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1{displaystyle 1},得出被除数的值」。
例如:6÷3=2{displaystyle 6div 3=2},就好像6−3−3=0{displaystyle 6-3-3=0},
{6−3=33−3=0{displaystyle {begin{cases}6-3=3\3-3=0end{cases}}},6{displaystyle 6}被3{displaystyle 3}減了兩次後,就變成了0{displaystyle 0}。
如果
- a×b=c{displaystyle atimes b=c}
而且b{displaystyle b}不等于零,那么
- a=c÷b{displaystyle 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(a{displaystyle a})必須是整數,则称为带餘除法,a×b{displaystyle atimes b}与c{displaystyle c}相差的数值,称为餘數(d{displaystyle d})。
- c÷b=a…d{displaystyle cdiv b=adots d}
這也意味著
- c=a×b+d{displaystyle 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÷b{displaystyle cdiv b}写成c/b{displaystyle 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div{displaystyle operatorname {div} },尋找餘數的函數則為mod{displaystyle operatorname {mod} }。
在大部分的非英语语言中,c:b{displaystyle c:b}代表c÷b{displaystyle cdiv b}的比,讀做c比b;c/b{displaystyle c/b}則代表c÷b{displaystyle 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a{displaystyle a}可以被自然数b{displaystyle b}整除,是指b{displaystyle b}是a{displaystyle a}的因數,且a是b的整数倍数,也就是a{displaystyle a}除以b{displaystyle b}没有餘数。
- a÷b=q…0{displaystyle adiv b=qdots 0}
因數判別法可參照整除規則。
表示法
b∣a{displaystyle bmid a}表示b{displaystyle b}整除a{displaystyle a},即a{displaystyle a}是b{displaystyle b}的倍数,b{displaystyle b}是a{displaystyle a}的因数。
举例
15{displaystyle 15}可以被5{displaystyle 5}整除,记作5∣15{displaystyle 5mid 15}。
20{displaystyle 20}不能被6{displaystyle 6}整除(因为餘数为2{displaystyle 2}),记作6∤20{displaystyle 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÷37{displaystyle 1260257div 37}:
- 37 )34061 1260257111150 148 225 222 37370{displaystyle {begin{array}{l}37 {big )}\\\\\\\\end{array}}!!!!!{begin{array}{r}34061\hline 1260257\111quad quad \hline 150quad \148quad \hline 225 \222 \hline 37\37\hline 0\end{array}}}
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÷7{displaystyle 3div 7}的近似值:
- 7 | 3.00000000000000000… _0.42857142857142857… {displaystyle {begin{array}{r}7 |!{underline {, 3.00000000000000000dots }}\0.42857142857142857dots end{array}}}
- 使用短除法計算420{displaystyle 420}的質因數分解:
- 2 | 420 _2 | 210 _3 | 105 _5 | 35 _7 {displaystyle {begin{array}{r}2 |!{underline {, 420 }}\2 |!{underline {, 210 }}\3 |!{underline {, 105 }}\5 |!{underline {, 35 }}\7 end{array}}}
- 420=22×3×5×7{displaystyle 420=2^{2}times 3times 5times 7}
- 使用短除法計算420,270{displaystyle 420,270}的最大公因數及最小公倍數:
- 2 | 420270 _3 | 210135 _5 | 70 45 _14 9 {displaystyle {begin{array}{r}2 |!{underline {, 420quad 270 }}\3 |!{underline {, 210quad 135 }}\5 |!{underline {, 70quad 45 }}\14quad 9 end{array}}}
- {gcd(420,270)=2×3×5=30lcm(420,270)=2×3×5×14×9=3780{displaystyle {begin{cases}gcd(420,270)=2times 3times 5=30\operatorname {lcm} (420,270)=2times 3times 5times 14times 9=3780end{cases}}}
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A{displaystyle A}和非零多项式B{displaystyle B},则存在唯一的多项式Q{displaystyle Q}和R{displaystyle R},满足:
- A=BQ+R{displaystyle A=BQ+R}
而多项式R{displaystyle R}若非零多项式,則其冪次严格小于B{displaystyle B}的冪次。
作为特例,如果要计算某个多项式P{displaystyle P}除以一次多项式X−a{displaystyle X-a}得到的餘多项式,可以直接将a{displaystyle a}代入到多项式P{displaystyle P}中。P{displaystyle P}除以X−a{displaystyle 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X3−12X2−42{displaystyle X^{3}-12X^{2}-42}除以X−3{displaystyle X-3},列式如下:
- X2−9X−27X−3|X3−12X2+0X−42¯X3−3X2_−9X2+0X−9X2+27X_−27X−42−27X+81_−123{displaystyle {begin{matrix}qquad quad ;,X^{2};-9Xquad -27\qquad quad X-3{overline {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 ;;-123end{matrix}}}
因此,商式是 X2−9X−27{displaystyle X^{2}-9X-27},餘式是 −123{displaystyle -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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