第一章多项式
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第一章 多项式(第1讲)目标与要求理解数域、一元多项式的概念,掌握一元多项式的运算及基本性质.重点难点重点:一元多项式的概念、运算及基本性质.难点:一元多项式的定义.设计安排实际问题为出发点,引出数域的概念,通过教材P 2(例1)加深对概念的理解,最后指出:任何数域都包含有理数域作为它的一部分.给出一元多项式的有关概念,进而讨论其运算及基本性质,补充例题(幻灯片例2)加深对本段内容的理解.教学进程见幻灯片部分.(2课时)教学内容§1 数域定义 设P 是由一些复数组成的集合,其中包括0与1.如果P 中任意两个数的和、差、积、商(除数不为零)仍然是中的数,那么P 就称为一个数域.全体有理数的全体组成一数域全体实数组成的集合、全体复数组成的集合也都是数域.上述三个数域常用字母Q 、R 、C 表示.注意:全体整数组成的集合就不是数域.数的加、减、乘、除等运算的性质通常称为数的代数性质.而代数所研究的问题主要涉及数的代数性质.例1 所有具有形式2b a 的数(其中b a ,是任何有理数),构成一个数域.例2 所有整组成的数集,对于乘法是封闭的,但对于除法不封闭.所有的数域都包含有理数域作为它的一部分.§2 一元多项式1 一元多项式定义 设n 是一非负整数,形式表达式0111a x a x a x a n n n n ++++-- ,其中n a a a ,,,10 全属于数域P ,称为系数在数域P 中的一元多项式,或者简称为数域P 上的一元多项式.i i x a 称为i 次项,i a 称为i 次项的系数.用 ),(),(x g x f 或 ,,g f 等来表示多项式. 同次项的系数全相等,那么)(x f 与)(x g 就称为相等,记为)()(x g x f =.系数全为零的多项式称为零多项式,记为0.如果0≠n a ,那么nn x a 称为多项式的首项,n a 称为首项系数,n 称为多项式的次数.零多项式是唯一不定义次数的多项式.多项式)(x f 的次数记为))((x f ∂.2 多项式的运算设 0111)(a x a x a x a x f n n n n ++++=--0111)(b x b x b x b x g m m m m ++++=--是数域P 上两个多项式,即∑==n i i ix a x f 0)(,∑==m j j j x b x g 0)(在表示多项式)(x f 与)(x g 的和时,如m n ≥,为了方便起见,在)(x g 中令011====+-m n n b b b ,那么)(x f 与)(x g 的和为∑=---+=++++++++=+n i i i i n n n n n n xb a b a x b a x b a x b a x g x f 00011111)()()()()()()(而)(x f 与)(x g 的乘积为001001111)()()()(b a x b a b a x b a b a x b a x g x f m n m n m n m n m n ++++++=-+--+其中s 次项的系数是∑=+--=++++s j i j i s s s s b a b a b a b a b a 011110所以)(x f )(x g 可表成 s mn s s j i j i x b a x g x f )()()(0∑∑+==+=.显然,)))(()),((max())()((x g x f x g x f ∂∂≤+∂.对于多项式的乘法,可以证明,若0)(,0)(≠≠x g x f ,则0)()(≠x g x f ,并且))(())(())()((x g x f x g x f ∂+∂=∂多项式乘积的首项系数等于因子首项系数的乘积. 结果均可推广到多个多项式的情形. 运算法则:1. )()()()(x f x g x g x f +=+. (加法交换律)2. ))()(()()())()((x h x g x f x h x g x f ++=++ (加法结合律)3. )()()()(x f x g x g x f = (乘法交换律)4. ))()()(()())()((x h x g x f x h x g x f = (乘法结合律)5. )()()()())()()((x h x f x g x f x h x g x f +=+ (乘法分配律)另外:若)()()()(x h x f x g x f =且0)(≠x f ,则)()(x h x g =.定义 所有系数在数域P 中的一元多项式的全体,称为数域P 上的一元多项式环,记为][x P .备注提出如下问题:1.中学数学中的多项式与高等代数中的多项式有何区别?2.多项式相等与方程有无区别?3.次数公式∂(f +g )≤max (∂(f ),∂(g ))中何时取“=”号?作业布置课后相应习题第一章 多项式(第2讲)目标与要求理解整除的概念;掌握整除的基本性质和带余除法定理.重点难点重点:掌握整除的基本性质和带余除法定理.难点:整除的概念、性质.设计安排通过P[x]中多项式的运算,引出如何描述两个多项式的相除关系问题,进而讨论带余除法、整除问题.最后强调:P [x ]中的多项式不能做除法,整除性不是多项式的运算,它是P [x ]中元素间的一种关系,即任给f (x ) , g (x ) ∈P [x ],可以判断 g (x ) | f (x ) 或 g (x ) | f (x ).教学进程见幻灯片部分.(2课时)教学内容§3 整除的概念1 整除的概念带余除法 对于][x P 中任意两个多项式)(x f 与)(x g ,其中0)(≠x g ,一定有][x P 中的多项式)(),(x r x q 存在,使 )()()()(x r x g x q x f += 成立,其中))(())((x g x r ∂<∂或者0)(=x r ,并且这样的)(),(x r x q 是唯一决定的. 带余除法中所得的)(x q 通常称为)(x g 除)(x f 的商,)(x r 称为)(x g 除)(x f 的余式. 定义 数域P 上的多项式)(x g 称为整除)(x f ,如果有数域P 上的多项式)(x h 使等式)()()(x h x g x f =成立.用“)(|)(x f x g ”表示)(x g 整除)(x f ,用“)(|)(x f x g /”表示)(x g 不能整除)(x f .当)(|)(x f x g 时,)(x g 就称为)(x f 的因式,)(x f 称为)(x g 的倍式.定理1 对于数域P 上的任意两个多项式)(x f ,)(x g ,其中0)(≠x g ,)(|)(x f x g 的充要条件是)(x g 除)(x f 的余式为零.当)(|)(x f x g 时,如0)(≠x g ,)(x g 除)(x f 的商)(x q 有时也用)()(x g x f 来表示. 2 整除的几个常用性质 性质1. 若)(|)(),(|)(x f x g x g x f ,则)()(x cg x f =,其中c 为非零常数.性质2. 若)(|)(),(|)(x h x g x g x f ,则)(|)(x h x f (整除的传递性).性质3. 零次多项式,即非零常数,能整除任一个多项式.性质4. 任一多项式)(x f 一定整除它自身.性质5. 任一多项式)(x f 都能整除零多项式0.称)()()()()()(2211x g x u x g x u x g x u r r +++ 为)(,),(),(21x g x g x g r 的一个组合. 于是,有若r i x g x f i ,,2,1),(|)( =,则))()()()()()((|)(2211x g x u x g x u x g x u x f r r +++ .最后,两个多项式之间的整除关系不因系数域的扩大而改变. 即若)(x f ,)(x g 是][x P 中两个多项式,P 是包含P 的一个较大的数域.当然,)(x f ,)(x g 也可以看成是][x P 中的多项式.从带余除法可以看出,不论把)(x f ,)(x g 看成是][x P 中或者是][x P 中的多项式,用)(x g 去除)(x f 所得的商式及余式都是一样的.因此,若在][x P 中)(x g 不能整除)(x f ,则在][x P 中,)(x g 也不能整除)(x f .备注整除的定义应注意:1.整除的定义与数域扩大(缩小)无关;2.由2211[]x x x x P x x x=⋅∈不能认为可以整除,因为。
高等代数 北大三版第一章 多项式教学目的:1.了解多项式的概念,多项式的运算及运算律。
2.会求多项式的最大公因式及各数域上的因式分解。
3.了解多项式与对称多项式的概念。
教学重点与难点:1.整除理论。
2.有理数域上的因式分解。
§1. 数域代数性质:关于数的加减乘除等运算性质 引入:关于数的范围的讨论定义:设P 是一些复数组成的集合,其中包括0和1,如果P 中任意两个数的和、差、积、商(除数不为0)仍是P 中的数,那么称P 为一个数域。
另一说法: 如果包含0和1 的一个数集P ,对于加减乘除(除数不为0)运算都是封闭的,那么称P 为一个数域。
例: 1.Q R C Z W 2Z (前3个是,后3个不是) 2.R * C + }0{ +C (均不是)3.},|2{1Q b a b a P ∈+==)2(Q 是 证明封闭 }|2{2N n n P ∈= 不是4.},,|{, (31)10+++++∈∈=N m n Z a P j n mnn b i b b b a a a ππππ 是 重要结论: 最小数域为有理数域 (任何数域包含有理数域)§2.一元多项式一. 一元多项式的概念定义:设n 是一非负整数,x 是一个符号(文字),形式表达式:01111...a x a x a x a n n n n ++++-- 其中P n i a i ∈=)...0(。
称为系数在数域P 中的一元多项式。
(数域P 上的一元多项式)① 记 )(x f =01111...a x a x a x a n n n n ++++--=i ni i x a ∑=0)(x g =01111...b x b x b x b m m m m ++++--=j mj j x b ∑=0② 其中ini i xa ∑=0称为)(x f 的i 次项 i a 为i 次项系数。
③ 0≠n a ,则n n x a 为)(x f 的首项 n a 为首项系数,n 为)(x f 的次数。
第一章 多项式一. 内容概述1. 多项式的概念多项式有两种不同的定义。
设F 是一个域i a ∈F ,)(x f =n a ++--11n n nxa x +01a x a + (1)(1) 不定元的观点(形式表达式)把x 看作一个文字,形如表达式(1),)(x f 称为F 上的多项式。
若两个多项式的形式表达式完全一样,则称两个多项式相等。
即)(x f =n a ++--11n n nx a x +01a x a +,)(x g = n b 0111b x b x b x n n n++++--规定)(x f =)(x g ⇔i i b a =,i =1,2,……n 因此,每一个多项式的表达式是唯一的。
(2)函数观点把x 看作F 中的取值的自变量, )(x f 看成定义在F 上的一个函数,其值域是F 上的一个子集。
在这一观点下,两个多项式函数)(x f 与)(x g 相等。
记住)(x f ≡ )(x g 是指的对0x ∀∈F ,f (0x )=g (0x )有相等的函数值。
应当注意这时的函数表示法不一定是唯一的。
例如,二元域F ={0,1}上多项式函数)(x f =12+x ,)(x g =1+x 是相等的,但表示法不一样,而在无限域上多项式的表示法是唯一的。
即在有限域上)(x f =)(x g 不能推出)(x f ≡)(x g ; 在无限域上)(x f =)(x g ⇔)(x f ≡ )(x g 2.多项式的运算 (1)加法定义 ∀)(x f , )(x g ∈][x F ,在其中适当添上一些系数为零的项,总可设)(x f =i ni i x a ∑=0,)(x g =∑=ni ii x b 0,令)(x h =ii ni i x b a )(0+∑=,显然h(x)∈][x F ,称)(x h 为)(x f 与)(x g 的和,记为)(x f +)(x g =ii ni ix b a)(0+∑=。
第一章 多项式多项式是高等代数的重要组成部分一、基本概念1、一元多项式定义 设n 是一非负整数,形式表达式()111n n n n 0f x a x a x a x a −−=++++", (1)其中全属于数域n a a a ,,,10"P ,称为系数在数域P 中的一元多项式,或者简称为数域上的一元多项式.P 在多项式(1)中,称为i 次项,称为次项的系数. 称为常数项. 如果,那么称为多项式的首项,称为首项系数,n 称为多项式的次数.多项式的次数记为.系数全为零的多项式称为零多项式. 零多项式是唯一不定义次数的多项式.i i x a i a i 0a 0≠n a n n x a n a )(x f ))((x f ∂2、整除 设(),()[]f x g x P x ∈,若存在()[]h x P x ∈,使)()()(x h x g x f =,则称整除.记,其中称为的因式.)(x g )(x f )(|)(x f x g )(x g )(x f 3、最大公因式 设(),(),()[]f x g x d x P x ∈,若(i),即为与的一个公因式;()|(),()|()d x f x d x g x )(x d )(x f )(x g (ii)对与的任一公因式,都有,)(x f )(x g ()h x ()|()h x d x 则称为与的最大公因式.把首系数为1的最大公因式记作)(x d )(x f )(x g ()(),()f x g x .4、互素 设(),()[]f x g x P x ∈,若与除零次多项式外没有其它的公因式,则称与互素,记为())(x f )(x g )(x f )(x g (),()1f x g x =上述两个定义可推广到n 个多项式的情形.需要注意的是,个多项式(2n n >)12(),(),()n f x f x f x "互素时,它们不一定两两互素.5、不可约多项式 中次数大于零的多项式不能表示成数域上的两个次数比的次数低的多项式的乘积,则称为数域上不可约多项式.换句话说,在中只有平凡因式.[]P x )(x p P )(x p )(x p P )(x p []P x 对此需注意两点,其一对零和零多项式不定义它们的可约性;其二多项式的可约性依赖于系数域.6、重因式 设是数域上的不可约多项式,且,但, )(x p P )(|)(x f x p k )(|)(1x f x p k /+则称是的重因式.特别地,当)(x p )(x f k 1k =时,称是的单因式.)(x p )(x f 7、多项式的微商 设1110()[]n n n n f x a x a x a x a P x −−=++++∈",规定它的微商(也称导数或一阶导数)是1211)1()(a x n a nx a x f n n n n ++−+=′−−−"此定义不是用函数与极限概念给出的,而是借用于数学分析中函数的导数形式的定义.上述诸定义都是把多项式看作形式表达式给出的,并且定义2~7都限制在数域上一元多项式环中讨论.多项式的重要性在于它是最基本的函数,用它可去逼近一个比较复杂的函数,这对数学分析、微分方程等学科,在理论和实际求解上有重要意义.因此下面我们将从函数观点来讨论多项式.P []P x 8、多项式函数 设0111)(a x a x a x a x f n n n n ++++=−−" (2)是中的多项式,][x P α是中的数,在(2)中用P α代x 所得的数0111a a a a n n n n ++++−−ααα"称为当)(x f α=x 时的值,记为)(αf .这样,多项式就定义了一个数域上的函数.可以由一个多项式来定义的函数就称为数域上的多项式函数.)(x f 9、本原多项式 系数互素的整系数多项式.二、基本理论1、次数定理:设(),()[]f x g x P x ∈(i) )))(()),((max())()((x g x f x g x f ∂∂≤+∂(ii) 若,则0)(,0)(≠≠x g x f 0)()(≠x g x f ,且))(())(())()((x g x f x g x f ∂+∂=∂2、整除性质:(1) 任一多项式都能整除零多项式0.)(x f (2) ,,都有∀0c ≠∀()[]g x P x ∈|(),()|()c f x cf x f x(3) 若,则.(整除的传递性))(|)(),(|)(x h x g x g x f )(|)(x h x f (4) 若,则)(|)(),(|)(x f x g x g x f )()(x cg x f =,其中c 为非零常数.(5) 若,则()|(),()|()h x f x h x g x ()()|()()h x f x g x ±(6) 若,对,则()|()h x f x ∀()[]g x P x ∈()|()()h x f x g x (7) ,对都有()|()i h x f x ∀()[]i g x P x ∈()11()|()()()()r r h x f x g x f x g x ±±",其中 1,2,,i r =".3、带余除法: 对于中任意两个多项式与,其中,一定有中的多项式存在,使][x P )(x f )(x g 0)(≠x g ][x P )(),(x r x q )()()()(x r x g x q x f += (3)成立,其中或者))(())((x g x r ∂<∂0)(=x r ,并且这样的是唯一决定的. )(),(x r x q 多项式和称为除的商式和余式.)(x q )(x r )(x g )(x f 因此得到两个推论(1)()|()()0g x h x r x ⇔=(2) 多项式的整除性不因数域的扩大而改变.4、最大公因式存在唯一定理:中任意两个多项式与一定有最大公因式,除相差一个零次因式外,与的最大公因式是唯一的.][x P )(x f )(x g )(x f )(x g 需注意的是两个多项式的最大公因式不因数域的扩大而改变,但它们的公因式却不然.5、倍式和定理: 对于的任意两个多项式,,在中存在一个最大公因式,且可以表成,的一个组合,即有中多项式使][x P )(x f )(x g ][x P )(x d )(x d )(x f )(x g ][x P )(),(x v x u )()()()()(x g x v x f x u x d +=6、互素判别: 中两个多项式,互素][x P )(x f )(x g ⇔1))(),((=x g x f ⇔(),()[]u x v x P x ∃∈,使1)()()()(=+x g x v x f x u互素性质:(1) 如果,且,那么.1))(),((=x g x f )()(|)(x h x g x f )(|)(x h x f (2) 如果,1))(),((1=x g x f 1))(),((2=x g x f ,那么1))(),()((21=x g x f x f (3) 如果,且)(|)(),(|)(21x g x f x g x f 1))(),((21=x f x f ,那么. )(|)()(21x g x f x f 此性质可推广大有限多个多项式的情形.7、不可约多项式的判别:在上不可约的充要条件是在中任一分解式)(x f P )(x f ][x P 12()()()f x f x f x =中的因式1()f x 与2()f x 总有一个是零次的 不可约多项式的性质:(1) 若是不可约多项式,则)(x p )0)((≠c x cp 也是不可约多项式.即不可约多项式的相伴元仍是不可约的.(2) 若是不可约多项式,对)(x p ∀()[]f x P x ∈,则有或者或者)(|)(x f x p 1))(),((=x f x p (3) 若是不可约多项式,对于)(x p ∀(),()[]f x g x P x ∈,有,则或)()(|)(x g x f x p )(|)(x f x p )(|)(x g x p 8、多项式因式分解唯一定理:数域上次数的多项式都可以唯一地分解成数域P 1≥)(x f P 上一些不可约多项式的乘积.所谓唯一性是说,如果有两个分解式)()()()()()()(2121x q x q x q x p x p x p x f t s ""==,那么必有,并且适当排列因式的次序后有t s =s i x q c x p i i i ,,2,1,)()("==.其中是一些非零常数.),,2,1(s i c i "=一般地有(4))()()()(2121x p x p x cp x f s r s r r "=其中其中c 是的首项系数,是互不相同的首项系数为1的不可约多项式,而是正整数.这种分解式称为的标准分解式或典型分解式.)(x f )(,),(),(21x p x p x p s "s r r r ,,,21")(x f9、重因式的判别:(1) 如果不可约多项式是的一个重因式,那么是的重因式.)(x p )(x f )1(≥k k )(x p )(x f ′1−k (2) 如果不可约多项式是的一个重因式, 那么是,,…,)的因式,但不是的因式. )(x p )(x f )1(≥k k )(x p )(x f )(x f ′()1(x f k −)()(x f k 特别,当时不是的因式.反之,若,且为的重因式,则是的重因式1k =)(x p )(x f ′()|()p x f x )(x p )(x f ′1k −)(x p )(x f )1(≥k k (3) 不可约多项式是的重因式的充要条件是是与的公因式)(x p )(x f )(x p )(x f )(x f ′(4) 无重因式)(x f 1))(),((=′⇔x f x f .由此可知无重因式不因数域扩大而改变.同时当形如(4)式,则)(x f )(x f ()12'()()()()()(),()s f x q x cp x p x p x f x f x ==" 即与有完全相同的不可约多项式,且都是单因式.()q x )(x f 10、余式定理:设()[]f x P x ∈,P α∈,用x α−除所得余式是常数)(x f ()f α11、因式定理:()()0x f x f αα−⇔=12、中次多项式在数域中的根不可能多于个,重根按重数计算. ][x P n )0(≥n P n 13、。
第一章 多项式§1多项式的整除一、含单位根多项式的整除问多项式12++x x 能否整除1717++x x? 若∑=++++305234)(|1i i ix x f x x x x ,则)(|1x f x i -,3,2,1,0=i设n 为非负整数,则1222)1(1++++++n n x xx x 122)1()(+++-=n n n x x x f ,证明1))(,1(2=++x f x x n设i a 为非负整数,问∑=++n i a i xx x 121的充要条件是什么? 设m 为大于1的整数,∑-==10)(m i i x x f ,且c x f x f m +)(|)(,试求常数c 。
设∑-==10)(n i i x x g ,n n x x x g x f -+=2))(()(,则)(|)(x f x g(苏州大学2002)设,,,k m r s 都是非负整数。
设23()1,f x x x x =+++4414243()k m r s g x x x x x +++=+++。
证明:()f x 整除()g x 。
苏州大学(2000)设多项式)(),(),(x h x g x f 满足0)()2()()1()()1(4=-+-++x h x x g x x f x ,0)()2()()1()()1(4=+++++x h x x g x x f x证明:)(|14x g x +§2最大公因式与互素如果)(x d 是)(x f 与)(x g 的公因式,且)(x d 是)(x f 与)(x g 的一个组合,那么)(x d 是)(x f 与)(x g 的一个最大公因式。
如果1))(),((=x g x f ,证明1))()(),()((=+x g x f x g x f(南京大学2001)设1F ,2F 是数域,且1F F ⊆,f (x),g (x)F ∈[x].(1) 证明:如果在1F [x]中有g (x)| f (x),则在F [x],也有g (x)| f (x)(2) 证明: f (x)与g (x)在F [x]中互素当且仅当f (x) 与g (x)在1F [x]中互素.(3) 证明:设f (x)是数域F 的不可约多项式,则f (x)全是单根.证明n n n x g x f x g x f ))(),(())(),((=(大连理工2005 )设)(x f ,)(x g 是数域P 上的多项式,若33)]([)]([x g x f ,证明)()(x g x f 。
第1章多项式1.1知识点归纳与要点解析一.多项式的定义与运算1.定义形式表达式110()n n n n f x a x a x a L 称为数域P 上以x 为文字的一元多项式,其中01na ,a ,a P L ,n 是非负整数.当0n a 时,称多项式()f x 的次数为n ,记为()f x n ,并称n n a x 为()f x 的首项,n a 为()f x 的首项系数.i i a x 为()f x 的i 次项,i a 称为()f x 的i 次项系数.当11000n n a a a ,a L时,称多项式()f x 为零次多项式,即()0f x ;当1100n n a a a a L 时,称()f x 为零多项式.注:零多项式是唯一不定义次数的多项式. 2.多项式的相等数域P 上以x 为文字的两个一元多项式()f x 与()g x 相等是指它们有完全相同的项. 注:证明两个多项式的相等除了利用定义外,还可以在它们首项系数相等的情况下,证明两个多项式相互整除. 3.多项式次数设()()[]f x g x P x ,, 性质1.当()()0f x g x 时,(()())(()),(())f x g x max f x g x ;性质2.(()())(())+(())f x g x f x g x . 二.多项式的整除1.带余除法(1)定义:设()()[]f x g x P x ,, ()0g x ,则存在唯一的多项式()q x ,()[]r x P x ,使()()()+()f x q x g x r x =.其中()=0r x 或()()r x g x .其中()q x 为()g x 除()f x 的商式, ()r x 为()g x 除()f x 的余式.注:带余除法是多项式分类的工具,是辗转相除法的基础,也是求最大公因式的基础. 2.综合除法3.整除的判定(1)定义设()()[]f x g x P x ,,如果存在()[]q x P x ,使得()()()f x q x g x =,则称()g x 整除。
第一章 多项式基本内容及考点综述一、基本概念1.整除数域P 上的多项式)(x g 称为整除)(x g ,如果有数域P 上的多项式)(x h 使等式)()()(x h x g x f = 成立,)()(x f x g 表示)(x g 整除)(x f2.最大公因式][],[)(),(x P x P x g x f ∈中多项式)(x d 称为)(x f 与)(x g 的一个最大公因式,如果它满足以下两个条件: (i) ()(),()()d x f x d x g x(ii) )(x f ,)(x g 的任意公因式全是)(x d 的因式。
3.互素][x P 中的两个多项式)(x f ,)(x g 称为互素的,如果.1))(),((=x g x f4.数域P 上的不可约多项式数域P 上次数≥1的多项式)(x P 称为数域P 上的不可约多项式,如果它不能表成数域P上的两个次数比)(x P 低的多项式的乘积。
5.K 重因式不可约多项式()p x 称为多项式)(x f 的K 重因式,如果()k p x 能整除()f x ,而1()k P x +不能整除()f x 。
如果0=k ,那么)(x P 不是)(x f 的因式,如果1=k ,那么)(x P 称为)(x f 的单因式,如果1,k >那么p(x)称为f(x)的重因式。
6.本原多项式如果一个非零的整系数多项式0111)(a x a x a x a x f n n n n ++++=--的系数011,,,,a a a a n n -互素,则称)(x f 是本原多项式.二、基本结论1.0)(][)(),(≠∈∀x g x P x g x f 且,一定有][)(),(x P x r x q ∈使)()()()(x r x g x q x f +=成立,其中(())g x ∂<∂(r(x))或者()0,r x =并且这样的)(),(x r x q 是唯一决定的.2. 如果()(),()(),f x g x g x f x 那么()()f x cg x =.其中c 为非零常数.3. 如果),()(),()(x h x g x g x f 那么)()(x h x f .4. 如果r i x g x f i ,,2,1,)()( =.那么)()()(1x g x u x f i i r i =∑ 其中)(x u i 是数域P 上的任意多项式.5. ][)(),(x P x g x f ∈∀,在][x P 中存在一个最大公因式)(x d 且有][)(),(x P x v x u ∈使 ()()()()()d x f x u x g x v x =+6.][x P 中多项式)(),(x g x f 互素的充分必要条件是有][x P 中的多项式)(),(x v x u 使1)()()()(=+x v x g x u x f7.如果1))(),((=x g x f 且)()()(x h x g x f ,那么).()(x h x f8.如果)()(),()(21x g x f x g x f 且1))(),((21=x f x f ,那么)()()(21x g x f x f9.0111)(a x a x a x a x f n n n n ++++=-- 是一个整系数多项式,sr 是)(x f 的一个有理根,其中s r ,互素,那么必有0,a r a s n ,特别地,如果,1=n a 那么)(x f 的有理根都是整数根.10.如果)(x P 是不可约多项式,那么对于任意的两个多项式)(),(x g x f ,由)()()(x g x f x p 一定推出)()(x f x p 或者)()(x g x p .11.(因式分解及唯一性定理)数域P 上每一个次数≥1的多项式)(x f 都可以唯一地分解成数域P 上一些不可约多项式的乘积.12.如果不可约多项式)(x p 是)(x f 的k 重因式)1(≥k ,那么它是微商)(x f '的1-k 重因式.13.多项式)(x f 没有重因式的充分必要条件是)(x f 与)(x f '互素.14.在复数域上所有次数大于1的多项式都是可约的.15.在实数域上不可约多项式只能是1次多项式或判别式小于零的2次多项式.16.在有理数域上存在任意次的不可约多项式.17.如果一非零的整系数多项式能够分解成两个次数较低的有理系数多项式的乘积,那么它一定能分解成两个次数较低的整系数多项式的乘积.18.(Eisenstein 判别法)设0111)(a x a x a x a x f n n n n ++++=--是整系数多项式,如果有一个素数p ,使(i)n p a 不能整除 (ii)1,,1,0,-=n i a p i(iii) 20p a 不能整除那么)(x f 在有理数域上不可约.三、基本方法1.关于最大公因式的证明,一般有以下几种方法:(1) 利用定义.(2) 证明等式两边能互相整除.(3) 如果0)()()()()(≠+=x g x r x g x q x f .那么))(),(())(),((x r x g x g x f =(4)如果),()(),()(x g x d x f x d 且有][)(),(x P x v x u ∈使)()()()()(x v x g x u x f x d +=则)(x d 是)(),(x g x f 的一个最大公因式.试题精选1.(上海交通大学,2004)假设)(1x f 与)(2x f 为次数不超过3的首项系数为1的互异多项式,假设124++x x 整除)()(32431x f x x f +试求)(1x f 与)(2x f 的最大公因式.解 )1)(1()1(12222224+-++=-+=++x x x x x x x x ,它的4个根2121,,,εεωω,其中231,231,231,2312121i i i i-=+=--=+-=εεωω )()1()()(2432431x g x x x f x x f ++=+.于是有方程组⎩⎨⎧=---=---⎩⎨⎧=+=+0)1()1(0)1()1(0)1()1(0)1()1(221211221211f f f f f f f f εεωω 解方程组,1212(1)(1)0,(1)(1)0.f f f f ==-=-=于是,)()1)(1(,)()1)(1(21x f x x x f x x -+-+,而)(),(21x f x f 是互异的次数不超过3的多项式,所以212((),())1f x f x x =-.2.(兰州大学,2002)设)(x f 是整系数多项式,1)()(+=x f x g 至少有三个互不相等的整数根,证明)(x f 设有整数根.证明 假定)(x f 有整数根m ,则)()()(x h m x x f -=由m x -是本原多项式,所以)(x h 是整系数多项式,令321,,n n n 是)(x g 的3个互不相等的整数根,则)())()(()(321x p n x n x n x x g ---=,其中)(x p 是整系数多项式。
第一章 多项式习题精解1. 用)(x g 除)(x f ,求商)(x q 与余式)(x r :1)123)(,13)(223+-=---=x x x g x x x x f2)2)(,52)(24+-=+-=x x x g x x x f解 1)由带余除法,可得92926)(,9731)(--=-=x x r x x q 2)同理可得75)(,1)(2+-=-+=x x r x x x q2.q p m ,,适合什么条件时,有1)q px x mx x ++-+32|12)q px x mx x ++++242|1解 1)由假设,所得余式为0,即 0)()1(2=-+++m q x m p所以当⎩⎨⎧=-=++0012m q m p 时有q px x mx x ++-+32|12)类似可得⎩⎨⎧=--+=--010)2(22m p q m p m 于是当0=m 时,代入(2)可得1+=q p ;而当022=--m p 时,代入(2)可得1=q 。
综上所诉,当 ⎩⎨⎧+==10q p m 或⎩⎨⎧=+=212m p q 时,皆有q px x mx x ++++242|13.求()g x 除()f x 的商()q x 与余式():r x1)53()258,()3f x x x x g x x =--=+2)32(),()12f x x x x g x x i =--=-+解1)432()261339109()327q x x x x x r x =-+-+=-; 2)2()2(52)()98q x x ix i r x i =--+=-+ 4.把()f x 表示成0x x -的方幂和,即表成2010200()()...()...n n c c x x c x x c x x +-+-++-+的形式:1)50(),1f x x x ==2)420()23,2f x x x x =-+=-3)4320()2(1)37,f x x ix i x x i x i =+-+-++=-解 1)由综合除法,可得2345()15(1)10(1)10(1)5(1)(1)f x x x x x x =+-+-+-+-+-2)由综合除法,可得42234231124(2)22(2)8(2)(2)x x x x x x -+=-+++-+++3) 由综合除法,可得4322(1)3(7)x ix i x x i +-+-++234(75)5()(1)()2()()i x i i x i i x i x i =+-++--+-+++5.求()f x 与()g x 的最大公因式:1)43232()341,()1f x x x x x g x x x x =+---=+--2)4332()41,()31f x x x g x x x =-+=-+3)42432()101,()61f x x x g x x x =-+=-+++解 1)((),())1f x g x x =+2)((),())1f x g x =3)2((),())1f x g x x =--6.求(),()u x v x 使()()()()((),()).u x f x v x g x f x g x +=1)432432()242,()22f x x x x x g x x x x x =+---=+---2)43232()421659,()254f x x x x x g x x x x =--++=--+3)4322()441,()1f x x x x x g x x x =--++=--解1)因为22((),())2()f x g x x r x =-= 再由11212()()()()()()()()f x q x g x r x g x q x r x r x =+⎧⎨=+⎩, 解得22121212()()()()()()[()()()][()]()[1()()]()r x g x q x r x g x q x f x q x g x q x f x q x q x g x =-=--=-++, 于是212()()1()1()()11(1)2u x q x x v x q x q x x x =-=--=+=++=+。
2)仿上面方法,可得((),())1f x g x x =-且21122(),()13333u x x v x x x =-+=-- 3)由((),())1f x g x =可得32()1,()32u x x v x x x x =--=+--7.设32()(1)22f x x t x x u =++++与32()g x x tx u =++的最大公因式是一个二次多项式,求,t u 的值。
解 因为 32211212()()()()()(2)()()()()f x q x g x r x x tx u x x u g x q x r x r x =+=+++++=+2((2))(2)(24)(3)x t x x u u t x u t =+-++-+-+-且由题设知最大公因式是二次多项式,所以余式2()r x 为0,即(24)0(3)0u t u t -+-=⎧⎨-=⎩从而可解得1102u t =⎧⎨=⎩ 或 2223u t =-⎧⎨=⎩8.证明:如果()|(),()|()d x f x d x g x ,且()d x 为()f x 与()g x 的组合,那么()d x 是()f x 与()g x 的一个最大公因式。
证 易见()d x 是()f x 与()g x 的公因式。
另设()x ϕ是()f x 与()g x 的任一公因式,下证()|()x d x ϕ。
由于()d x 是()f x 与()g x 的一个组合,这就是说存在多项式()s x 与()t x ,使 ()()()()()d x s x f x t x g x =+从而由()|(),()|()x f x x g x ϕϕ可得()|()x d x ϕ,即证。
9.证明:(()(),()())((),())()f x h x g x h x f x g x h x = (()h x 的首系数为1)。
证 因为存在多项式(),()u x v x 使((),())()()()()f x g x u x f x v x g x =+所以((),())()()()()()()()f x g x h x u x f x h x v x g x h x =+上式说明((),())()f x g x h x 是()()f x h x 与()()g x h x 的一个组合。
另一方面,由((),())|()f x g x f x 知((),())()|()()f x g x h x f x h x同理可得((),())()|()()f x g x h x g x h x从而((),())()f x g x h x 是()()f x h x 与()()g x h x 的一个最大公因式,又因为((),())()f x g x h x 的首项系数为1,所以(()(),()())((),())()f x h x g x h x f x g x h x =10.如果(),()f x g x 不全为零,证明:()(),1((),())((),())f x g x f x g x f x g x ⎛⎫= ⎪⎝⎭证 存在(),()u x v x 使((),())()()()()f x g x u x f x v x g x =+又因为(),()f x g x 不全为0,所以((),())0f x g x ≠由消去律可得()()1()()((),())((),())f xg x u x v x f x g x f x g x =+ 所以 ()(),1((),())((),())f x g x f x g x f x g x ⎛⎫= ⎪⎝⎭11.证明:如果(),()f x g x 不全为零,且()()()()((),())u x f x v x g x f x g x +=那么((),())1u x v x =。
证 由上题证明类似可得结论。
12.证明:如果((),())1,((),())1f x g x f x h x ==,那么((),()())1f x g x h x =证 由假设,存在11(),()u x v x 及22(),()u x v x 使11()()()()1u x f x v x g x += (1)22()()()()1u x f x v x h x += (2)将(1)(2)两式相乘,得12121212[()()()()()()()()()]()[()()]()()1u x u x f x v x u x g x u x v x h x f x v x v x g x h x +++=所以((),()())1f x g x h x =13.设11(),...,(),(),...,()m n f x f x g x g x 都是多项式,而且 ((),())1i j f x g x = (1,2,...,;1,2,...,)i m j n ==求证:1212(()()...(),()()...())1m n f x f x f x g x g x g x =证 由于11121((),())1((),())1..........................((),())1n f x g x f x g x f x g x ===反复应用第12题结论,可得 112((),()()...())1n f x g x g x g x =同理可证21212((),()()...())1................................................((),()()...())1n m n f x g x g x g x f x g x g x g x ==从而可得1212(()()...(),()()...())1m n f x f x f x g x g x g x =14.证明:如果((),())1f x g x =,那么(()(),()())1f x g x f x g x +=。
证 由题设知((),())1f x g x =,所以存在(),()u x v x 使()()()()1u x f x v x g x +=从而()()()()()()()()1u x f x v x f x v x f x v x g x -++=即[()()]()()[()()]1u x v x f x v x f x g x -++=所以((),()())1f x f x g x +=同理((),()())1g x f x g x +=再由12题结论,即证(()(),()())1f x g x f x g x +=15.求下列多项式的公共根32432()221,()21f x x x x g x x x x x =+++=++++解 由辗转相除法,可求得2((),())1f x g x x x =++。