余式定理

关注
义项:多项式余式定理

余式定理(Polynomial remainder theorem)是多项式除法中的一条基本定理:一元多项式 f(x) 除以一次多项式 x − a 时,所得余式等于把 x = a 代入该多项式得到的值 f(a)。它由多项式的带余除法导出,使人不必写出完整除法过程即可求出余数,并由此得到判断一次因式的因式定理,是求多项式值、因式分解和求解高次方程时常用的工具[1][2]。

百科 图文
目录
  1. 定义
  2. 原理
  3. 发展历程
  4. 应用
  5. 局限
  6. 参见

定义

余式定理说的是:设 f(x) 为多项式,a 为常数,用一次多项式 x − a 去除 f(x) 时,所得余式是一个常数,这个常数等于 f(a)[1][3]。

定理还可以换一种说法:把除式的零点代入被除式,算出的值便是余式。因此,求 f(x) 除以 x − a 的余数与求函数值 f(a) 是同一件事[4][3]。

因式定理是它的特殊情形:x − a 为 f(x) 的因式,与 f(a) = 0 互为充要条件[5]。

结论可以推广到一般情形:若 f(x) = M(x)Q(x) + R(x),且 R(x) 的次数低于 M(x),则除式为一次式时 R(x) 是常数;除式为 2 次以上时,余式须借助除式各个根处的取值列方程确定[1]。

原理

余式定理依托多项式的带余除法。给定被除式 f(x) 与除式 g(x),存在唯一的商式 q(x) 与余式 r(x),满足 f(x) = g(x)q(x) + r(x),其中 r(x) 为零多项式,或其次数小于 g(x) 的次数[6]。

$f(x)=(x-a)\,q(x)+r,\qquad r=f(a)$[6]

当除式取 g(x) = x − a 时,除式次数为 1,余式的次数必须小于 1,因此它只能是常数,记作 r,于是有 f(x) = (x − a)q(x) + r。把 x = a 代入右端,含因式的第一项变为零,等式化为 f(a) = r,这就说明余数等于 f(a)[6][3]。

除式不是首一的一次式时同样可以处理:用 ax + b(a 不等于 0)去除 f(x),余数等于 f(−b/a)。也就是说,只要知道一次除式的零点,把该零点代入被除式即可得到余数[3]。


flowchart TD

A[写成带余除式 f(x)=g(x)q(x)+r(x)] --> B[取一次除式 g(x)=x-a]

B --> C[余式 r 必为常数]

C --> D[代入 x=a 得到 r=f(a)]

发展历程

余式定理以法国数学家裴蜀(Étienne Bézout,1730—1783)命名,英文文献中常称其为小裴蜀定理。裴蜀主要研究代数方程与消元理论,曾在海军和炮兵学校担任数学教师与考试委员,并编写了多卷本的数学教程[7][8]。

从来源看,该定理是多项式欧几里得除法的一项应用:带余除法保证了商式与余式的存在性和唯一性,而余式定理正是把这一结果用于一次除式时得到的结论[8]。

作为余式定理的推论,因式定理后来被普遍使用。当多项式已知一个或几个零点时,可以先用因式定理确认相应的因式,再用除法去掉这些因式,得到次数更低的多项式,它的零点正是原多项式剩下的零点,求根过程因此得到简化[4][5]。

在计算手段上,一次除式的情形可以用综合除法求商式与余数,它是鲁菲尼法则的推广,书写量小于一般的长除法;多项式的求值也可以按霍纳法完成,其思路与上述过程一致[9]。

应用

最直接的用途是求余数和求值:需要知道 f(x) 除以 x − a 的余数时,不必做长除法,只要求出 f(a) 即可;反过来说,用综合除法完成这一步除法,所得余数就是 f(a)[2][6]。

在因式分解与整除判断中,余式定理通过因式定理发挥作用:先设法找出多项式的一个零点,确认对应的因式,再用长除法或综合除法把该因式分离出来。熟练之后可结合试根法与待定系数法,较快地完成分解,也可以用来判断多项式能否分解[5][4]。

解方程时同样会用到它:判断某个数是否为方程的根之后,可以逐次降低方程的次数,使高次方程便于求解;当多项式的部分系数未知、但已知若干余数条件时,也可以由余式定理列出方程,解出待定的系数[4][10]。

在中学教学和各类入学考试中,余式定理常被用来避免繁琐的多项式长除法。例如求多项式除以 x − 1 或 2x + 1 的余数时,把 1 或 −1/2 代入计算即可得到结果[10]。

局限

余式定理有明确的适用范围:它只处理一次除式,并且除式要写成 x − a 这样的首一形式。有关教材在介绍该定理时特别提醒,除式不具备这种形式时不能照搬结论[11]。

定理只给出余式,不涉及商式。若同时需要商式,仍要借助多项式的长除法或综合除法;相关教材也指出,该定理关于商式不提供任何信息[11][8]。

当除式为 2 次或更高次时,余式不再是常数,定理不能直接给出结果,需要把除式的各个根代入被除式、列出联立方程才能求出余式;这种做法在除式为某个多项式的幂次时并不适用[1]。

此外,定理本身并不提供求根的一般方法。要用因式定理分解因式,仍须先设法找出多项式的一个零点,若找不到可用的零点,这一途径便无法继续[4]。

参见

  • 因式定理 —— 余式定理的直接推论,用零点判断多项式是否含一次因式。

  • 带余除法 —— 多项式除法的基本定理,余式定理由它导出。

  • 综合除法 —— 一次除式情形下求商式与余数的简便算法。

  • 裴蜀定理 —— 同样以法国数学家裴蜀命名的定理,讨论最大公因式。

  • 因式分解 —— 余式定理经因式定理发挥作用的场合。

  • 多项式 —— 余式定理所讨论的对象。

参考资料

  1. 余式定理 . wikipedia.org [引用日期2026-09-29]
  2. [科普中国]-余式定理 . kepuchina.cn [引用日期2026-09-29]
  3. ◎→餘式定理與因式定理←◎ . ntnu.edu.tw [引用日期2026-09-29]
  4. 余式定理 . baidu.com [引用日期2026-09-29]
  5. [科普中国]-因式定理 . kepuchina.cn [引用日期2026-09-29]
  6. \quad \frac{5x^2 + 4x - \frac{5}{2}} \\ . harvard.edu [引用日期2026-09-29]
  7. Étienne Bézout . st-andrews.ac.uk [引用日期2026-09-29]
  8. Polynomial remainder theorem . wikipedia.org [引用日期2026-09-29]
  9. Polynomial . wikipedia.org [引用日期2026-09-29]
  10. 2019考研管综初数知识点解析-余式定理进入阅读模式 . offcn.com [引用日期2026-09-29]
  11. \[P(\alpha) = 0\times Q(\alpha) + r\] \[= r\] . archive.org [引用日期2026-09-29]
词条评价
词条统计

浏览次数:1 次

阅读量:0 次 · 阅读完成量:0 次

最近更新:2026-09-29T07:28:56Z

历史版本

完成率 = 阅读完成量 ÷ 阅读量,分母是阅读量不是浏览次数 —— 关了 JS 的、秒退的都在浏览次数里、不在阅读量里。 详细口径在后台的「数据统计」页。

本条目引用的词条
多项式 因式定理 带余除法 综合除法 因式分解 因式定理 带余除法 综合除法 裴蜀定理 因式分解 多项式
红色的还不存在。红链不是错误——它标出"这个概念被引用了但还没人写"。