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uencoder

Polynomial

Ein Polynom ist eine Linearkombination von Potenzen einer Variablen (z. B. ax²+bx+c), die Addition, Subtraktion, Multiplikation, Division, Differentiation und Integration erlaubt; es ist die Grundlage der Algebra und der numerischen Berechnung.

Zweck

Algebraische Ausdrücke darstellen und verarbeiten, die Basis von Interpolation, Approximation und Gleichungslösen.

Mechanismus

P(x)=a_n×x^n+...+a_1×x+a_0. Der Grad ist die höchste Potenz. Addition und Subtraktion arbeiten koeffizientenweise; Multiplikation faltet die Koeffizienten. Die Auswertung nutzt das Horner-Schema in O(n). Nullstellen: geschlossene Formeln bei niedrigen Graden, Newton-Iteration bei hohen. Die FFT beschleunigt die Polynommultiplikation auf O(n log n).

Anwendungsfälle

  • Kurvenanpassung und Interpolation
  • Fehlerkorrigierende Codes (Reed-Solomon)
  • CRC-Generatorpolynome
  • Numerische Approximation

Beispiele

  • Eingabe
    2x²+3x+1 at x=2
    Output
    2×4+3×2+1=15

    Horner evaluation

Häufige Fehler

High-degree polynomials are numerically unstable
Use orthogonal polynomials or center the variable

Verwandte Begriffe

Verwandte Tools

References