कृत्रिम विभाजन: Difference between revisions
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[[बीजगणित]] में, | [[बीजगणित]] में, '''अवास्तविक विभाजन''' बहुपदों के [[यूक्लिडियन विभाजन]] को हस्तचालित रूप से करने की एक विधि है, जिसमें अल्प अंकन और [[विस्तृत विभाजन]] की तुलना में कम गणना होती है। | ||
यह ज्यादातर | यह ज्यादातर [[मोनिक बहुपद|रैखिक एकगुणांकी बहुपद]] ([[रफिनी के नियम]] के रूप में जाना जाता है) द्वारा विभाजन के लिए सिखाया जाता है, लेकिन विधि को किसी भी [[बहुपद]] द्वारा विभाजन के लिए व्यापकीकृत किया जा सकता है। | ||
अवास्तविक विभाजन का लाभ यह है कि यह किसी को चर लिखे बिना गणना करने की अनुमति देता है, यह कुछ गणनाओं का उपयोग करता है, और यह विस्तृत विभाजन की तुलना में कागज पर काफी कम जगह लेता है। इसके अलावा, शुरुआत में ही संकेतों को स्विचन करके विस्तृत विभाजन में व्यवकलन को संकलन में बदल दिया जाता है, जिससे संकेत त्रुटियों को रोकने में मदद मिलती है। | |||
== | == सम अवास्तविक विभाजन == | ||
पहला उदाहरण | पहला उदाहरण अवास्तविक विभाजन है जिसमें केवल एक [[एकगुणांकी]] बहुपद रैखिक हर है <math>x-a</math>. | ||
:<math>\frac{x^3 - 12x^2 - 42}{x - 3}</math> | :<math>\frac{x^3 - 12x^2 - 42}{x - 3}</math> | ||
अंश के रूप में लिखा जा सकता है <math> p(x) = x^3 - 12x^2 + 0x - 42 </math>. | [[अंश]] के रूप में लिखा जा सकता है <math> p(x) = x^3 - 12x^2 + 0x - 42 </math>. | ||
हर का शून्य <math>g(x)</math> है <math>3</math>. | |||
के गुणांक <math>p(x)</math> | के गुणांक <math>p(x)</math> को शून्य के साथ निम्नानुसार व्यवस्थित किया जाता हैं <math>g(x)</math> बाईं तरफ: | ||
:<math>\begin{array}{cc} | :<math>\begin{array}{cc} | ||
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\end{array}</math> | \end{array}</math> | ||
{{font color|blue| | स्तम्भ के बाद {{font color|blue|पहला गुणांक}} अंतिम पंक्ति में "गिराया" जाता है। | ||
:<math>\begin{array}{cc} | :<math>\begin{array}{cc} | ||
\begin{array}{r} \\ 3 \\ \\ \end{array} | \begin{array}{r} \\ 3 \\ \\ \end{array} | ||
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\end{array}</math> | \end{array}</math> | ||
{{font color|blue| | {{font color|blue|पतित संख्या}} को स्तम्भ से पहले की संख्या से गुणा किया जाता है {{font color|grey|और}} {{font color|brown|अगले स्तम्भ }} में रखा जाता है। | ||
:<math>\begin{array}{cc} | :<math>\begin{array}{cc} | ||
\begin{array}{r} \\ \color{grey}3 \\ \\ \end{array} | \begin{array}{r} \\ \color{grey}3 \\ \\ \end{array} | ||
Line 49: | Line 49: | ||
\end{array} | \end{array} | ||
\end{array}</math> | \end{array}</math> | ||
एक {{font color|green| | अगले स्तम्भ में एक {{font color|green|योग}} किया जाता है। | ||
:<math>\begin{array}{cc} | :<math>\begin{array}{cc} | ||
\begin{array}{c} \\ 3 \\ \\ \end{array} | \begin{array}{c} \\ 3 \\ \\ \end{array} | ||
Line 73: | Line 73: | ||
यहाँ, अंतिम पद (-123) शेषफल है जबकि शेष भागफल के गुणांकों के संगत है। | यहाँ, अंतिम पद (-123) शेषफल है जबकि शेष भागफल के गुणांकों के संगत है। | ||
पदों को शेषफल और परिणाम के लिए कोटि शून्य के साथ दाएं से बाएं बढ़ते हुए कोटि के साथ लिखा जाता है। | |||
:<math> \begin{array}{rrr|r} | :<math> \begin{array}{rrr|r} | ||
1x^2 & -9x & -27 & -123 | 1x^2 & -9x & -27 & -123 | ||
\end{array}</math> | \end{array}</math> | ||
अतः | |||
भागफल और शेषफल हैं: | |||
:<math>q(x) = x^2 - 9x - 27 | :<math>q(x) = x^2 - 9x - 27 | ||
Line 84: | Line 86: | ||
=== | ===शेषफल प्रमेय द्वारा बहुपदों का मूल्यांकन === | ||
अवास्तविक विभाजन का उपरोक्त रूप [[बहुपद शेष प्रमेय|बहुपद शेषफल प्रमेय]] के संदर्भ में [[अविभिन्न बहुपदों|एकाचर बहुपदों]] के मूल्यांकन के लिए उपयोगी है। संक्षेप में, का मूल्य <math>p(x)</math> पर <math>a</math> के विभाजन के [[शेष|शेषफल]] के बराबर है <math>p(x)</math> द्वारा <math>x-a.</math> इस तरह से मूल्य की गणना करने का लाभ यह है कि इसके लिए सहज मूल्यांकन के रूप में आधे से अधिक गुणन चरणों की आवश्यकता होती है। एक वैकल्पिक मूल्यांकन विधि [[हॉर्नर की विधि]] है। | |||
इस तरह से मूल्य की गणना करने का लाभ यह है कि इसके लिए सहज मूल्यांकन के रूप में आधे से अधिक गुणन चरणों की आवश्यकता होती है। एक वैकल्पिक मूल्यांकन | |||
== | == प्रसारित अवास्तविक विभाजन == | ||
यह विधि बोल्ड में परिवर्तन के साथ केवल | यह विधि '''बोल्ड में परिवर्तन''' के साथ केवल स्पष्ट आशोधन के साथ किसी भी [[एकगुणांकी बहुपद]] द्वारा विभाजन को सामान्यीकृत करती है। पहले के समान चरणों का उपयोग करते हुए, निम्न विभाजन करें: | ||
:<math>\frac{x^3 - 12x^2 - 42}{x^2 + x - 3}</math> | :<math>\frac{x^3 - 12x^2 - 42}{x^2 + x - 3}</math> | ||
हम | हम स्वंय को केवल गुणांकों से संबंध करते हैं। | ||
शीर्ष पर विभाजित किए जाने वाले बहुपद के गुणांक लिखिए। | शीर्ष पर विभाजित किए जाने वाले बहुपद के गुणांक लिखिए। | ||
:<math> \begin{array}{|rrrr} | :<math> \begin{array}{|rrrr} | ||
\ 1 & -12 & 0 & -42 | \ 1 & -12 & 0 & -42 | ||
\end{array}</math> | \end{array}</math> | ||
भाजक के गुणांकों | भाजक के गुणांकों का खंडन करे। | ||
:<math> \begin{array}{rrr} | :<math> \begin{array}{rrr} | ||
-1x^2 &-1x &+3 | -1x^2 &-1x &+3 | ||
\end{array}</math> | \end{array}</math> | ||
प्रत्येक गुणांक में लिखें लेकिन बाईं ओर पहले वाले को ऊपर की ओर दाएं विकर्ण में लिखें (अगला चित्र देखें)। | प्रत्येक गुणांक में लिखें लेकिन बाईं ओर पहले वाले को '''ऊपर की ओर दाएं विकर्ण''' में लिखें (अगला चित्र देखें)। | ||
:<math>\begin{array}{cc} | :<math>\begin{array}{cc} | ||
\begin{array}{rr} \\ &3 \\ -1& \\ \end{array} | \begin{array}{rr} \\ &3 \\ -1& \\ \end{array} | ||
Line 112: | Line 113: | ||
\end{array} | \end{array} | ||
\end{array}</math> | \end{array}</math> | ||
1 से −1 और −3 से 3 में चिन्ह के परिवर्तन पर ध्यान दें। | '''1 से −1 और −3 से 3''' में चिन्ह के परिवर्तन पर ध्यान दें। अंतिम पंक्ति में स्तम्भ के बाद पहला गुणांक "छोड़ें"। | ||
:<math>\begin{array}{cc} | :<math>\begin{array}{cc} | ||
Line 125: | Line 126: | ||
\end{array} | \end{array} | ||
\end{array}</math> | \end{array}</math> | ||
पतित संख्या को स्तम्भ से पहले '''विकर्ण''' से गुणा करें, और परिणामी प्रविष्टियों को पतित प्रविष्टि से '''विकर्ण''' '''के दाईं''' ओर रखें। | |||
:<math>\begin{array}{cc} | :<math>\begin{array}{cc} | ||
\begin{array}{rr} \\ &3 \\ -1& \\ \\ \end{array} | \begin{array}{rr} \\ &3 \\ -1& \\ \\ \end{array} | ||
Line 137: | Line 138: | ||
\end{array} | \end{array} | ||
\end{array}</math> | \end{array}</math> | ||
अगले | अगले स्तंभ में एक [[योग]] करें। | ||
:<math>\begin{array}{cc} | :<math>\begin{array}{cc} | ||
\begin{array}{rr} \\ &3 \\ -1& \\ \\ \end{array} | \begin{array}{rr} \\ &3 \\ -1& \\ \\ \end{array} | ||
Line 149: | Line 150: | ||
\end{array} | \end{array} | ||
\end{array}</math> | \end{array}</math> | ||
पिछले दो चरणों को तब तक दोहराएं जब तक आप अगले विकर्ण के साथ शीर्ष पर प्रविष्टियों को पार नहीं कर लेते। | पिछले दो चरणों को '''तब तक दोहराएं जब तक आप अगले विकर्ण के साथ शीर्ष पर प्रविष्टियों को पार नहीं कर लेते।''' | ||
:<math>\begin{array}{cc} | :<math>\begin{array}{cc} | ||
\begin{array}{rr} \\ &3 \\ -1& \\ \\ \end{array} | \begin{array}{rr} \\ &3 \\ -1& \\ \\ \end{array} | ||
Line 161: | Line 162: | ||
\end{array} | \end{array} | ||
\end{array}</math> | \end{array}</math> | ||
फिर बस कोई भी शेष | फिर बस कोई भी शेष स्तम्भ जोड़ें। | ||
:<math>\begin{array}{cc} | :<math>\begin{array}{cc} | ||
\begin{array}{rr} \\ &3 \\ -1& \\ \\ \end{array} | \begin{array}{rr} \\ &3 \\ -1& \\ \\ \end{array} | ||
Line 173: | Line 174: | ||
\end{array} | \end{array} | ||
\end{array}</math> | \end{array}</math> | ||
पदों को स्तम्भ के बाईं ओर गिनें। चूंकि दो हैं, शेषफल की कोटि एक है और यह स्तम्भ के नीचे सबसे दाहिनी ओर दो पद हैं। अलगाव को एक ऊर्ध्वाधर पट्टी के साथ चिह्नित करें। | |||
:<math> \begin{array}{rr|rr} | :<math> \begin{array}{rr|rr} | ||
1 & -13 & 16 & -81 | 1 & -13 & 16 & -81 | ||
\end{array}</math> | \end{array}</math> | ||
पदों को शेषफल और परिणाम दोनों के लिए कोटि शून्य से दाएं से बाएं बढ़ते हुए कोटि के साथ लिखा जाता है। | |||
:<math> \begin{array}{rr|rr} | :<math> \begin{array}{rr|rr} | ||
1x & -13 & 16x & -81 | 1x & -13 & 16x & -81 | ||
Line 185: | Line 186: | ||
=== गैर- | === गैर-एकगुणांकी विभाजकों के लिए === | ||
थोड़े से उकसावे के साथ, विस्तारित | थोड़े से उकसावे के साथ, विस्तारित प्रविधि को किसी भी बहुपद के लिए काम करने के लिए और भी सामान्यीकृत किया जा सकता है, न कि केवल [[एकगुणांकी]] बहुपद के लिए। ऐसा करने का सामान्य तरीका भाजक को विभाजित करना होगा <math>g(x)</math> इसके प्रमुख गुणांक के साथ (इसे संकेत करें): | ||
:<math>h(x) = \frac{g(x)}{a}</math> | :<math>h(x) = \frac{g(x)}{a}</math> | ||
फिर साथ | फिर साथ अवास्तविक विभाजन का उपयोग करना <math>h(x)</math> भाजक के रूप में, और फिर मूल विभाजन का भागफल प्राप्त करने के लिए भागफल को a से विभाजित करना (शेषफल समान रहता है)। लेकिन यह अक्सर भद्दे भिन्न की उत्पत्ति करता है जो बाद में हटा दिए जाते हैं, और इस प्रकार त्रुटि के लिए अधिक प्रवण होते हैं। g(x)के गुणांक को कम किए बिना इसे करना संभव है/ | ||
जैसा कि इस तरह के एक गैर- | जैसा कि इस तरह के एक गैर-एकगुणांकी विभाजक के साथ पहले दीर्घ विभाजन का प्रदर्शन करके देखा जा सकता है, <math>f(x)</math> के प्रमुख गुणांक से विभाजित हैं <math>g(x)</math> "पातन" के बाद, और गुणा करने से पहले। | ||
आइए निम्नलिखित विभाजन का प्रदर्शन करके वर्णन करें: | आइए निम्नलिखित विभाजन का प्रदर्शन करके वर्णन करें: | ||
:<math>\frac{6x^3+5x^2-7}{3x^2-2x-1}</math> | :<math>\frac{6x^3+5x^2-7}{3x^2-2x-1}</math> | ||
कुछ परिवर्धित तालिका का प्रयोग किया जाता है: | |||
:<math>\begin{array}{cc} | :<math>\begin{array}{cc} | ||
Line 209: | Line 210: | ||
\end{array} | \end{array} | ||
\end{array}</math> | \end{array}</math> | ||
आधार पर अतिरिक्त पंक्ति नोट करें। इसका उपयोग प्रमुख गुणांक द्वारा "पतित" मानों को विभाजित करके प्राप्त मूल्यों को लिखने के लिए किया जाता है <math>g(x)</math> (इस स्थिति में, /3 द्वारा दर्शाया गया है; ध्यान दें कि, बाकी गुणांकों के विपरीत <math>g(x)</math>, इस संख्या का चिह्न नहीं बदला गया है)। | |||
बाद में, पहला गुणांक <math>f(x)</math> हमेशा की तरह छोड़ दिया जाता है: | |||
:<math>\begin{array}{cc} | :<math>\begin{array}{cc} | ||
Line 224: | Line 225: | ||
\end{array} | \end{array} | ||
\end{array}</math> | \end{array}</math> | ||
और फिर | और फिर छोड़ा हुआ मान 3 से विभाजित किया जाता है और नीचे पंक्ति में रखा जाता है: | ||
:<math>\begin{array}{cc} | :<math>\begin{array}{cc} | ||
Line 237: | Line 238: | ||
\end{array} | \end{array} | ||
\end{array}</math> | \end{array}</math> | ||
अगला, नया (विभाजित) मान 2 और 1 के गुणकों के साथ शीर्ष पंक्तियों को भरने के लिए उपयोग किया जाता है, जैसा कि विस्तारित | अगला, नया (विभाजित) मान 2 और 1 के गुणकों के साथ शीर्ष पंक्तियों को भरने के लिए उपयोग किया जाता है, जैसा कि विस्तारित प्रविधि में है: | ||
:<math>\begin{array}{cc} | :<math>\begin{array}{cc} | ||
Line 276: | Line 277: | ||
\end{array} | \end{array} | ||
\end{array}</math> | \end{array}</math> | ||
इस बिंदु पर, यदि | इस बिंदु पर, यदि तीसरा योगफल प्राप्त करने के बाद, हम शीर्ष पंक्तियों को भरने के लिए इसका उपयोग करने की जाँच कर रहे थे, तो हम दाईं ओर अलग हो जाते हैं, इस प्रकार तीसरा योग शेष का पहला गुणांक है, जैसा कि सम अवास्तविक विभाजन में होता है। लेकिन शेषफल के मान भाजक के मुख्य गुणांक से विभाजित '''नहीं''' होते हैं: | ||
:<math>\begin{array}{cc} | :<math>\begin{array}{cc} | ||
Line 289: | Line 290: | ||
\end{array} | \end{array} | ||
\end{array}</math> | \end{array}</math> | ||
अब हम उत्तर के गुणांकों को पढ़ सकते हैं। | अब हम उत्तर के गुणांकों को पढ़ सकते हैं। प्रसारित अवास्तविक विभाजन के रूप में, अंतिम दो मान (2 विभाजक की घात है) शेष के गुणांक हैं, और शेष मान भागफल के गुणांक हैं: | ||
:<math> \begin{array}{rr|rr} | :<math> \begin{array}{rr|rr} | ||
Line 299: | Line 300: | ||
=== | === संक्षिप्त प्रसारित अवास्तविक विभाजन === | ||
हालाँकि, ऊपर दिया गया विकर्ण प्रारूप कम | हालाँकि, ऊपर दिया गया '''विकर्ण''' प्रारूप कम विस्तार-सक्षम हो जाता है जब भाजक की कोटि भाज्य की कोटि के आधे से अधिक हो जाती है। निम्नलिखित विभाजन पर विचार करें: | ||
:<math>\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}</math> | :<math>\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}</math> | ||
यह देखना आसान है कि हमें प्रत्येक | यह देखना आसान है कि हमें प्रत्येक गुणनफल को किसी भी पंक्ति में लिखने की पूर्ण स्वतंत्रता है जब तक कि वह सही स्तंभ में है, इसलिए कलनविधि को लुब्ध उपाय द्वारा सचित्र किया जा सकता है, जैसा कि नीचे दिए गए विभाजन में दिखाया गया है: | ||
:<math>\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}</math> | :<math>\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}</math> | ||
निम्नलिखित वर्णन करता है कि | निम्नलिखित वर्णन करता है कि कलनविधि कैसे करें; इस कलनविधि में गैर-एकगुणांकी विभाजक को विभाजित करने के चरण सम्मिलित हैं: | ||
{{ordered list | {{ordered list | ||
|1= | |1= | ||
लाभांश के गुणांकों को एक दंड पर लिखिए। | |||
:<math>\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}</math> | :<math>\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}</math> | ||
|2= | |2= | ||
भाजक के पहले (अग्रणी) गुणांक को अनदेखा करते हुए, प्रत्येक गुणांक को नकारें और उन्हें बार के बाईं ओर रखें। | |||
:<math>\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}</math> | :<math>\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}</math> | ||
|3= | |3= | ||
दंड के बाईं ओर स्थित गुणांकों की संख्या से, सबसे दाहिने स्तंभ से प्रारंभ करते हुए, दंड के ऊपर लाभांश गुणांकों की संख्या की गणना करें। फिर उस कॉलम के बाईं ओर और साथ ही नीचे की पंक्ति में एक वर्टिकल बार रखें। यह लंबवत बार भागफल और शेष के बीच अलगाव को चिह्नित करता है। | |||
:<math>\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}</math> | :<math>\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}</math> | ||
|4= | |4= | ||
लाभांश के पहले गुणांक को बार के नीचे गिराएं। | |||
:<math>\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}</math> | :<math>\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}</math> | ||
Line 332: | Line 333: | ||
|5= | |5= | ||
{{unordered list | {{unordered list | ||
| | |विभाजक के प्रमुख गुणांक द्वारा पहले छोड़े गए/संकलित संख्या को विभाजित करें और इसे नीचे की पंक्ति पर रखें (यदि प्रमुख गुणांक 1 है तो इसे करने की आवश्यकता नहीं है)).<br /> | ||
इस मामले में <math>q_3 = \dfrac{a_7}{b_4}</math>, जहां सूचकांक <math>3 = 7 - 4</math> को लाभांश से भाजक के सूचकांक को घटाकर चुना गया है।<br /> | |||
|बाईं ओर प्रत्येक अस्वीकृत विभाजक गुणांकों के लिए पहले छोड़े गए/सारांश संख्या (या विभाजित गिराए गए/सारांश संख्या) को गुणा करें (सबसे बाईं ओर से शुरू करके); छोड़ दें अगर गिराया/समेकित संख्या शून्य है। प्रत्येक उत्पाद को बाद के कॉलम के शीर्ष पर रखें। | |||
:<math>\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}</math> | :<math>\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}</math> | ||
}} | }} | ||
|6= | |6= | ||
अगले कॉलम पर कॉलम-वाइज एडिशन करें। इस स्थिति में, <math>q_2' = q_3 b_3 + a_6</math>. | |||
:<math>\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}</math> | :<math>\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}</math> | ||
|7= | |7= | ||
पिछले दो चरणों को दोहराएं। रुकें जब आपने वर्टिकल बार के ठीक पहले नंबर पर पिछले दो चरणों का प्रदर्शन किया। | |||
{{ordered list |list_style_type=lower-roman | {{ordered list |list_style_type=lower-roman | ||
Line 367: | Line 367: | ||
|8= | |8= | ||
बाद के कॉलम पर शेष कॉलम-वार जोड़ (शेष की गणना) करें। | |||
:<math>\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}</math> | :<math>\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}</math> | ||
|9= | |9= | ||
क्षैतिज पट्टी के नीचे सबसे नीचे के परिणाम बहुपद (भागफल और शेष) के गुणांक होते हैं, जहां भागफल के गुणांक ऊर्ध्वाधर बार पृथक्करण के बाईं ओर होते हैं और शेष के गुणांक दाईं ओर होते हैं। इन गुणांकों की व्याख्या भागफल और शेष दोनों के लिए डिग्री शून्य से शुरू करते हुए दाएं से बाएं बढ़ती हुई डिग्री के रूप में की जाती है <br /> | |||
हम प्राप्त करने के लिए परिणामों की व्याख्या करते हैं: | |||
:<math>\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}</math> | :<math>\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}</math> | ||
}} | }} | ||
=== पायथन कार्यान्वयन === | === पायथन कार्यान्वयन === | ||
निम्नलिखित स्निपेट | निम्नलिखित स्निपेट कार्यान्वयन अविभाज्य बहुपदों के लिए [[पायथन (प्रोग्रामिंग भाषा)|पायथन]] में प्रसारित अवास्तविक विभाजन को लागू करता है: | ||
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return out[:separator], out[separator:] # Return quotient, remainder. | return out[:separator], out[separator:] # Return quotient, remainder. | ||
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== यह भी देखें == | == यह भी देखें == | ||
* [[यूक्लिडियन डोमेन]] | * [[यूक्लिडियन डोमेन|यूक्लिडियन प्रक्षेत्र]] | ||
*[[दो बहुपदों का महत्तम समापवर्तक]] | *[[दो बहुपदों का महत्तम समापवर्तक]] | ||
* ग्रोबनर आधार | * ग्रोबनर आधार | ||
*[[हॉर्नर योजना]] | *[[हॉर्नर योजना|हॉर्नर पद्धति]] | ||
* बहुपद शेष प्रमेय | * बहुपद शेष प्रमेय | ||
* रफिनी का नियम | * रफिनी का नियम | ||
Line 432: | Line 453: | ||
*{{MathWorld |title=Synthetic Division |id=SyntheticDivision |author=Goodman, Len |author-link=Len Goodman |author2=Stover, Christopher |author2-link=Christopher Stover |author3=Weisstein, Eric W. |author3-link=Eric W. Weisstein |name-list-style=amp }} | *{{MathWorld |title=Synthetic Division |id=SyntheticDivision |author=Goodman, Len |author-link=Len Goodman |author2=Stover, Christopher |author2-link=Christopher Stover |author3=Weisstein, Eric W. |author3-link=Eric W. Weisstein |name-list-style=amp }} | ||
*{{MathWorld |title=Ruffini's Rule |id=RuffinisRule |author=Stover, Christopher |author-link=Christopher Stover }} | *{{MathWorld |title=Ruffini's Rule |id=RuffinisRule |author=Stover, Christopher |author-link=Christopher Stover }} | ||
[[Category:Created On 03/03/2023]] | [[Category:Created On 03/03/2023]] | ||
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Latest revision as of 11:11, 1 November 2023
बीजगणित में, अवास्तविक विभाजन बहुपदों के यूक्लिडियन विभाजन को हस्तचालित रूप से करने की एक विधि है, जिसमें अल्प अंकन और विस्तृत विभाजन की तुलना में कम गणना होती है।
यह ज्यादातर रैखिक एकगुणांकी बहुपद (रफिनी के नियम के रूप में जाना जाता है) द्वारा विभाजन के लिए सिखाया जाता है, लेकिन विधि को किसी भी बहुपद द्वारा विभाजन के लिए व्यापकीकृत किया जा सकता है।
अवास्तविक विभाजन का लाभ यह है कि यह किसी को चर लिखे बिना गणना करने की अनुमति देता है, यह कुछ गणनाओं का उपयोग करता है, और यह विस्तृत विभाजन की तुलना में कागज पर काफी कम जगह लेता है। इसके अलावा, शुरुआत में ही संकेतों को स्विचन करके विस्तृत विभाजन में व्यवकलन को संकलन में बदल दिया जाता है, जिससे संकेत त्रुटियों को रोकने में मदद मिलती है।
सम अवास्तविक विभाजन
पहला उदाहरण अवास्तविक विभाजन है जिसमें केवल एक एकगुणांकी बहुपद रैखिक हर है .
अंश के रूप में लिखा जा सकता है .
हर का शून्य है .
के गुणांक को शून्य के साथ निम्नानुसार व्यवस्थित किया जाता हैं बाईं तरफ:
स्तम्भ के बाद पहला गुणांक अंतिम पंक्ति में "गिराया" जाता है।
पतित संख्या को स्तम्भ से पहले की संख्या से गुणा किया जाता है और अगले स्तम्भ में रखा जाता है।
अगले स्तम्भ में एक योग किया जाता है।
पिछले दो चरणों को दोहराया जाता है और निम्नलिखित प्राप्त होता है:
यहाँ, अंतिम पद (-123) शेषफल है जबकि शेष भागफल के गुणांकों के संगत है।
पदों को शेषफल और परिणाम के लिए कोटि शून्य के साथ दाएं से बाएं बढ़ते हुए कोटि के साथ लिखा जाता है।
अतः
भागफल और शेषफल हैं:
शेषफल प्रमेय द्वारा बहुपदों का मूल्यांकन
अवास्तविक विभाजन का उपरोक्त रूप बहुपद शेषफल प्रमेय के संदर्भ में एकाचर बहुपदों के मूल्यांकन के लिए उपयोगी है। संक्षेप में, का मूल्य पर के विभाजन के शेषफल के बराबर है द्वारा इस तरह से मूल्य की गणना करने का लाभ यह है कि इसके लिए सहज मूल्यांकन के रूप में आधे से अधिक गुणन चरणों की आवश्यकता होती है। एक वैकल्पिक मूल्यांकन विधि हॉर्नर की विधि है।
प्रसारित अवास्तविक विभाजन
यह विधि बोल्ड में परिवर्तन के साथ केवल स्पष्ट आशोधन के साथ किसी भी एकगुणांकी बहुपद द्वारा विभाजन को सामान्यीकृत करती है। पहले के समान चरणों का उपयोग करते हुए, निम्न विभाजन करें:
हम स्वंय को केवल गुणांकों से संबंध करते हैं। शीर्ष पर विभाजित किए जाने वाले बहुपद के गुणांक लिखिए।
भाजक के गुणांकों का खंडन करे।
प्रत्येक गुणांक में लिखें लेकिन बाईं ओर पहले वाले को ऊपर की ओर दाएं विकर्ण में लिखें (अगला चित्र देखें)।
1 से −1 और −3 से 3 में चिन्ह के परिवर्तन पर ध्यान दें। अंतिम पंक्ति में स्तम्भ के बाद पहला गुणांक "छोड़ें"।
पतित संख्या को स्तम्भ से पहले विकर्ण से गुणा करें, और परिणामी प्रविष्टियों को पतित प्रविष्टि से विकर्ण के दाईं ओर रखें।
अगले स्तंभ में एक योग करें।
पिछले दो चरणों को तब तक दोहराएं जब तक आप अगले विकर्ण के साथ शीर्ष पर प्रविष्टियों को पार नहीं कर लेते।
फिर बस कोई भी शेष स्तम्भ जोड़ें।
पदों को स्तम्भ के बाईं ओर गिनें। चूंकि दो हैं, शेषफल की कोटि एक है और यह स्तम्भ के नीचे सबसे दाहिनी ओर दो पद हैं। अलगाव को एक ऊर्ध्वाधर पट्टी के साथ चिह्नित करें।
पदों को शेषफल और परिणाम दोनों के लिए कोटि शून्य से दाएं से बाएं बढ़ते हुए कोटि के साथ लिखा जाता है।
हमारे विभाजन का परिणाम है:
गैर-एकगुणांकी विभाजकों के लिए
थोड़े से उकसावे के साथ, विस्तारित प्रविधि को किसी भी बहुपद के लिए काम करने के लिए और भी सामान्यीकृत किया जा सकता है, न कि केवल एकगुणांकी बहुपद के लिए। ऐसा करने का सामान्य तरीका भाजक को विभाजित करना होगा इसके प्रमुख गुणांक के साथ (इसे संकेत करें):
फिर साथ अवास्तविक विभाजन का उपयोग करना भाजक के रूप में, और फिर मूल विभाजन का भागफल प्राप्त करने के लिए भागफल को a से विभाजित करना (शेषफल समान रहता है)। लेकिन यह अक्सर भद्दे भिन्न की उत्पत्ति करता है जो बाद में हटा दिए जाते हैं, और इस प्रकार त्रुटि के लिए अधिक प्रवण होते हैं। g(x)के गुणांक को कम किए बिना इसे करना संभव है/
जैसा कि इस तरह के एक गैर-एकगुणांकी विभाजक के साथ पहले दीर्घ विभाजन का प्रदर्शन करके देखा जा सकता है, के प्रमुख गुणांक से विभाजित हैं "पातन" के बाद, और गुणा करने से पहले।
आइए निम्नलिखित विभाजन का प्रदर्शन करके वर्णन करें:
कुछ परिवर्धित तालिका का प्रयोग किया जाता है:
आधार पर अतिरिक्त पंक्ति नोट करें। इसका उपयोग प्रमुख गुणांक द्वारा "पतित" मानों को विभाजित करके प्राप्त मूल्यों को लिखने के लिए किया जाता है (इस स्थिति में, /3 द्वारा दर्शाया गया है; ध्यान दें कि, बाकी गुणांकों के विपरीत , इस संख्या का चिह्न नहीं बदला गया है)।
बाद में, पहला गुणांक हमेशा की तरह छोड़ दिया जाता है:
और फिर छोड़ा हुआ मान 3 से विभाजित किया जाता है और नीचे पंक्ति में रखा जाता है:
अगला, नया (विभाजित) मान 2 और 1 के गुणकों के साथ शीर्ष पंक्तियों को भरने के लिए उपयोग किया जाता है, जैसा कि विस्तारित प्रविधि में है:
इसके बाद 5 को हटा दिया जाता है, इसके नीचे 4 को अनिवार्य रूप से जोड़ दिया जाता है, और उत्तर को फिर से विभाजित कर दिया जाता है:
फिर 3 का उपयोग शीर्ष पंक्तियों को भरने के लिए किया जाता है:
इस बिंदु पर, यदि तीसरा योगफल प्राप्त करने के बाद, हम शीर्ष पंक्तियों को भरने के लिए इसका उपयोग करने की जाँच कर रहे थे, तो हम दाईं ओर अलग हो जाते हैं, इस प्रकार तीसरा योग शेष का पहला गुणांक है, जैसा कि सम अवास्तविक विभाजन में होता है। लेकिन शेषफल के मान भाजक के मुख्य गुणांक से विभाजित नहीं होते हैं:
अब हम उत्तर के गुणांकों को पढ़ सकते हैं। प्रसारित अवास्तविक विभाजन के रूप में, अंतिम दो मान (2 विभाजक की घात है) शेष के गुणांक हैं, और शेष मान भागफल के गुणांक हैं:
और परिणाम है
संक्षिप्त प्रसारित अवास्तविक विभाजन
हालाँकि, ऊपर दिया गया विकर्ण प्रारूप कम विस्तार-सक्षम हो जाता है जब भाजक की कोटि भाज्य की कोटि के आधे से अधिक हो जाती है। निम्नलिखित विभाजन पर विचार करें:
यह देखना आसान है कि हमें प्रत्येक गुणनफल को किसी भी पंक्ति में लिखने की पूर्ण स्वतंत्रता है जब तक कि वह सही स्तंभ में है, इसलिए कलनविधि को लुब्ध उपाय द्वारा सचित्र किया जा सकता है, जैसा कि नीचे दिए गए विभाजन में दिखाया गया है:
निम्नलिखित वर्णन करता है कि कलनविधि कैसे करें; इस कलनविधि में गैर-एकगुणांकी विभाजक को विभाजित करने के चरण सम्मिलित हैं:
- लाभांश के गुणांकों को एक दंड पर लिखिए।
- भाजक के पहले (अग्रणी) गुणांक को अनदेखा करते हुए, प्रत्येक गुणांक को नकारें और उन्हें बार के बाईं ओर रखें।
- दंड के बाईं ओर स्थित गुणांकों की संख्या से, सबसे दाहिने स्तंभ से प्रारंभ करते हुए, दंड के ऊपर लाभांश गुणांकों की संख्या की गणना करें। फिर उस कॉलम के बाईं ओर और साथ ही नीचे की पंक्ति में एक वर्टिकल बार रखें। यह लंबवत बार भागफल और शेष के बीच अलगाव को चिह्नित करता है।
- लाभांश के पहले गुणांक को बार के नीचे गिराएं।
- विभाजक के प्रमुख गुणांक द्वारा पहले छोड़े गए/संकलित संख्या को विभाजित करें और इसे नीचे की पंक्ति पर रखें (यदि प्रमुख गुणांक 1 है तो इसे करने की आवश्यकता नहीं है)).
इस मामले में , जहां सूचकांक को लाभांश से भाजक के सूचकांक को घटाकर चुना गया है। - बाईं ओर प्रत्येक अस्वीकृत विभाजक गुणांकों के लिए पहले छोड़े गए/सारांश संख्या (या विभाजित गिराए गए/सारांश संख्या) को गुणा करें (सबसे बाईं ओर से शुरू करके); छोड़ दें अगर गिराया/समेकित संख्या शून्य है। प्रत्येक उत्पाद को बाद के कॉलम के शीर्ष पर रखें।
- विभाजक के प्रमुख गुणांक द्वारा पहले छोड़े गए/संकलित संख्या को विभाजित करें और इसे नीचे की पंक्ति पर रखें (यदि प्रमुख गुणांक 1 है तो इसे करने की आवश्यकता नहीं है)).
- अगले कॉलम पर कॉलम-वाइज एडिशन करें। इस स्थिति में, .
- पिछले दो चरणों को दोहराएं। रुकें जब आपने वर्टिकल बार के ठीक पहले नंबर पर पिछले दो चरणों का प्रदर्शन किया।
- Let .
- Let .
- Let .
- Let .
- बाद के कॉलम पर शेष कॉलम-वार जोड़ (शेष की गणना) करें।
- क्षैतिज पट्टी के नीचे सबसे नीचे के परिणाम बहुपद (भागफल और शेष) के गुणांक होते हैं, जहां भागफल के गुणांक ऊर्ध्वाधर बार पृथक्करण के बाईं ओर होते हैं और शेष के गुणांक दाईं ओर होते हैं। इन गुणांकों की व्याख्या भागफल और शेष दोनों के लिए डिग्री शून्य से शुरू करते हुए दाएं से बाएं बढ़ती हुई डिग्री के रूप में की जाती है
हम प्राप्त करने के लिए परिणामों की व्याख्या करते हैं:
पायथन कार्यान्वयन
निम्नलिखित स्निपेट कार्यान्वयन अविभाज्य बहुपदों के लिए पायथन में प्रसारित अवास्तविक विभाजन को लागू करता है:
def expanded_synthetic_division(dividend, divisor):
"""Fast polynomial division by using Expanded Synthetic Division.
Also works with non-monic polynomials.
Dividend and divisor are both polynomials, which are here simply lists of coefficients.
E.g.: x**2 + 3*x + 5 will be represented as [1, 3, 5]
"""
out = list(dividend) # Copy the dividend
normalizer = divisor[0]
for i in range(len(dividend) - len(divisor) + 1):
# For general polynomial division (when polynomials are non-monic),
# we need to normalize by dividing the coefficient with the divisor's first coefficient
out[i] /= normalizer
coef = out[i]
if coef != 0: # Useless to multiply if coef is 0
# In synthetic division, we always skip the first coefficient of the divisor,
# because it is only used to normalize the dividend coefficients
for j in range(1, len(divisor)):
out[i + j] += -divisor[j] * coef
# The resulting out contains both the quotient and the remainder,
# the remainder being the size of the divisor (the remainder
# has necessarily the same degree as the divisor since it is
# what we couldn't divide from the dividend), so we compute the index
# where this separation is, and return the quotient and remainder.
separator = 1 - len(divisor)
return out[:separator], out[separator:] # Return quotient, remainder.
यह भी देखें
- यूक्लिडियन प्रक्षेत्र
- दो बहुपदों का महत्तम समापवर्तक
- ग्रोबनर आधार
- हॉर्नर पद्धति
- बहुपद शेष प्रमेय
- रफिनी का नियम
संदर्भ
- Lianghuo Fan (2003). "A Generalization of Synthetic Division and A General Theorem of Division of Polynomials" (PDF). Mathematical Medley. 30 (1): 30–37.
- Li Zhou (2009). "Short Division of Polynomials". College Mathematics Journal. 40 (1): 44–46. doi:10.4169/193113409x469721.