Розкладання многочленів вищих степенів

Вхідний многочлен

Приклади многочленів:

Інструкції щодо формату введення:

Позначення степеня: Використовуйте символ ^, наприклад: x^2, x^3
Позначення множення: Використовуйте символ *, наприклад: 2*x^2, -3*x
Додавання та віднімання: Використовуйте + та - для з'єднання членів
Вільний член: Вводьте числа безпосередньо, наприклад: +6, -12

Результат розкладання

Введіть многочлен і натисніть "Почати розкладання"

Пояснення алгоритму:

1. Теорема про раціональні корені:
Для многочлена з цілими коефіцієнтами a_n·x^n + ... + a_1·x + a_0, якщо існує раціональний корінь p/q (у найпростішій формі), то:
  • p має бути дільником вільного члена a_0
  • q має бути дільником старшого коефіцієнта a_n
  • Можливі раціональні корені: ±(дільники p) / (дільники q)
  • Приклад:Для x³ - 6x² + 11x - 6 можливі раціональні корені: ±1, ±2, ±3, ±6
2. Синтетичне ділення:
Використовується для перевірки коренів та ділення многочленів:
  • Якщо r є коренем многочлена P(x), тоді P(x) = (x - r)·Q(x)
  • Синтетичне ділення швидко знаходить частку Q(x)
  • Продовжуйте розкладати Q(x), доки це можливо
3. Чисельні методи знаходження коренів:
Коли теорема про раціональні корені не дає результату, використовуються чисельні методи:
  • Метод ітерації Ньютона:x_{n+1} = x_n - f(x_n)/f'(x_n)
  • Використовується для знаходження дійсних коренів (які можуть бути ірраціональними)
  • Для комплексних коренів показується дійсна та уявна частини
  • Приклад:x^2 - 2 = (x - sqrt(2))(x + sqrt(2))
4. Розпізнавання спеціальних форм:
  • Різниця квадратів:a^2 - b^2 = (a + b)(a - b)
  • Повний квадрат:a^2 +/- 2ab + b^2 = (a +/- b)^2
  • Різниця/сума кубів:a^3 +/- b^3 = (a +/- b)(a^2 -/+ ab + b^2)
  • Винесення спільного множника:Наприклад: x³ + 2x² = x²(x + 2)

Складність алгоритму:

  • Пошук раціональних коренів:O(d·n), де d — кількість можливих коренів, n — степінь многочлена
  • Синтетичне ділення:O(n) на одне ділення
  • Чисельне знаходження коренів:O(k·n), де k — кількість ітерацій

Примітки:

  • Підтримуються лише многочлени з цілими коефіцієнтами
  • Для многочленів високого степеня (≥ 5) повне розкладання на раціональні корені може бути неможливим
  • Чисельні рішення можуть мати похибки округлення та відображаються як наближені значення
  • Комплексні корені відображаються у формі a + bi
  • Нерозкладні многочлени відображаються у вихідній формі