高等代數(shù)理論基礎(chǔ)8:多項式函數(shù)

多項式函數(shù)

多項式函數(shù)

設(shè)f(x)\in P[x],f(x)=a_nx^n+a_{n-1}x^{n-1}+\cdots+a_1x+a_0,\alpha\in P

\alpha代x所得的數(shù)a_n\alpha^n+a_{n-1}\alpha^{n-1}+\cdots+a_1\alpha+a_0稱為f(x)當(dāng)x=\alpha時的值,記作f(\alpha)

定義:可以由一個多項式來定義的函數(shù)稱為數(shù)域P上的多項式函數(shù)

注:當(dāng)P為實數(shù)域時,f(x)就是數(shù)學(xué)分析中討論的多項式函數(shù)

余數(shù)定理

定理:用一次多項式x-\alpha除多項式f(x),所得余式為一個常數(shù),這個常數(shù)等于函數(shù)值f(\alpha)

證明:

設(shè)商為q(x),余為常數(shù)c,則

f(x)=(x-\alpha)q(x)+c

以\alpha 代x得

f(\alpha)=c\qquad \mathcal{Q.E.D}

推論:\alpha是f(x)的根\Leftrightarrow(x-\alpha)|f(x)

根與重根

定義:若f(x)在x=\alpha時函數(shù)值f(\alpha)=0,則稱\alpha為f(x)的一個根或零點

重根

定義:若x-\alpha是f(x)的k重因式,則稱\alpha為f(x)的k重根

當(dāng)k=1時,\alpha為單根,當(dāng)k\gt 1時,\alpha為重根

定理:P[x]中n次多項式(n\ge 0)在數(shù)域P中的根不可能多于n個,重根按重數(shù)計算

證明:

n=0時,結(jié)論顯然成立

設(shè)f(x)\in P[x],\partial(f(x))\gt 0

將f(x)分解成不可約多項式的乘積

f(x)在數(shù)域P中根的個數(shù)等于分解式中一次因式的個數(shù)

這個數(shù)肯定不超過n\qquad \mathcal{Q.E.D}

定理:若多項式f(x),g(x)的次數(shù)都不超過n,而它們對n+1個不同的數(shù)\alpha_1,\alpha_2,\cdots,\alpha_{n+1}有相同的值,即f(\alpha_i)=g(\alpha_i),i=1,2,\cdots,n+1,則f(x)=g(x)

證明:

由條件知

f(\alpha_i)-g(\alpha_i)=0,i=1,2,\cdots,n+1

即多項式f(x)-g(x)有n+1個不同的根

若f(x)-g(x)\neq 0

則f(x)-g(x)為一個次數(shù)不超過n的多項式

f(x)-g(x)不可能有n+1個根

\therefore f(x)-g(x)=0

即f(x)=g(x)\qquad \mathcal{Q.E.D}

注:

1.不同多項式定義的函數(shù)也不相同

2.若兩個多項式定義相同的函數(shù),則稱為恒等

3.多項式的恒等與多項式相等一致

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