Polynom-Faktorisierungsrechner

Zerlege ein Polynom bis Grad 4 in exakte rationale Faktoren — größtes gemeinsames Monom, rationaler Nullstellensatz, Horner-Schema und Diskriminante — mit jedem einzelnen Schritt.
Berechnet
Die faktorisierte Form und der vollständige Rechenweg sind unten dargestellt.
Faktorisierte Formexakt

P(x) = x2−5x+6x^{2} - 5x + 6(x^2 - 5x + 6)

(x−2)(x−3)(x - 2)(x - 3)

Rationale Nullstellen

x = 2 x = 3
Graph
x = 2x = 3123510 0
f(x) Rationale Nullstellen

Schritt-für-Schritt-Lösung

  1. 1

    Polynom bestimmen

    Die Koeffizienten beschreiben das Polynom x^2 - 5x + 6 vom Grad 2.

    P(x)=x2−5x+6P(x) = x^{2} - 5x + 6
  2. 2

    Kandidaten für rationale Nullstellen

    Nach dem rationalen Nullstellensatz hat jede rationale Nullstelle die Form p/q, wobei p den konstanten Term 6 teilt und q den Leitkoeffizienten 1 teilt.

    pq,p∣6,q∣1\frac{p}{q}, \quad p \mid 6, \quad q \mid 1
    • p ∣ 6: 1, 2, 3, 6
    • q ∣ 1: 1
    • ±p/q: ±1, ±2, ±3, ±6
  3. 3

    Nullstelle gefunden

    Einsetzen von x = 2 in x^2 - 5x + 6 ergibt 0, also ist 2 eine Nullstelle.

    P(2)=0P\left(2\right) = 0
    • b₂ = 1
    • b₁ = 1·(2) + (−5) = −3
    • b₀ = −3·(2) + (6) = 0
  4. 4

    Horner-Schema

    Division durch den linearen Faktor der Nullstelle 2: das Horner-Schema liefert den Quotienten x - 3.

    x2−5x+6=(x−2)⋅(x−3)x^{2} - 5x + 6 = \left(x - 2\right) \cdot \left(x - 3\right)
  5. 5

    Nullstelle gefunden

    Einsetzen von x = 3 in x - 3 ergibt 0, also ist 3 eine Nullstelle.

    P(3)=0P\left(3\right) = 0
    • b₁ = 1
    • b₀ = 1·(3) + (−3) = 0
  6. 6

    Horner-Schema

    Division durch den linearen Faktor der Nullstelle 3: das Horner-Schema liefert den Quotienten 1.

    x−3=(x−3)⋅1x - 3 = \left(x - 3\right) \cdot 1
  7. 7

    Faktorisierte Form

    Die vollständige Faktorisierung des Polynoms über die rationalen Zahlen.

    P(x)=(x−2)(x−3)P(x) = (x - 2)(x - 3)
  8. 8

    Durch Ausmultiplizieren überprüfen

    Ausmultiplizieren des Produkts ergibt x^2 - 5x + 6, exakt das ursprüngliche Polynom x^2 - 5x + 6.

    (x−2)(x−3)=x2−5x+6(x - 2)(x - 3) = x^{2} - 5x + 6
    • (x - 2) · (x - 3) = x^2 - 5x + 6

Über die Polynomfaktorisierung

Faktorisieren schreibt ein Polynom als Produkt einfacherer Polynome. Über den rationalen Zahlen zerfällt jedes Polynom bis Grad 4 in einen Skalar, Potenzen von x, lineare Faktoren und irreduzible quadratische Faktoren — und die Nullstellen lassen sich direkt ablesen: jeder Faktor (x − r) entspricht der Nullstelle r.

Der Rechner arbeitet exakt mit Brüchen statt Dezimalzahlen. Er beseitigt zuerst die Nenner und klammert das größte gemeinsame Monom aus, dann sucht er mit dem rationalen Nullstellensatz nach rationalen Nullstellen: Jede rationale Nullstelle p/q hat ein p, das den konstanten Term teilt, und ein q, das den Leitkoeffizienten teilt. Jeder Treffer wird per Horner-Schema herausdividiert; ein verbleibender quadratischer Faktor wird über die Diskriminante klassifiziert, und bei Grad 4 werden zusätzlich die Substitution u = x² sowie eine Suche nach einer Quadratisch-mal-Quadratisch-Aufteilung (Lemma von Gauß) versucht.

Tipps: Eine doppelt gefundene Nullstelle ergibt einen quadrierten Faktor (Vielfachheit 2); eine negative Diskriminante bedeutet komplex konjugierte Nullstellen und einen irreduziblen quadratischen Faktor; und der letzte Schritt multipliziert stets alles wieder aus, damit du das Ergebnis in einer Zeile überprüfen kannst.