de-CH
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Polynomdivision
g-06-02
multiple
1024
randRangeNonZero( -4, 4 ) randRangeNonZero( -8, 8 )
randRangeNonZero(-4,4)

Das Polynom p(x) = x^3 - A+B+C x^2 + A*B + A*C + B*C x - A*B*C hat die Nullstelle x_0 = C sowie zwei weitere {\color{blue}x_1} < {\color{red}x_2}.

Bestimmen Sie die beiden anderen Nullstellen.

{\color{blue}x_1} = A
{\color{red}x_2} = B

Da wir eine Nullstelle kennen (und vor dem x^3 eine 1 steht), ist p(x) = x^3 - A+B+C x^2 + A*B + A*C + B*C x - A*B*C = (x-C) \cdot \left( x^2 + {\color{orange}b} x + {\color{teal}c}\right).

Diese Koeffizienten {\color{orange}b} und {\color{teal}c} finden wir durch eine Polynomdivision.

Es ist x^3 - A+B+C x^2 - \left ( x^2 (x- C) \right ) = -A-B x^2 , und wir müssen {\color{orange}b} = -A-B wählen.

Mit diesem {\color{orange}b} multiplizieren wir {\color{orange}bx} und x - C und erhalten - A-B x^2 + A*C+B*C x .

Nun subtrahieren wir -A-B x^2 + A*B + A*C + B*C x - \left ( -A-B x^2 + A*C + B*C x \right ) = B*A x, und wir müssen {\color{teal}c} = A*B wählen.

Die Rechnung geht tatsächlich auf, denn wir rechnen {\color{teal}c} \cdot \left( x - C \right ) = C x - C*B*A und C x + A*C*B - \left( C x + A*C*B \right) =0.

Die Lösungen der quadratischen Gleichung q(x) = x^2 +-A-B x +A*B = 0 finden wir dann direkt mit Vieta:

{\color{blue}x_1} + {\color{red}x_2} = {\color{orange}A+B} und {\color{blue}x_1} \cdot {\color{red}x_2} = {\color{teal}A*B}

und damit {\color{blue}x_1} = A < {\color{red}x_2} = B.