第四章多项式与矩阵计划课时:24 学时( P l59-220)・§ 4.1带余除法多项式的整除性(2学时)教学目的及要求:理解多项式的定义及整除的定义,掌握带余除法及整除的性质教学重点、难点:带余除法及带余除法定理的证明本节内容分以下四个问题讲授:一. 多项式的定义(P159定义1), , 2 n -1 “ na0 a1x a2x m…"a n a n x注:在讲多项式的定义时,重点放在形式表达式上注意区分零多项式和零次多项式.二•消去律问题(P i6i推论4.1.2)f (x) = 0, f (x)g(x) = f (x)h(x)二g(x) = h(x)在证这个结论时要强调指出,并不是在上式两端除去f(x)而得结论,因为这时我们还没讲多项式的除法.三.带余除法仞1定理4.1.3)f (x) =g(x)q(x) r(x),g(x) =0,r(x) =0,或degr(x) < degg(x)这里要强调指出,用多项式g(x)去除f (x)时要求g(x)=0.注意:带余除法定理的证明是本章的难点之一。
先通过一个具体的例子来演示多项式的长除法。
四•整除的定义、性质以及整除的判定f (x)二u(x)g(x)注意到这里定义整除时用的是多项式的乘法,不涉及多项式的除法,因此由该定义就可得到:零多项式整除零多项式,0=g(x) 0,所以0|0 (而不能用记号 -).作业:P214, 1 , 2, 3, 4, 5.§4.2 最大公因式(4学时)教学目的及要求:理解最大公因式、互素的定义和性质,掌握辗转相除法教学重点、难点:1. 辗转相除法2. 辗转相除法的证明本节内容分以下三个问题讲授:—.最大公因式的定义(P l64 - 167).注意:1.最大公因式的最大性是由整除来体现的.2.最大公因式一定是存在的.二. 最大公因式的求法(P l66 - 167).(1)辗转相除的过程.(2)d(x)二f(x)u(x) g(x)v(x)注意:辗转相除过程中最后一个不为零的余式r s(x)是f(x)与g(x)的一个最大公因式,推下去,容易得到r s(x) = f(x)u(x) g(x)v(x)但满足上式的u(x),v(x)不唯一(可举例说明).三. 多项式的互素(P170)注意:教材中讲的是多个多项式互素的问题.在讲授时,应详细讲解两个多项式互素问题:f (x)与g(x)互素= (f (x), g(x)) =1.另外,补充三个性质:(1) . (f(x),h(x)) =1,(g(x), h(x)) =1,则(f(x)g(x),h(x)) =1.(2) . h(x) f(x)g(x),且(h(x), f (x)) =1,则h(x) g(x).(3) . g(x) f (x), h(x) f (x),且(g(x),h(x)) =1,则g(x)h(x) f (x).注意下面两个结论的不同之处:(f (x),g(x)) =d(x)= f(x)u(x) g(x)v(x)二d(x)(f(x),g(x)) =1= f (x)u(x) g(x)v(x) =1作业:P215 7 , 8, 10, 11, 12, 19.§ 4.3 多项式的分解(4学时)教学目的及要求:理解不可约多项式、k重因式的定义,掌握它们的性质及因式分解唯一性定理教学重点、难点:因式分解存在与唯一性定理本节内容分为下面三个问题讲授:一. 不可约多项式的定义及性质(P170-172)(1) .不可约多项式是针对次数大于零的多项式而谈的•换句话说,我们不讨论零多项式与零次多项式的可约性问题•(2) .不可约多项式p(x)与任意多项式f(x)的关系是:要么(p(x), f(X)) =1 ,要么p(x) | f (x),仅仅只有一个成立•二. 多项式分解成不可约多项式的乘积与数域有关若F, F都是数域,且F F, f(x)・ F[x},则f(x)在F[x]中的不可约分解与 f (x)在F[x}中的不可约分解一般不同•例若f(x) =x4 -4, Q是有理数域,R是实数域•则在Q[x]中,f (x)的不可约分解是2 2f(x)=(x -2)(x 2).而在R[x]中,f (x)的不可约分解是f(x) =(x-、2)(x 、2)(x2• 2).三. 多项式的导数(P174的定义3)设f (x)二a0 a/ a2x2亠亠a n」x n」-a n x n记f (x)的导数为f (x),则f (x) =a1 2a2x (n_ 1)a n4x n^ na n x nJ这里导数的定义是纯粹形式上的.不涉及函数、连续、极限等概念.作业:P215 13 ,14,15,16,17,18.§ 4.4最大公因式的求法(I ) (2学时)教学目的及要求:理解矩阵的准等价、准初等变换、简单矩阵的定义,掌握用准初等变换将矩阵化为简单矩阵的方法教学重点、难点:1. 用准初等变换求多项式系的最大公因式的方法2. 定理4.4.7的证明本节内容分下面三个问题讲授:多项式系矩阵A 的最大公因式(R 75定义1 ) 注:给定一个矩阵A,则A 一定能确定一个多项式系 「fjx ), f 2(x ),…,f m (x )l 而这m 个多项式的最大公因式又叫矩阵 A 的最大公因式. 二.矩阵的准等价与矩阵的准初等变换(R 76)A 三Bu A 与B 有相同的最大公因式,行数不一定等,列数也不一定相等相A 与B 准等价,A 是3行4列,B 是2行3列. 要注意到矩阵的准初等变换与矩阵的初等变换差别较大 三•准初等变换与矩阵最大公因式的关系 (R 77)定理445准初等变换不改变矩阵的最大公因式 .(证明略).该定理的证明比较长,但并不复杂•可由3个引理直接得到,这样的证明简明扼要• 有了定理445,定理446,定理447,便得到了求多个多项式最大公因式的矩阵求法例2给出了求8个多项式最大公因式的矩阵准初等变换法 •与辗转相除法比较,该方法优越的多•作业:P 215-21620.§ 4.5最大公因式的矩阵求法(II ) (4学时)教学目的及要求: 掌握用X-矩阵的行初等变换求多项式的最大公因式的方法 教学重点、难点:1. 用X-矩阵的行初等变换求多项式的最大公因式的方法2. 定理4.5.3的证明本节内容分下面四个问题讲授: 一.方法(I )与方法(I )的区别.§ 4.4的例2给出了求f,X ), f 2(X ),f 8(X )最大公因式的矩阵准初等变换法.它们的最大公0 -1 0 例如 A = 0 1 0 -10 2 -2 B 』3 0 4 <0 1 一1 丿注:两个矩阵准等价时因式是(X-1).因此一定有u1 (x), u2 (x)^ , u8(x)使f i(x)U i(x) f2(x)U2(x):”-h f8(X)U8(X)=X — 1.但方法(I)并没有告诉我们U i (x),U2(x)^ ,U8(x)如何求•本节讲的方法(n )就弥补了这一点.二.x-矩阵与初等变换(P182)⑴ 以F[x]中多项式为元素的矩阵称为F上的x-矩阵,根据这一定义,以数为元素的矩阵是x-矩阵的特殊情形•换句话说,以数域F上的数为元素的矩阵也是F上的x-矩阵•此时矩阵中的元素是零多项式或者零次多项式•⑵ 由于以F上的为元素的矩阵也是x-矩阵,因此,通常讲的矩阵的初等变换必是x-矩阵的初等变换的特殊情形•三• n个基本结论(P182」84)引理 4.5.1 ,定理 4.5.2 ,定理4.5.3.(证明略).在上述几个结论的支持下,可得到求多项式f'x), f2(x),…,f s(x)最大公因式d(x),并同时可求出相应的U i(x),U2(x),,U s(x)使得f^xlu^x) f2(x)U2(x) f s(x)U s(x) =d(x)详细讲解例1( P185).作业:P216 21 ( 1),22.§ 4.6多项式的根(4学时)教学目的及要求:理解多项式函数、k重根的定义及相关理论,理解代数学基本定理及韦达定理,掌握综合除法、有理根的筛选法教学重点、难点:1. 综合除法、多项式根的个数、有理根的筛选法2. 定理4.6.9的证明本节内容可分下面四个问题讲授:•从函数的观点看多项式(P187)前面我们总是把多项式看做形式表达式本节我们将从函数的视角考察多项式f(x)二a n X n ' a n_x n4「' a1X ' a。