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(优选)高等代数选讲之多项式理论
注 多项式的整除性是 Px 中元素间的一种关系,
不是多项式的运算。整除概念与带余除法有密切的联系, 我们不能用带余除法来定义整除,因为这样定义整除,将 会遗漏零多项式整除零多项式的情形。
4、整除的性质
(1)任一多项式 f x一定整除它自身,即 f x f x; (2)f x 0; 任意多项式都整除零多项式。
f x qxgxrx
其中r x 0 或 r x g x.
2、整除的概念
设 f x, g xPx ,如果存在多项式 hxPx, 使 f x hx g x ,则称 g x整除 f x。
3、整除的充分必要条件
如果 g x 0,则 g x f x的充分必要条件是用 g x
除 f x 所得的余式r x 0.
a,b P, 若 a, b 中有一个为零,则 ab 0 P.
若
ab 0,则 ab
a 1
P.
从而P对乘法封闭。
b
综上所述,P关于加法、减法、乘法、除法都封闭,所 以P是一个数域。
例2、证明:实数域与复数域之间不存在其他的数域。
证 设P是任意一个包含R且不同于R的数域,且P还
包含至少一个复数 a bi b 0 。
(3)零次多项式能整除任一多项式;
(4)零次多项式只能被零次多项式整除; (5)零多项式只能整除零多项式;
(6)如果 g x f x ,则 kg x lf x ,其中 k 为非零
常数, l 为常数;
(7)如果 f x g x ,且 g x h x ,则 f x hx;
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(8)如果 f x gi x,又ui x 为任意多项式,
(1) f x g x maxf x,g x; (2) f x g x f x g x.
4、一元多项式环 所有系数在数域P中的一元多项式全体称为数域P
上的一元多项式环,记为 Px ,称P为 Px 的系数域。
5、一元多项式环的有关结论
多项式的加、减、乘运算对Px 封闭,且多项式的
加法、乘法均满足交换律与结合律,乘法对加法满足分 配率,乘法还满足消去律。
(优选)第一讲高等
代数选讲之多项式理 论
重点、难点解读
这部分内容对多项式理论作了较深入、系统、全面 地论述,内容可分为一元多项式与多元多项式两大部分, 以一元多项式理论为主。可归纳为以下四个方面:
(1)一般理论:包括一元多项式的概念、运算、多 项式相等、导数等基本性质。
(2)整除理论:包括带余除法、整除、最大公因式、 互素的概念与性质。
6、注意零多项式和另次多项式的区别。
例1、令
f x x50 x49 x48 x47 x 1 x50 x49 x 1
求 f x 的奇次项系数之和。
解 法1 由于
x51 1 x 1 x50 x49 x48 x47
x51 1 x 1 x50 x49 x 1
由于P是一个数域,所以 i a bi a P. 但 R P,
b
从而对任意实数 a, b 都有 a bi P ,即P包含了全体复数。 故P=C。
二、一元多项式的概念
1、一元多项式的概念
形式表达式
f x anxn an1xn1 a1x a0
称为数域P上文字 x 的一元多项式,其中 a0 , a1, , an P,
P31.4
例3设 f (x)是非零实系数多项式,k 是一个 正整数,且 f ( f (x) f k (x) ,则 f (x) 为零次 多项式或者 f (x) xk 。
三、多项式的带余除法及整除
1、带余除法
定理(带余除法)设 f x, g xPx, g x 0,
则存在唯一的多项式 qx,r xPx, 使
n 是非负整数。当 an 0 时,称多项式 f x的次数为 n.
记为 f x n.
2、多项式的相等关系 设
f x anxn an1xn1 a1x a0
g x bnxn bn1xn1 b1x b0
则
f x g x ai bi i 0,1,2, ,n
3、次数公式
(3)因式分解理论:包括不可约多项式、因式分解、 重因式、实系数与复系数多项式的因式分解、有理系数多 项式不可约的判定等。
(4)根的理论:包括多项式函数、多项式的根、代 数基本定理、有理系数多项式的有理根求法、根与系数 的关系等。
一元多项式的内容十分丰富,重点是整除与因式分 解的理论,最基本的结论是带余除法定理、最大公因式 存在定理、因式分解唯一性定理。在学习的过程中,如 能把握这两个重点和三大基本定理,就能够整体把握一 元多项式的理论。
x 1
两式相乘得 x102 1 x2 1 f x
由于x102 1与 x2 1 无奇次项,从而 f x不可能有奇
次项,故其奇次项系数之和等于零。
法2 因为 f x f x,所以 f x是偶函数,于 是 f x的奇次项系数全为零。故其奇次项系数之和等
于零。
例2、设 f x 为一多项式,若 f x y f x f y
小的数域。
(2)在有理数域与实数域之间存在无穷多个数域; 在实数域与复数域之间不存在其他的数域。
例1、设P是一个数集,有非零数 a P ,且P关于减
法、除法(除数不为零)封闭,证明P是一个数域。
证 因为 a P ,所以 0 a a P,1 a P. a
a,b P, 有 a b a 0 b P, 即P对加法封闭。
对于多元多项式,则要理解 n 元多项式、对称多项 式等有关概念,掌握对称多项式表成初等对称多项式的 多项式的方法。
一、数域的判定
1、数域的概念
设P是至少含有两个数(或包含0与1)的数集,如果 P中任意两个数的和、差、积、商(除数不为零)仍是P 中的数,则称P为一个数域。
2、数域的有关结论 (1)所有的数域都包含有理数域,即有理数域是最
则 f x 0 或 f x 1. 证 若 f x 0 ,则证毕。若 f x 0 ,由于 f 2x f x x f x f x f 2 x
所以 f x只能是零次多项式。令 f x A 0 ,又因为 A f 0 f 0 0 f 2 0 A2
所以 A 1,此即 f x 1.