- •Л1 02.09.09 Алгебра многочленов
- •§1: Многочлены как функции действительной переменной
- •§2 Алгебраическое определение кольца многочленов
- •§3 Кольцо многочленов над областью целостности
- •§4 Деление с остатком многочлена на двучлен (X- )
- •§5 Наибольшее возможное число корней в области целостности.
- •§6 Деление с остатком
- •§ 7 Наибольший общий делитель многочленов. Алгоритм Евклида.
- •§ 8 Наименьшее общее кратное двух многочленов.
- •§9 Многочлены не приводимые над полем
- •§10 Разложение многочлена в произведении нормированных не приводимых множителей
- •§11 Формальная производная многочлена
- •§12 Не приводимые кратные множители многочлена.
- •§ 13 Кратные корни многочлена
- •§14 Разложение многочлена по степеням двучлена
- •§15 Кольцо многочленов от n переменных
- •§16 Степень многочлена. Лексикографическое упорядочение членов многочлена.
- •§17 Разложение многочлена от n переменных в произведение не приводимых множителей
- •§18 Cсимметрические многочлены
- •§ 19 Основная теорема о симметрических многочленах.
- •§20 (Дополнение к теме нод). Результант 2 многочленов
- •§21 Многочлены над полем комплексных чисел
- •§ 22 Зависимость между корнями. Теорема Виета.
- •§23 Свойства мнимых корней многочлена с действительными коэффициентами
- •§24 Разложение многочлена над полем действительных чисел в произведение не приводимых множителей
- •§25 Решение кубических уравнений
- •§27 Решение уравнений 4 степени(Феррари)
- •§28 Теорема Штурма(отделение действительных корней многочлена)
- •§29 Отыскание рациональных корней многочлена
- •30 Т(Критерий не приводимости Эйзенштейна):
- •31 Простое алгебраическое расширение как линейное пространство.
- •32 Избавление от иррациональности
§11 Формальная производная многочлена
В курсе математического анализа f(x) как функция действительной переменной имеет производную для любого и производная является многочленом степень которого на единицу меньше f(x). Так производная понимается как конечный предел отношения приращения функции к приращению аргумента. Производную в алгебре определить так нельзя так как в абстрактном поле P над которым рассматривается многочлен в общем случае понятие придела лишено смысла. Например вопле вычетов понятие приращения аргумента не имеет смысла, по этому производную в алгебре понимают формально. Производной многочлена f(x) ∈P[x] называют многочлен коофициенты которого являются кратными кофицеентам многочлена f(x). Производная многочлена 0 степени и нулевого многочлена принимается равной 0. Будем предполагать что, поле P имеет нулевую характеристику тогда для нахождения производных остаются справедливы правела дифференцирования рассмотренные в математическом анализе.
В случае конечной характеристики поля P указанные правила дифференцирования могут нарушатся.
Аналогично 1 производной можно определить 2 и другие формальные производные.
§12 Не приводимые кратные множители многочлена.
О1) Не приводимый над полем P называется множитель кратности k≥1 многочлена f(x) если в каноническом разложении многочлен p(x) содержится в k степени.
Т: если неприводимый над полем P нулевой характеристики, многочлен p(x) в каноническом разложении f(x) над P входит в k степени, то в каноническое разложение формальной производной он входит в k-1 степени.
Доказательство:
Теорема будет доказана если мы покажем что, (1) не делится на p(x). Второе слагаемое делится на p(x) а, первое слагаемое не делится на p(x) так как g(x)p(x) взаимно просты, . P(x) не приводим, значит значит p(x) не нулевой таким образом в каноническом разложении входит в k-1 степени.
■
Замечание: Если не приводимый многочлен над полем P нулевой характеристики в каноническом разложении кольца P[x] содержится в первой степени то в каноническое разложение производной он не входит.
Доказательство:
Значит в каноническое разложение p(x) войти не может.
■
Замечание: Чтобы многочлен f(x) не имел кратных множителей над полем P необходимо и достаточно чтобы f(x) и f`(x) были взаимно простыми.
Доказательство:
⟹ Пусть многочлен f(x) не содержит в каноническом разложении кратных множителей тогда по следствию (1) эти множители в каноническом разложении производной f`(x) отсутствуют то есть f(x) и f`(x) не имеют общих делителей кроме единице (f(x),f`(x))=1
⟸ Пусть (f(x),f`(x))=1. Рассуждая с помощью метода от противного, приходим к противоречию.
■
§ 13 Кратные корни многочлена
О) Элемент называется корнем k-ой кратности для многочлена если но не делится .
Пример 1:
x=2 - корень 2 кратности.
Т1: Чтобы элемент был корнем k-ой кратности необходимо и достаточно, что бы выполнялось условие (1)
Доказательство:
⟹ Пусть корень k-ой кратности для многочлена тогда по определению будим иметь то есть где , учитывая, что в разложении f(x) он входит в k степени то в его производную он войдет в k-1 степени:
где причем . Аналогично по теореме предыдущего параграфа не приводимый множитель войдет в k-2 степени.
, где причем действуя так далее находим причем
не , т.е. .
⟸ Пусть выполнены требования 1 то есть корень многочлена f(x) пусть кратность этого корня равна и она отличается от k:
1) <k -1<k-1 учитывая, что ≤k-1 (по доказанной первой части теоремы полученные соотношения противоречивы.
2) >k по первой части доказанной теоремы получится:
получили противоречивые соотношения таким образом .
■