Polynomdivision: Erklärung und Beispiele
Geschrieben von: Dennis RudolphDonnerstag, 28. Dezember 2017 um 20:28 Uhr
Mit der Polynomdivision befassen wir uns in diesem Artikel. Folgende Inhalte werden angeboten:
- Eine Erklärung, was die Polynomdivision ist, wozu man sie braucht und wie sie funktioniert.
- Beispiele zur Polynomdivision werden vorgerechnet.
- Aufgaben / Übungen zur Polynomdivision, damit ihr selbst üben könnt.
- Videos zu diesem Thema, bei denen auch Beispiele vorgerechnet werden.
- Ein Frage- und Antwortbereich zur Division von Polynomen.
Wir sehen uns gleich die Polynomdivision an. Dabei geht es vor allem darum die Berechnung durchzuführen. Wem dies noch nicht langt, der kann gerne auch noch einen Blick in den Artikel Nullstellen berechnen werfen. Dort wird das Thema Polynomdivision gemeinsam mit der PQ-Formel und Nullstellen erneut aufgegriffen.
Polynomdivision Erklärung
Das Wort Polynomdivision setzt sich aus zwei Wörtern zusammen: Polynom und Division.
- Division: Divisionen sollten euch eigentlich schon aus der Grundschule bekannt sein. 8 geteilt durch 2 ist eine Division, also eine Geteiltaufgabe. Ein Bruch mit Zähler und Nenner stellt eine Division dar.
- Polynom: Unter einem Polynom versteht man eine Summe von Vielfachen von Potenzen mit natürlichzahligen Exponenten einer Variablen, welche man oft mit x bezeichnet.
Polynome Beispiele:
- 3x2 + 8x + 9
- 91x3 + x2 + 4x -5
- 19x5 + 20x4 + 2x
Bei der Polynomdivision dividieren wir zwei Polynome durcheinander. Die Polynomdivision wird benutzt um Nullstellen zu berechnen. Das sind die Stellen, an denen der Verlauf der Kurve die x-Achse schneidet, also y = 0 ist. Die nächste Grafik zeigt zwei Nullstellen bei einer quadratischen Gleichung, welche in rot markiert sind.
Die Polynomdivision setzt man ab Funktionen 3. Grades ein, also bei Funktionen / Gleichungen mit x3, x4 oder noch höher. Dies könnte so aussehen:
- x3 + 3x2 + 4x + 1 = 0
- x4 + 6x2 -8x - 2 = 0
- x5 - 3x4 + 2x3 + 4x2 + 8x - 10 = 0
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Beispiele Polynomdivision
Am besten sehen wir uns die Polynomdivision Schritt für Schritt bei einem Beispiel an. Nehmen wir einmal das Polynom x3 - 6x2 - x + 6 und Teilen dies durch das Polynom x - 1. Damit sieht die Aufgabe so aus:
Wir ändern erst einmal die Schreibweise:
Das Rechnen läuft so ab, dass wir erst einmal Dividieren müssen. Wir rechnen hier zunächst x3 : x. Ein x kürzt sich dabei raus, sprich x3 : x = x2.
Eine Multiplikation steht nun an. Als nächstes rechnen wir x2 · (x - 1) = x3 - x2. Dies schreiben wir unter x3 - 6x2.
Dies ziehen wir ab und erhalten -5x2.
Das -x ziehen wir nun runter:
Jetzt geht alles wieder von vorne los. Also Division: -5x2 : x = -5x
Nun wieder eine Multiplikation in die andere Richtung: (-5x) · (x-1) = -5x2 + 5x
Es erfolgt wieder eine Subtraktion:
Wir ziehen + 6 runter um weiterrechnen zu können:
Nun folgt wieder eine Division: (-6x) : x = -6
Fehlt uns noch eine letzte Multiplikation: (-6) · (x-1) = -6x + 6
Wenn wir nun Subtrahieren, bekommen wir eine 0 raus. Und von oben her (Zähler) gibt es nichts mehr nach unten zu ziehen. Die komplette Polynomdivision sieht damit wie folgt aus:
Wir sind mit der Polynomdivision nun fertig. Das Ergebnis der Division ist also x2 -5x -6.
Polynomdivision Aufgaben / Übungen
Anzeigen:Videos zur Polynomdivision
Polynomdivision Rechenweg erklärt
Im ersten Video zur Polynomdivision wird zunächst erklärt, was ein Polynom ist. Danach wird am Beispiel (x³- 6x² + 9x - 4) : (x-1) ein Beispiel vorgerechnet. Dabei wird Schritt für Schritt erklärt, wie man das Dividieren, Multiplizieren und Subtrahieren durchführt. Es wird somit der Rechenweg der Polynomdivision erläutert. Und es wird erklärt, warum man die Polynomdivision braucht: Zum Auffinden von Nullstellen.
Das nächste Beispiel zeigt die Funktion f(x) = 2x³ - 5x² + 7x - 4 = 0. Hier weiß man zunächst nicht, wo die erste Nullstelle liegt. Daher erhaltet ihr einen Trick, wie man die erste Nullstelle erraten kann. Auch wird gezeigt, dass man später mit der PQ-Formel oder der ABC-Formel die verbleibenden Nullstellen finden kann. Letztlich kann man sehen, dass die Polynomdivision ähnlich wie die schriftliche Division abläuft. Dieses Video habe ich auf Youtube.com gefunden.
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Fragen und Antworten zur Polynomdivision
In diesem Abschnitt sehen wir uns typische Fragen und Antworten zur Polynomdivision der Mathematik an.
F: Was ist los, wenn bei der Polynomdivision ein Rest entsteht?
A: Es gibt in diesem Fall zwei Möglichkeiten. Die erste Möglichkeit ist, dass ihr euch bei der Rechnung verrechnet habt. Prüft also erst noch einmal nach, ob ihr irgendwo einen Fehler gemacht habt. Die andere Möglichkeit ist, dass ihr nicht durch eine Nullstelle teilt.
F: Wie ist das mit den Nullstellen?
A: Die Polynomdivision wird - zumindest in der Schule - dazu verwendet, um Nullstellen von Funktionen zu finden. Weitere Details zu diesem Thema findet ihr in unserem Artikel Nullstellen berechnen. Bei quadratischen Funktionen oder quadratischen Gleichungen könnt ihr hingegen auf die PQ-Formel zurückgreifen.
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