除法
数学中,尤其是在基本计算裏,除法可以看成是「乘法的反运算」,也可以理解为「重复的减法」。除法运算的本质就是「把参与运算的除数变为1displaystyle 1,得出被除数的值」。
例如:6÷3=2displaystyle 6div 3=2,就好像6−3−3=0displaystyle 6-3-3=0,
{6−3=33−3=0displaystyle begincases6-3=3\3-3=0endcases,6displaystyle 6被3displaystyle 3減了兩次後,就變成了0displaystyle 0。
如果
- a×b=cdisplaystyle atimes b=c
而且bdisplaystyle b不等于零,那么
- a=c÷bdisplaystyle a=cdiv b
其中,a称为商数,b称为除数,c称为被除数。
如果除式的商數(adisplaystyle a)必須是整數,则称为带餘除法,a×bdisplaystyle atimes b与cdisplaystyle c相差的数值,称为餘數(ddisplaystyle d)。
- c÷b=a…ddisplaystyle cdiv b=adots d
這也意味著
- c=a×b+ddisplaystyle c=atimes b+d
在高等数学(包括在科学与工程学中)和计算机编程语言中,c÷bdisplaystyle cdiv b写成c/bdisplaystyle c/b。如果我们不需要知道确切值或者留待以后引用,这种形式也常常是称之为分数的最终形式。其中尋找商數的函數為divdisplaystyle operatorname div ,尋找餘數的函數則為moddisplaystyle operatorname mod 。
在大部分的非英语语言中,c:bdisplaystyle c:b代表c÷bdisplaystyle cdiv b的比,讀做c比b;c/bdisplaystyle c/b則代表c÷bdisplaystyle cdiv b的比值。用法请参照比例。
目录
1 整除
1.1 表示法
1.2 举例
2 除法计算
2.1 長除法
2.2 短除法
3 多項式的除法
4 重要性質
5 参见
整除
整除是数学中两个自然数之间的一种关系。自然数adisplaystyle a可以被自然数bdisplaystyle b整除,是指bdisplaystyle b是adisplaystyle a的因數,且a是b的整数倍数,也就是adisplaystyle a除以bdisplaystyle b没有餘数。
- a÷b=q…0displaystyle adiv b=qdots 0
因數判別法可參照整除規則。
表示法
b∣adisplaystyle bmid a表示bdisplaystyle b整除adisplaystyle a,即adisplaystyle a是bdisplaystyle b的倍数,bdisplaystyle b是adisplaystyle a的因数。
举例
15displaystyle 15可以被5displaystyle 5整除,记作5∣15displaystyle 5mid 15。
20displaystyle 20不能被6displaystyle 6整除(因为餘数为2displaystyle 2),记作6∤20displaystyle 6nmid 20。在∣displaystyle mid 上加一条斜线即表示不整除⋯⋯
除法计算
根据乘法表,两个整数可以用长除法(直式除法)笔算。如果被除数有分数部分(或者说时小数点),计算时将小数点带下来就可以;如果除数有小数点,将除数与被除数的小数点同时移位,直到除数没有小数点。
算盘也可以做除法运算。
長除法
長除法俗稱「長除」,適用於正式除法、小數除法、多項式除法(即因式分解)等較重視計算過程和商數的除法,過程中兼用了乘法和減法。
使用長除法計算1260257÷37displaystyle 1260257div 37:
- 37 )34061 1260257111150 148 225 222 37370displaystyle beginarrayl37 big )\\\\\\\\endarray!!!!!beginarrayr34061\hline 1260257\111quad quad \hline 150quad \148quad \hline 225 \222 \hline 37\37\hline 0\endarray
短除法
短除法是長除法的簡化版本。在短除法裏,被除數放中央,旁以一L型符號表示除法,被除數左側為除數,下側為商,省去了長除法逐層計算的過程。
- 使用短除法計算3÷7displaystyle 3div 7的近似值:
- 7 | 3.00000000000000000… _0.42857142857142857… displaystyle !underline , 3.00000000000000000dots \0.42857142857142857dots endarray
- 使用短除法計算420displaystyle 420的質因數分解:
- 2 | 420 _2 | 210 _3 | 105 _5 | 35 _7 displaystyle !underline , 420 \2
- 420=22×3×5×7displaystyle 420=2^2times 3times 5times 7
- 使用短除法計算420,270displaystyle 420,270的最大公因數及最小公倍數:
- 2 | 420270 _3 | 210135 _5 | 70 45 _14 9 displaystyle beginarrayr2
- {gcd(420,270)=2×3×5=30lcm(420,270)=2×3×5×14×9=3780displaystyle begincasesgcd(420,270)=2times 3times 5=30\operatorname lcm (420,270)=2times 3times 5times 14times 9=3780endcases
多項式的除法
和整数之间的带余除法类似,一元多项式之间也可以进行带余除法。可以证明,设有多项式Adisplaystyle A和非零多项式Bdisplaystyle B,则存在唯一的多项式Qdisplaystyle Q和Rdisplaystyle R,满足:
- A=BQ+Rdisplaystyle A=BQ+R
而多项式Rdisplaystyle R若非零多项式,則其冪次严格小于Bdisplaystyle B的冪次。
作为特例,如果要计算某个多项式Pdisplaystyle P除以一次多项式X−adisplaystyle X-a得到的餘多项式,可以直接将adisplaystyle a代入到多项式Pdisplaystyle P中。Pdisplaystyle P除以X−adisplaystyle X-a的餘多项式是P(a)displaystyle P(a)。
具体的计算可以使用类似直式除法的方式。例如,计算X3−12X2−42displaystyle X^3-12X^2-42除以X−3displaystyle X-3,列式如下:
- X2−9X−27X−3|X3−12X2+0X−42¯X3−3X2_−9X2+0X−9X2+27X_−27X−42−27X+81_−123displaystyle beginmatrixqquad quad ;,X^2;-9Xquad -27\qquad quad X-3overline vert X^3-12X^2+0X-42\;;underline ;;X^3-;;3X^2\qquad qquad quad ;-9X^2+0X\qquad qquad quad ;underline -9X^2+27X\qquad qquad qquad qquad qquad -27X-42\qquad qquad qquad qquad qquad underline -27X+81\qquad qquad qquad qquad qquad qquad ;;-123endmatrix
因此,商式是 X2−9X−27displaystyle X^2-9X-27,餘式是 −123displaystyle -123。
重要性質
通常不定义除以零这种形式。亦即當除以0 或分數的分母為0 時,該式或該數無意義。
参见
- 筹算除法
- 同餘
- 余数
- 带餘除法
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