12.4-Division of Algebraic Expressions Continued
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12.4 - Division of Algebraic Expressions Continued
- Division of algebraic expressions involves dividing a polynomial by a monomial or another polynomial.
- When dividing by a monomial, divide each term of the polynomial by the monomial.
- For division of polynomials, use long division or synthetic division method.
- Example: $\frac{3x^2 + 6x}{3x}$ simplifies to $x + 2$.
- When dividing by a binomial, apply factorization if possible.
- Example: $\frac{x^2 - 9}{x - 3}$ simplifies to $x + 3$.
- Ensure that terms are arranged in descending powers of the variable.
12.4 - Division of Algebraic Expressions Continued
In this section, we continue our discussion on the division of algebraic expressions. Division of algebraic expressions involves simplifying expressions by dividing one polynomial by another. The process can be done through methods like long division and synthetic division.
When dividing algebraic expressions, the key is to ensure that each term in the dividend is divided by the divisor, and like terms are combined wherever possible. Let's break down the process with examples.
1. Long Division Method
The long division method is similar to the division of numbers. It involves dividing the first term of the dividend by the first term of the divisor, multiplying, and subtracting the result from the dividend. The process is repeated for the remaining terms until no more terms are left to divide.
For example, dividing the polynomial $x^3 + 2x^2 + 3x + 4$ by $x + 1$:
Step 1: Divide the first term: $x^3 \div x = x^2$. Step 2: Multiply: $x^2(x + 1) = x^3 + x^2$. Step 3: Subtract: $(x^3 + 2x^2 + 3x + 4) - (x^3 + x^2) = x^2 + 3x + 4$. Step 4: Divide the first term: $x^2 \div x = x$. Step 5: Multiply: $x(x + 1) = x^2 + x$. Step 6: Subtract: $(x^2 + 3x + 4) - (x^2 + x) = 2x + 4$. Step 7: Divide the first term: $2x \div x = 2$. Step 8: Multiply: $2(x + 1) = 2x + 2$. Step 9: Subtract: $(2x + 4) - (2x + 2) = 2$.
The quotient is $x^2 + x + 2$ and the remainder is $2$. Therefore, the division can be written as:
$$ \frac{x^3 + 2x^2 + 3x + 4}{x + 1} = x^2 + x + 2 + \frac{2}{x+1} $$2. Synthetic Division
Synthetic division is a faster and more compact method of dividing polynomials, but it only works when dividing by a linear binomial of the form $x - a$. In this method, we use the coefficients of the dividend polynomial and perform a series of multiplications and additions to find the quotient and remainder.
For example, dividing $x^3 + 2x^2 + 3x + 4$ by $x - 1$:
Step 1: Write down the coefficients of the dividend: $[1, 2, 3, 4]$. Step 2: Use the root of the divisor ($x - 1$ gives root $1$) and set up synthetic division. Step 3: Bring down the first coefficient (1). Step 4: Multiply the root (1) by the value just brought down (1), giving 1. Add this to the next coefficient: $2 + 1 = 3$. Step 5: Multiply 1 by 3, giving 3. Add to the next coefficient: $3 + 3 = 6$. Step 6: Multiply 1 by 6, giving 6. Add to the next coefficient: $4 + 6 = 10$. Step 7: The final result is the quotient $x^2 + 3x + 6$ with remainder 10.
Thus, the division result is:
$$ \frac{x^3 + 2x^2 + 3x + 4}{x - 1} = x^2 + 3x + 6 + \frac{10}{x - 1} $$3. Division Involving Terms with Variables
When dividing expressions involving variables, the same process applies, but we need to consider the exponents of the variables. For example, dividing $x^4 + 2x^3 + x^2$ by $x^2$:
Step 1: Divide the first term: $x^4 \div x^2 = x^2$. Step 2: Multiply: $x^2(x^2) = x^4$. Step 3: Subtract: $(x^4 + 2x^3 + x^2) - x^4 = 2x^3 + x^2$. Step 4: Divide the first term: $2x^3 \div x^2 = 2x$. Step 5: Multiply: $2x(x^2) = 2x^3$. Step 6: Subtract: $(2x^3 + x^2) - 2x^3 = x^2$. Step 7: Divide the first term: $x^2 \div x^2 = 1$. Step 8: Multiply: $1(x^2) = x^2$. Step 9: Subtract: $(x^2) - x^2 = 0$.
The quotient is $x^2 + 2x + 1$ and there is no remainder. Therefore, the result is:
$$ \frac{x^4 + 2x^3 + x^2}{x^2} = x^2 + 2x + 1 $$4. Key Points to Remember
- Always divide each term of the dividend by the divisor.
- In long division, carefully subtract the product from the dividend after each multiplication step.
- Synthetic division is a shortcut method for dividing by a linear factor of the form $x - a$.
- In case of division involving variables, ensure that the exponents of the terms are properly handled.
12.4 - Algebraic Expressions का विभाजन (जारी)
इस खंड में हम Algebraic Expressions के विभाजन (Division) को और विस्तार से समझेंगे। जब हम एक बहुपद को दूसरे बहुपद से विभाजित करते हैं, तो इसे विभाजन के रूप में व्यक्त किया जाता है। यह विषय Factorisation से जुड़ा हुआ है, क्योंकि विभाजन में हम बहुपद के गुणनफल का उपयोग करते हैं।
आमतौर पर, विभाजन की प्रक्रिया में एक बहुपद को दूसरे बहुपद से विभाजित करने के लिए हम लंबे विभाजन (Long Division) या सिंपल विभाजन (Simple Division) विधि का उपयोग करते हैं।
विभाजन विधि:
जब एक बहुपद को दूसरे बहुपद से विभाजित किया जाता है, तो उसे हम विभाजन के रूप में प्रस्तुत करते हैं। उदाहरण के लिए:
यदि हमें निम्नलिखित विभाजन करना है:
$$ \frac{3x^2 + 5x + 2}{x + 1} $$तो सबसे पहले हम इसे इस प्रकार विभाजित करते हैं:
- पहले सबसे बड़े गुणांक (Highest Degree Term) को विभाजित करें। यहां $3x^2$ को $x$ से विभाजित किया जाता है, जिससे हमें $3x$ मिलता है।
- अब $3x$ को पूरे बहुपद $x + 1$ से गुणा करें: $3x \cdot (x + 1) = 3x^2 + 3x$।
- फिर इस गुणनफल को पहले बहुपद से घटा दें: $(3x^2 + 5x + 2) - (3x^2 + 3x) = 2x + 2$।
- अब $2x$ को $x$ से विभाजित करें, जिससे हमें $2$ मिलता है।
- अब $2$ को $(x + 1)$ से गुणा करें: $2 \cdot (x + 1) = 2x + 2$।
- फिर हम $2x + 2$ को घटा देते हैं, और बचता है शेष $0$।
इस प्रकार, विभाजन का परिणाम होगा:
$$ \frac{3x^2 + 5x + 2}{x + 1} = 3x + 2 $$विभाजन में रिमेंडर (Reminder):
कभी-कभी, जब हम विभाजन करते हैं, तो शेष बचता है (remainder)। यदि विभाजन के बाद शेष बचता है, तो उसे रिमेंडर (remainder) कहते हैं। उदाहरण के लिए:
$$ \frac{x^2 - 4}{x - 2} $$इसमें विभाजन करने पर हमें:
$$ x + 2 \quad \text{रिमेंडर} = 0 $$यहाँ रिमेंडर 0 है, जिसका अर्थ है कि $x^2 - 4$ को $x - 2$ से विभाजित किया गया तो कोई शेष नहीं बचा।
क्वोटियंट (Quotient) और रिमेंडर:
यदि किसी बहुपद को दूसरे बहुपद से विभाजित करते हैं, तो हमें दो परिणाम मिलते हैं:
- क्वोटियंट (Quotient) – यह वह परिणाम है जो बिना शेष के आता है।
- रिमेंडर (Remainder) – यह वह भाग है जो विभाजन के बाद बचता है।
उदाहरण के लिए, यदि हम $x^2 + 2x + 1$ को $x + 1$ से विभाजित करें, तो क्वोटियंट $x + 1$ होगा और रिमेंडर $0$ होगा।
विभाजन के महत्वपूर्ण सूत्र:
विभाजन की प्रक्रिया को समझने के लिए निम्नलिखित सूत्र महत्वपूर्ण होते हैं:
- यदि $A(x)$ और $B(x)$ दो बहुपद हैं, तो: $$ \frac{A(x)}{B(x)} = Q(x) + \frac{R(x)}{B(x)} $$ जहां $Q(x)$ क्वोटियंट और $R(x)$ रिमेंडर है।
इसके अलावा, अगर रिमेंडर $0$ है, तो इसे विभाजन के साथ बिना शेष कहा जाता है।