多项式计算器
输入两个多项式,做加、减、乘、除四则运算:自动合并同类项、展开乘积、长除法给出商式与余式,有理数精确计算,支持分数与小数系数。
用 ^ 或上标写次数(x^2 或 x² 均可),系数可为整数、分数(1/2)或小数(0.5);缺项按 0 计。除法给出商式与余式。
(x² + 2x + 1) + (x + 1) = x² + 3x + 2
怎么用
- 写出两个多项式:在 A、B 两个框里分别输入要运算的多项式,如 x^2 + 2x + 1 与 x + 1。次数用 ^ 或上标(x^2 或 x² 都行),系数可以是整数、分数(1/2)或小数(0.5),缺的项不用写、按 0 计。
- 选择运算:加 / 减 / 乘 / 除:点击「加(+)」「减(−)」「乘(×)」「除(÷)」选择要做的运算。做减法与除法时顺序是 A 减 B、A 除以 B,注意别放反。
- 读结果:加减乘会自动合并同类项、展开并按降幂给出结果多项式;除法给出商式 Q 与余式 R,并标注是否整除。整个计算在浏览器本地用有理数精确完成,分数系数也不失真。
- 换变量(可选):默认变量是 x,如果你的题目用 t、y 等其他字母,在「变量」框改成对应的单个字母即可,两个多项式都要用同一个变量。
核心要点
多项式计算器对两个一元多项式做四则运算,全程有理数精确、无浮点误差:
- 加 / 减:合并同类项,如
(x²+2x+1) + (x+1) = x²+3x+2。 - 乘:逐项分配相乘再合并,如
(x−1)(x+1) = x²−1。 - 除:长除法给出商式与余式,满足
A = B·Q + R,如(x²+1)÷(x−1) = x+1 余 2。 - 精确:系数用 BigInt 有理数存储,分数、小数系数不失真,计算全部在浏览器本地完成。
原理与公式
多项式是形如 aₙxⁿ + … + a₁x + a₀ 的式子, 最高次非零项的指数称为它的次数。多项式的四则运算规则如下。
加法与减法:合并同类项
把次数相同的项的系数相加(减),次数不变:(x² + 2x + 1) + (x + 1) = x² + 3x + 2;(x² + 2x + 1) − (x + 1) = x² + x。 最高次项若相互抵消,结果次数会降低。
乘法:分配律逐项相乘
用分配律把每一项两两相乘再合并同类项,积的次数等于两因式次数之和:(x − 1)(x + 1) = x² − 1;(x² − 1)(x + 1) = x³ + x² − x − 1。
除法:长除法(带余除法)
- 用被除式当前最高次项除以除式最高次项,得到商的一项;
- 把这一项乘回除式,从被除式中减去,使次数下降;
- 重复上述过程,直到余式的次数低于除式次数为止。
结果满足 A = B·Q + R(deg R < deg B)。 例如 (x² + 1) ÷ (x − 1):商 x + 1、余 2,即 x² + 1 = (x − 1)(x + 1) + 2。 当余式为 0 时,B 整除 A,即 B 是 A 的因式。
算例
(2x³ − 3x² + 4x − 5) ÷ (x² − x + 1):长除得商 2x − 1、余 x − 4,可验证 (x² − x + 1)(2x − 1) + (x − 4) = 2x³ − 3x² + 4x − 5。
精度:系数以 BigInt 有理数(最简分数)存储与运算, 加减乘除全部精确,除法商中出现的分数系数(如 (x² + 1) ÷ (2x) 的商 ½x)也保留为分数而非小数近似。
常见问题
- 多项式的加、减、乘、除分别是怎么算的?
- 加减法是「合并同类项」:把次数相同的项的系数相加或相减,如 (x²+2x+1)+(x+1)=x²+3x+2、(x²+2x+1)−(x+1)=x²+x。乘法用分配律逐项相乘再合并,如 (x−1)(x+1)=x²−1、(x²−1)(x+1)=x³+x²−x−1。除法用多项式长除法(带余除法):得到商式 Q 与余式 R,满足 A=B·Q+R 且余式次数小于除式次数,如 (x²+1)÷(x−1)=x+1 余 2。本工具四种运算都用 BigInt 有理数精确计算,不会有小数误差。
- 多项式长除法(带余除法)怎么做?余式是什么?
- 长除法和整数竖式除法类似:每一步用被除式当前最高次项除以除式的最高次项得到商的一项,乘回除式后从被除式中减去,降低次数,重复到余式的次数低于除式为止。最终得到商式 Q 和余式 R,满足 A = B·Q + R,且 deg R < deg B。例如 (x²+1)÷(x−1):商 x+1、余 2,即 x²+1=(x−1)(x+1)+2。当余式为 0 时,说明 B 能整除 A(B 是 A 的因式)。本工具会同时给出商式、余式,并标注是否整除。
- 系数可以是分数或小数吗?除法结果会不会出现分数?
- 可以。系数支持整数、分数(写成 1/2)和小数(写成 0.5),工具内部统一转成最简分数做精确运算。加减乘的结果对整系数输入仍是整系数;但除法的商式即使输入是整系数也可能出现分数系数——这是正常的,例如 (x²+1)÷(2x) 的商为 1/2x(即 ½x)、余 1。本工具用有理数运算精确保留这些分数,结果以最简分数形式(如 1/2x)显示,不会四舍五入成小数近似值。
- 输入格式有什么要求?x²、x^2、2*x 这些都支持吗?
- 都支持。次数可以用脱字符 ^(x^2、x^3)或 Unicode 上标(x²、x³),也接受 ** (x**2);系数与变量之间的乘号可写 *、· 或直接省略(2x 等于 2*x)。项与项之间用 + 或 − 连接,空格随意。缺项按 0 计,例如 x^3 − 1 表示 x³+0·x²+0·x−1。指数必须是非负整数。若格式无法识别(如 x^ 后面没有数字、出现负指数),工具会提示检查输入。
- 输入的多项式有次数或长度上限吗?x 的次数最高能到多少?
- 有一个较宽松的上限:单个多项式的最高次数约定为 100(即指数最大为 100),指数必须是非负整数;项数不限,缺项按 0 计。系数可用整数、分数(1/2)或小数(0.5),内部统一按最简分数精确运算。若输入的次数超过 100(如 x^101),或出现负指数、非整数指数(如 x^-1、x^0.5),工具会提示检查输入。日常代数练习、竖式长除法与验算的题目通常都在这个范围内。
- 多项式的次数(degree)是什么?零多项式的次数怎么算?
- 多项式的次数是它最高次非零项的指数,如 2x³−x+5 的次数是 3,常数 7 的次数是 0。运算会改变次数:两个多项式相乘,积的次数等于两者次数之和;相加减时,次数一般取两者较大者,但最高次项若相互抵消,次数会降低(如 (x²+x)−(x²−1)=x+1,次数从 2 降到 1)。零多项式(结果为 0)通常约定次数为 −1 或「无定义」,本工具在结果为 0 时标注为「零多项式」。
- 多项式运算和因式分解、解方程有什么关系?
- 它们紧密相关。因式分解是把多项式写成因式相乘,是乘法的逆运算:若 A÷B 余式为 0,则 B 是 A 的一个因式。解方程是求使多项式等于 0 的根;由余数定理,A 除以 (x−c) 的余数等于把 x=c 代入 A 的值,余数为 0 说明 c 是根、(x−c) 是因式。所以想分解二次三项式可用配套的「因式分解计算器」,想求一元二次方程的根可用「一元二次方程计算器」,本工具专注于多项式之间的加减乘除运算与化简。