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不可約多項式
來源:互聯網

次數大于零的多項式稱為在數域P上是可約的,如果它可以表示為中兩個次數均大于零的多項式的乘積;否則就稱在P上不可約。

設,,如果不能表示成數域F上兩個次數比它低的多項式的乘積,則稱是數域F上的不可約多項式。其中,零多項式和零次多項式既不能說是可約的,也不能說是不可約的;多項式的可約性與多項式所在的數域有關。

概念

不可約多項式,顧名思義即不能寫成兩個次數較低的多項式之乘積的多項式。

有理系數的多項式,當不能分解為兩個次數大于零的有理系靈敏多項式的乘積時,稱為有理數范圍內“不可約多項式”。相應地可以定義實數系數或復數系數的不可約多項式。

“不可約”的意義隨系數范圍而不同。在有理數范圍內是不可約多項式,但在實數范圍內就是可約多項式了。

一種重要的多項式。它在多項式環中有類似于素數在整數環中的地位。對于數域P上的任意多項式f(x),P中非零數c與cf(x)總是f(x)的因式。這兩種因式稱為f(x)的平凡因式,亦稱當然因式。其他的因式,稱為f(x)的非平凡因式,亦稱非當然因式。設p(x)為P上的一個次數大于零的多項式,如果在P上p(x)只有平凡因式,則稱p(x)在P上(或P[x]中)不可約,亦稱p(x)是P上的不可約多項式,或既約多項式;如果p(x)除平凡因式外,在P上還有其他因式,則稱p(x)在P上(或在P[x]中)可約,亦稱p(x)是P上的可約多項式。一個多項式是否可約,與其基域有關。例如,在有理數域上不可約,但在實數域上可約,因為此時它有非平凡因式x+與x-。

數域P上的不可約多項式有如下的基本性質:

1。若p(x)不可約,且,則也不可約。

2。若p(x)不可約,f(x)是任一多項式,則或者。

3。若p(x)不可約,且,則或者。

判定

定理1

愛森斯坦判別法:設 是整系數多項式,若有一個素數p使得:

(1)p不能整除

(2)p整除

(3)不能整出

那么 在有理數域上不可約。

注:定理1的證明通常采用“反證法”

定理2

愛森斯坦判別法的等價判別定理:設 是整系數多項式,若有一個素數p使得:

(1)p不能整除

(2)p整除

(3)不能整出

那么在有理數域上不可約。

注:定理1和定理2 都只是判定整系數多項式有理數域上不可約的充分不必要條件,這就是說不滿足定理1和定理2的判定條件的多項式可能是不可約的。

性質

1、不可約,則對任意。

2、不可約,則對任意的非零,不可約。

3、(1) p(x)不可約,則對任意的, ,得到 或。

(2),對任意 ,可推出得到 或,得到p是不可約多項式。

證明

例1。若p為質數,求證有理系數多項式有理數域上不可約。

證明:是整系數多項式

因為P為質數,整系數多項式 符合愛森斯坦判別法,所以整系數多項式 在整數環上不可約,即整系數多項式 在有理數域上不可約。由此可得多項式 在有理數域上不可約。

應用

若m,n為自然數,且m,求證不是任意m次整系數多項式的根。

證明:根據愛森斯坦判別法可知,多項式是一個在有理數域上不可約n次多項式,且是多項式的根。

因為,則對任意的m次多項式g(x),總有多項式互素;

即多項式沒有公共根,所以不是任意m次多項式的根()。

參考資料 >

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