำขั้นตอนที่ 3 และ 4 จนกว่าจะเสร็จสมบูรณ์:
| 2 3 0 | -4 || -1 | -2 -1 | 1 ----|---------------------------- | 2 1 -1 | -3 |{สัมประสิทธิ์ผลลัพธ์}|{เศษเหลือ}
ดังนั้น ถ้าจำนวนเดิม = ตัวหาร × ผลหาร + เศษเหลือ แล้ว
- , ที่ไหน
- และ
การประยุกต์ใช้กับการแยกตัวประกอบพหุนาม
กฎของรัฟฟินีสามารถใช้ได้เมื่อต้องการหาผลหารของพหุนามPกับทวินามในรูปแบบ(หากต้องการเพียงเศษเหลือทฤษฎีบทเศษเหลือของพหุนามจะให้วิธีการที่ง่ายกว่า)
ตัวอย่างทั่วไปที่จำเป็นต้องใช้ผลหาร คือการแยกตัวประกอบของพหุนามที่เรารู้รากr :
เศษเหลือจากการหารแบบยุคลิดของด้วยrคือ0และถ้าผลหารคือการหารแบบยุคลิดจะเขียนได้ดังนี้
ซึ่งจะทำให้ได้การแยกตัวประกอบ (อาจไม่สมบูรณ์) ที่สามารถคำนวณได้โดยใช้กฎของรัฟฟินี จากนั้นสามารถแยกตัวประกอบเพิ่มเติมได้โดยการแยกตัวประกอบ
ทฤษฎีบทพื้นฐานของพีชคณิต กล่าวว่า พหุนามทุกตัว ที่มีดีกรีเป็นบวกจะมี ราก เชิงซ้อน อย่างน้อยหนึ่ง รากกระบวนการข้างต้นแสดงให้เห็นว่าทฤษฎีบทพื้นฐานของพีชคณิตบ่งชี้ว่า พหุนามทุกตัวx ) = anxn + an⁻¹xn⁻¹ + ... + a₁x + a₀ ตัวประกอบดังนี้
จำนวนเชิงซ้อนอยู่ที่ไหน
ประวัติศาสตร์
วิธีการนี้คิดค้นโดยเปาโล รัฟฟินีซึ่งเข้าร่วมการแข่งขันที่จัดโดยสมาคมวิทยาศาสตร์แห่งอิตาลี (แห่งสี่สิบ) โจทย์คือการคิดค้นวิธีการหาค่ารากของพหุนามใดๆ มีผู้ส่งผลงานเข้าประกวดห้าคน ในปี ค.ศ. 1804 ผลงานของรัฟฟินีได้รับรางวัลชนะเลิศ และวิธีการของเขาได้รับการตีพิมพ์ ต่อมาเขาได้ตีพิมพ์ผลงานที่ปรับปรุงแล้วอีกครั้งในปี ค.ศ. 1807 และ ค.ศ. 1813
ดูเพิ่มเติม
- วิธีของลิลล์คือการหารโดยใช้กราฟ
- วิธีของฮอร์เนอร์
ลิงก์ภายนอก
- ไวส์สไตน์, เอริค ดับเบิลยู. "กฎของรัฟฟินี" . แมธเวิลด์ .
สื่อที่เกี่ยวข้องกับกฎของรัฟฟินีที่วิกิมีเดียคอมมอนส์