
- •10. Кольцо многочленов. Теорема о делении с остатком в кольце многочленов над полем.
- •11. Основные понятия теории делимости. Отношение ассоциированности.
- •12. Евклидовы кольца. Евклидовость кольца целых гауссовых чисел.
- •13. Теорема о наибольшем общем делителе в евклидовых кольцах. Алгоритм Евклида.
- •14. Существование и однозначность разложения на неразложимые множители в евклидовых кольцах.
- •15. Поле частных области.
- •22. Поле разложения многочлена.
- •23. Симметрические многочлены. Формулы Виета. Основная теорема о симметрических многочленах.
- •24. Лемма о модуле старшего члена. Основная теорема алгебры комплексных чисел. Классификация неприводимых многочленов над полями комплексных и действительных чисел.
- •25. Последовательность Штурма. Теорема Штурма. Алгоритм построения последовательности Штурма.
25. Последовательность Штурма. Теорема Штурма. Алгоритм построения последовательности Штурма.
Пусть f(x)
[x] без кратных корней.
Последовательность множеств
[x] называется последовательностью Штурма, если выполнены 4 условия:
не имеет действительных корней.
не имеют общих действительных корней.
Если
при 0 < < s, то
и
разного знака.
Если
- корень f (т.е.
), то
меняет знак с «-» на «+» при переходе
через .
Пусть есть конечная последовательность
Вычеркнем из нее 0. Все положительные
числа заменим «+», а все отрицательные
«-». Число мест, где «+» и «-» стоят рядом,
называется числом перемен знаков
в исходной последовательности.
-1, 8, 0, 16, -4, 9, 11: -,+, ,+,-,+,+ - 3 перемены знака.
Теорема. Пусть f(x)
[x] без кратных корней и
[x] – последовательность
Штурма. Для любого c
обозначим через W(c)
число перемен знаков в последовательности
.
Если a,b
и a < b, то
число корней многочлена f(x)
на [a;b] равно
W(a) – W(b).
|
|
|
|
c-s |
+/- |
+/- |
-/+ |
c |
+/- |
0 |
-/+ |
c+s |
+/- |
+/- |
-/+ |

c – корень при 0 < < s.
Число перемен знаков не меняется при переходе через c.
c-s
-/+
+/-
c
0
+/-
c+s
+/-
+/-
Число перемен знаков уменьшится на 1.
Построение последовательности Штурма. Возьмем
в качестве
производную многочлена f.
Если
уже
определены и deg > 0, поделим на с остатком и положим
равным остатку со знаком «-».
.
Проверим, что
- последовательность Штурма:
= НОД(f,f’), он есть ненулевая константа, т.к. многочлен f не имеет кратных корней, а
значит, взаимно прост с f’.
Пусть – общий корень и . Подставим
Получим
и т.д.
Откуда
– противоречие.
П
усть . Подставим в (*). Получим
значит знаки разные.
f
*f’ меняет знак с «-» на «+». f’ > 0 f’ < 0
Пример. Отделим корни
многочлена
.
Возьмем в качестве
многочлен
.
|
| x
+ 1
|
-2x
– 1
|
|
|
1 |
W(c) |
|
- |
+ |
- |
+ |
3 |
|
+ |
+ |
+ |
+ |
0 |
|
- |
0 |
+ |
+ |
1 |
0 ==> 2 |
+ |
+ |
+ |
+ |
0 |
1 ==> |
+ |
- |
- |
+ |
2 |
-1 ==> |
+ |
0 |
- |
+ |
|
-2 ==> |
- |
+ |
- |
+ |
|
-3 ==> |
Вывод. У
три действительных корня:
Пример.
Доказать, что у многочлена
нет положительных корней.
|
|
|
|
|
+ |
+ |
- |
|
+ |
+ |
- |







