高等代数北大编-第1章习题参考答案
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北大版-线性代数第一章部分课后答案详解————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:习题1.2:1 .写出四阶行列式中11121314212223243132333441424344a a a a a a a a a a a a a a a a 含有因子1123a a 的项解:由行列式的定义可知,第三行只能从32a 、34a 中选,第四行只能从42a 、44a 中选,所以所有的组合只有()()13241τ-11233244a a a a 或()()13421τ-11233442a a a a ,即含有因子1123a a 的项为11233244a a a a 和11233442a a a a2. 用行列式的定义证明11121314152122232425313241425152000000000a a a a a a a a a a a a a a a a =0 证明:第五行只有取51a 、52a 整个因式才能有可能不为0,同理,第四行取41a 、42a ,第三行取31a 、32a ,由于每一列只能取一个,则在第三第四第五行中,必有一行只能取0.以第五行为参考,含有51a 的因式必含有0,同理,含有52a 的因式也必含有0。
故所有因式都为0.原命题得证.。
3.求下列行列式的值:(1)01000020;0001000n n -L L M M M OM L L(2)00100200100000n n-L L M O M O M L L; 解:(1)010000200001000n n -LLM M M OM LL=()()23411n τ-L 123n ⨯⨯⨯⨯L =()11!n n --(2)00100200100000n n-L LM OM O M L L=()()()()12211n n n τ---L 123n ⨯⨯⨯⨯L =()()()1221!n n n --- 4.设n 阶行列式:A=1111nn nna a a a LM OM L,B=11111212212221212n n nn n n n n nna ab a b a b a a b a b a b a -----L L MMOM L,其中0b ≠,试证明:A=B 。
习题1.11. 判断以下数集是否作成数环。
1)S={}Z ∈; 2) S={}0a a Q ≠∈;3)S={},a b Z +∈;4)S={},a a b Q +∈.解: 1)错误。
不能包含除0以外的整数。
2)错误。
对差不封闭。
3)正确。
4)正确。
{}{},5,13a bi a b Q a bi a b Q Q +∈+∈2. 填空:1) 包含5i 的最小数域是或 2) 包含的最小数域是⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈Q a a 31或{}{}{}0.,0,,,,0,1,2,3,,-l S a S a S ka S a S k l a bi a b Q F c di c di ≠≠∈≠∈∈=+∈⋅∈≠≠3.证明:如果一个数环S ,那么含有无限多个数。
证明:S 0可设是数环于是 其中 故含有无限多个数。
4.证明:S=是一个数环,是不是数域?证明: S 为数环,则S 对于数的加、减、乘封闭,且1=1+0i S 设+0,那么0 222222220000,()()()()(),d c c di d c di c Q a bia bi c di ac bd bc ad i c di c di c di c d ac bdbc ad i c d c d ac bd bc ad Q c d ==+≠≠=∈++-++-==++-++-=++++-∈+否则 在的情形下,,与矛盾 在的情形下,与矛盾因此 又由于 22,Q c d a biS S c di ∈++∴∈+ 故是数域。
121212,F F F F F F 5.设均为数域,证明也是数域,一定是数域吗?举例说明。
{}121222112,,,F F F F R F a bi a b Q F F F F ==+∈⊄⊄ 112证明:是数域,不一定是数域 反例:设F 因 F F 所以 不是数域。
【最新整理,下载后即可编辑】高等代数习题解答第一章 多项式补充题1.当,,a b c取何值时,多项式()5f x x =-与2()(2)(1)g x a x b x =-++ 2(2)c x x +-+相等?提示:比较系数得6136,,555a b c =-=-=. 补充题2.设(),(),()[]f x g x h x x ∈,2232()()()f x xg x x h x =+,证明:()()()0f x g x h x ===.证明 假设()()()0f x g x h x ===不成立.若()0f x ≠,则2(())f x ∂为偶数,又22(),()g x h x 等于0或次数为偶数,由于22(),()[]g x h x x ∈,首项系数(如果有的话)为正数,从而232()()xg x x h x +等于0或次数为奇数,矛盾.若()0g x ≠或()0h x ≠则232(()())xg x x h x ∂+为奇数,而2()0f x =或2(())f x ∂为偶数,矛盾.综上所证,()()()0f x g x h x ===.1.用g (x ) 除 f (x ),求商q (x )与余式r (x ): 1)f (x ) = x 3- 3x 2 -x -1,g (x ) =3x 2 -2x +1; 2)f (x ) = x 4 -2x +5,g (x ) = x 2 -x +2. 1)解法一 待定系数法.由于f (x )是首项系数为1的3次多项式,而g (x )是首项系数为3的2次多项式,所以商q (x )必是首项系数为13的1次多项式,而余式的次数小于 2.于是可设q (x ) =13x +a , r (x ) =bx +c 根据 f (x ) = q (x ) g (x ) + r (x ),即x 3-3x 2 -x -1 = (13x +a )( 3x 2 -2x +1)+bx +c 右边展开,合并同类项,再比较两边同次幂的系数,得 2333a -=-,1123a b -=-++,1a c -=+解得79a =-,269b =-,29c =-,故得17(),39q x x =- 262().99r x x =--解法二 带余除法.3 -2 1 1 -3 -1 -1 1379-1 23- 1373-43- -173-14979- 269- 29-得17(),39q x x =- 262().99r x x =--2)2()1,()57.q x x x r x x =+-=-+ 262().99r x x =--2.,,m p q 适合什么条件时,有1)231;x mx x px q +-++ 2)2421.x mx x px q ++++ 1)解21x mx +-除3x px q++得余式为:2()(1)()r x p m x q m =+++-,令()0r x =,即210;0.p m q m ⎧++=⎨-=⎩故231x mx x px q +-++的充要条件是2;10.m q p m =⎧⎨++=⎩2)解21x mx ++除42x px q++得余式为:22()(2)(1)r x m p m x q p m =-+-+--+,令()0r x =,即22(2)0;10.m p m q p m ⎧-+-=⎪⎨--+=⎪⎩解得2421x mx x px q ++++的充要条件是0;1m p q =⎧⎨=+⎩ 或 21;2.q p m =⎧⎨=-⎩ 3.求()g x 除()f x 的商()q x 与余式()r x : 1)53()258,()3;f x x x x g x x =--=+2)32(),()12.f x x x x g x x i =--=-+1)解法一 用带余除法(略).解法二 用综合除法.写出按降幂排列的系数,缺项的系数为0: -3 2 0 -5 0 -8 0 + -6 18 -39 117 -3272 -6 13 -39 109 -327 所以432()261339109,()327.q x x x x x r x =-+-+=-2)解法一 用带余除法(略).解法二 用综合除法.写出按降幂排列的系数,缺项的系数为0:()f x1-2i 1 -1 -1 0 + 1-2i -4-2i -9+8i 1 -2i -5-2i -9+8i 所以2()2(52),()98.q x x ix i r x i =--+=-+4.把()f x 表成0x x -的方幂和,即表成 201020()()c c x x c x x +-+-+的形式:1)50(),1;f x x x == 2)420()23,2;f x x x x =-+=-3)4320()2(1)37,.f x x ix i x x i x i =--+-++=-注 设()f x 表成201020()()c c x x c x x +-+-+的形式,则0c 就是()f x 被x x -除所得的余数,1c 就是()f x 被x x -除所得的商式212030()()c c x x c x x +-+-+再被0x x -除所得的余数,逐次进行综合除法即可得到01,,,.n c c c1)解用综合除法进行计算1 1 0 0 0 0 0+ 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1+ 1 2 3 41 2 3 4 51 + 1 3 61 3 6 101 + 1 41 4 101 + 11 5所以5234515(1)10(1)10(1)5(1)(1).x x x x x x=+-+-+-+-+-2)3)略5.求()f x与()g x的最大公因式:1)43232()341,()1;f x x x x xg x x x x=+---=+--2)4332()41,()31;f x x xg x x x=-+=-+3)42432()101,()6 1.f x x xg x x x=-+=-+++1)解用辗转相除法()g x()f x2()q x12-141 1 -1 -1 1 1 -3 -4 -11 1 3212 1 1 -1 -112-32- -1 1()r x-2 -3 -13()q x834312- 34- 14- -2 -22()r x34-34--1 -1-1 -13()r x所以((),()) 1.f x g x x =+2)((),()) 1.f x g x = 3)2((),()) 1.f 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 =--++=--. 1)解 用辗转相除法()g x ()f x2()q x1 1 1 1 -1 -2 -2 1 2 -1 -4 -21 1 0 -2 0 1 1 -1 -2 -2 1 1 -2 -21()r x1 0 -2 03()q x1 01 0 -2 0 1 0 -22()r x1 0 -23()r x由以上计算得11()()()(),f x q x g x r x =+ 212()()()(),g x q x r x r x =+ 132()()(),r x q x r x =因此22((),())()2f x g x r x x ==-,且2((),())()f x g x r x =21()()()g x q x r x =-21()()[()()()]g x q x f x q x g x =-- 212()()[1()()]()q x f x q x q x g x =-++所以212()()1,()1()()2u x q x x v x q x q x x =-=--=+=+.2)((),())1f x g x x =-,21122(),()13333u x x v x x x =-+=--. 3)((),())1f x g x =,32()1,()32u x x v x x x x =--=+--.7.设323()(1)22,()f x x t x x u 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 略.8.证明:如果()(),()()d x f x d x g x 且()d x 为()f x 与()g x 的一个组合,那么()d x 是()f x 与()g x 的一个最大公因式.证明 由于()(),()()d x f x d x g x ,所以()d x 为()f x 与()g x 的一个公因式.任取()f x 与()g x 的一个公因式()h x ,由已知()d x 为()f x 与()g x 的一个组合,所以()()h x d x .因此,()d x 是()f x 与()g x 的一个最大公因式.9.证明:(()(),()())((),())()f x h x g x h x f x g x h x =,(()h x 的首项系数为 1). 证明 因为存在多项式()u x 和()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 =+,这表明((),())()f x g x h x 是()()f x h x 与()()g x h x 的一个组合,又因为 ((),())(),((),())()f x g x f x f x g x g x , 从而((),())()()(),((),())()()()f x g x h x f x h x f x g x h x g x h x ,故由第8题结论,((),())()f x g x h x 是()()f x h x 与()()g x h x 的一个最大公因式.注意到((),())()f x g x h x 的首项系数为1,于是(()(),()())((),())()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 xg x f x g x f x g x =.证明 存在多项式()u x 和()v x 使((),())()()()()f x g x u x f x v x g x =+,因为(),()f x g x 不全为零,所以((),())0f x g x ≠,故由消去律得()()1()()((),())((),())f xg x u x v x f x g x f x g x =+,所以()()(,)1((),())((),())f xg 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 =.证明 因为(),()f x g x 不全为零,故 ((),())0f x g x ≠,从而由消去律得()()1()()((),())((),())f xg x u x v x f x g x f x g x =+,所以((),())1u x v x =.12.证明:如果((),())1f x g x = ,((),())1f x h x =,那么((),()())1f x g x h x =. 证法一 用反证法.假设()((),()())1d x f x g x h x =≠,则(())0d x ∂>,从而()d x 有不可约因式()p x ,于是()(),()()()p x f x p x g x h x ,但因为((),())1f x g x =,所以()p x 不整除()g x ,所以()()p x h x ,这与((),())1f x h x =矛盾.因此((),()())1f x g x h x =.证法二 由题设知,存在多项式1122(),(),(),()u x v x u x v x ,使得11()()()()1u x f x v x g x +=,22()()()()1u x f x v x h x +=,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((),())1(1,2,,;1,2,,).i j f x g x i m j n ===求证:1212(()()(),()()()) 1.m n f x f x f x g x g x g x =证法一 反复应用第12题的结果 证法二 反证法14.证明:如果((),())1f x g x =,那么(()(),()())1f x g x f x g x +=. 证明 由于((),())1f x g x =,所以存在多项式()u x 和()v x 使 ()()()()1u x f x v x g x +=,由此可得()()()()()()()()1,u x f x v x f x v x f x v x g x -++= ()()()()()()()()1,u x f x u x g x u x g x v x g x +-+=即[][]()()()()()()1,u x v x f x v x f x g x -++=[][]()()()()()()1,v x u x g x u x f x g x -++= 于是((),()())1f x f x g x +=,((),()())1g x f x g x +=,应用第12题的结论可得(()(),()())1f x g x f x g x +=.注 也可以用反证法.15.求下列多项式的公共根:32432()221;()22 1.f x x x x g x x x x x =+++=++++提示 用辗转相除法求出2((),()) 1.f x g x x x =++于是得两多项式的公共根为1.2-± 16.判别下列多项式有无重因式: 1)5432()57248f x x x x x x =-+-+-; 2)42()443f x x x x =+--1)解 由于432'()5202144f x x x x x =-+-+,用辗转相除法可求得2((),'())(2)f x f x x =-,故()f x 有重因式,且2x -是它的一个 3 重因式.2)解 由于3'()484f x x x =+-,用辗转相除法可求得((),'())1f x f x =,故()f x 无重因式.17.求t 值使32()31f x x x tx =-+-有重根. 解2'()36f x x x t =-+.先用'()f x 除()f x 得余式 1263()33t t r x x --=+.当3t =时,1()0r x =.此时'()()f x f x ,所以21((),'())'()(1)3f x f x f x x ==-,所以1是()f x 的3重根.当3t ≠时,1()0r x ≠.再用1()r x 除'()f x 得余式215()4r x t =+.故当154t =-时,2()0r x =.此时,121((),'())()92f x f x r x x =-=+,所以12-是()f x 的2重根.当3t ≠且154t ≠-时,2()0r x ≠,则((),'())1f x f x =,此时()f x 无重根.综上,当3t =时,()f x 有3重根1;当154t =-时,()f x 有2重根12-.18.求多项式3x px q ++有重根的条件. 解 略.19.如果242(1)1x Ax Bx -++ ,求,A B .解法一 设42()1f x Ax Bx =++,则3'()42f x Ax Bx =+.因为242(1)1x Ax Bx -++,所以1是()f x 的重根,从而1也是'()f x 的根.于是(1)0f =且'(1)0f =,即10;420.A B A B ++=⎧⎨+=⎩解得1,2A B ==-.解法二 用2(1)x -除421Ax Bx ++得余式为(42)(31)A B x A B ++--+,因为242(1)1x Ax Bx -++,所以(42)(31)0A B x A B ++--+=,故420;310.A B A B +=⎧⎨--+=⎩ 解得1,2A B ==-.20.证明:212!!nx x x n ++++没有重根.证法一 设2()12!!n x x f x x n =++++ ,则21'()12!(1)!n x x f x x n -=++++-. 因为()'()!nx f x f x n -=,所以((),'())((),)1!nx f x f x f x n ==.于是212!!nx x x n ++++没有重根. 证法二 设2()12!!n x x f x x n =++++ ,则21'()12!(1)!n x x f x x n -=++++-. 假设()f x 有重根α,则()0f α=且'()0f α=,从而0!nn α=,得0α=,但0α=不是()f x 的根,矛盾.所以212!!nx x x n ++++没有重根. 21.略. 22.证明:x 是()f x 的k 重根的充分必要条件是(1)000()'()()0k f x f x f x -====,而()0()0k f x ≠.证明 (必要性)设0x 是()f x 的k 重根,从而0x 是'()f x 的1k -重根,是''()f x 的2k -重根,…,是(1)()k f x -的单根,不是()()k f x 的根,于是(1)000()'()()0k f x f x f x -====,而()0()0k f x ≠.(充分性)设(1)000()'()()0k f x f x f x -====,而()0()0k f x ≠,则0x 是(1)()k f x -的单根,是(2)()k f x -的2重根,…,是()f x 的k 重根.23.举例说明断语“如果α是'()f x 的m 重根,那么α是()f x 的m +1重根”是不对的.解 取1()()1m f x x α+=-+,则()'()1()m f x m x α=+-.α是'()f x 的m 重根,但α不是()f x 的m +1重根.注:也可以取具体的,如0,1m α==.24.证明:如果(1)()n x f x -,那么(1)()n n x f x -. 证明 略.25.证明:如果23312(1)()()x x f x xf x +++,那么12(1)(),(1)()x f x x f x --.证明2121()()x x x x ωω++=--,其中12ωω==.由于23312(1)()()x x f x xf x +++,故存在多项式()h x 使得33212()()(1)()f x xf x x x h x +=++,因此112122(1)(1)0;(1)(1)0.f f f f ωω+=⎧⎨+=⎩ 解得12(1)(1)0f f ==,从而12(1)(),(1)()x f x x f x --.26.求多项式1n x -在复数范围内和实数范围内的因式分解. 解 多项式1n x -的n 个复根为 22cossin ,0,1,2,,1kk k i k n n nππω=+=-,所以1n x -在复数范围内的分解式为1211(1)()()()n n x x x x x ωωω--=----.在实数范围内,当n 为奇数时:222112211221(1)[()1][()1][()1]n n n n n x x x x x x x x ωωωωωω---+-=--++-++-++,当n 为偶数时:222112222221(1)(1)[()1][()1][()1]n n n n n x x x x x x x x x ωωωωωω---+-=-+-++-++-++.27.求下列多项式的有理根: 1)3261514x x x -+-; 2)424751x x x ---;3)5432614113x x x x x +----.1)解 多项式可能的有理根是1,2,7,14±±±±. (1)40f =-≠,(1)360f -=-≠.由于44444,,,,1(2)171(7)1141(14)-------------都不是整数,所以多项式可能的有理根只有2.用综合除法判别:2 1 -6 15 -14 + 2 -8 14 2 1 -4 7 0 + 2 -4 1 -2 3≠0 所以2是多项式的有理根(单根).注:一般要求指出有理根的重数.计算量较小的话,也可以直接计算,如本题可直接算得(2)0f =,说明2是()f x 的有理根,再由'(2)0f ≠知.2是单根.用综合除法一般比较简单.2)答12-(2重根).3)答 1-(4重根),3(单根). 28.下列多项式在有理数域上是否可约? 1)21x -;2)4328122x x x -++; 3)631x x ++;4)1p x px ++,p 为奇素数; 5)441x kx ++,k 为整数. 1)解21x -可能的有理根是1±,直接检验知,都不是它的根,故21x -不可约.2)解 用艾森斯坦判别法,取2p =. 3)解 令1x y =+,则原多项式变为6365432(1)(1)1615211893y y y y y y y y ++++=++++++,取3p =,则由艾森斯坦判别法知多项式65432615211893y y y y y y ++++++不可约,从而多项式631x x ++也不可约.4)提示:令1x y =-,取素数p . 5)提示:令1x y =+,取2p =.。
习题1.11. 判断以下数集是否作成数环。
1)S={}Z ∈; 2) S={}0a a Q ≠∈; 3)S={},a b Z +∈;4)S={},a a b Q +∈.解: 1)错误。
不能包含除0以外的整数。
2)错误。
对差不封闭。
3)正确。
4)正确。
{}{},5,13a bi ab Q a bi a b Q Q +∈+∈2. 填空:1) 包含5i 的最小数域是或 2) 包含的最小数域是⎭⎬⎫⎩⎨⎧∈Q a a 31或{}{}{}0.,0,,,,0,1,2,3,,-l S a S a S ka S a S k l a bi a b Q F c di c di ≠≠∈≠∈∈=+∈⋅∈≠≠ 3.证明:如果一个数环S ,那么含有无限多个数。
证明:S 0可设是数环于是 其中 故含有无限多个数。
4.证明:S=是一个数环,是不是数域?证明: S 为数环,则S 对于数的加、减、乘封闭,且1=1+0i S 设+0,那么0222222220000,()()()()(),d c c di d c di c Q a bi a bi c di ac bd bc ad ic di c di c di cd ac bd bc adi c d c dac bd bc adQ c d ==+≠≠=∈++-++-==++-++-=++++-∈+否则 在的情形下,,与矛盾 在的情形下,与矛盾因此 又由于 22,Q c d a biS S c di∈++∴∈+ 故是数域。
121212,F F F F F F 5.设均为数域,证明也是数域,一定是数域吗?举例说明。
{}121222112,,,F F F F R F a bi a b Q F F F F ==+∈⊄⊄ 112证明:是数域,不一定是数域 反例:设F 因 F F 所以 不是数域()21,5(5,2)(2,3)(1)112;12(-1)(-2)12123455234125341n n k k k k +=+++++++−−−→−−−→− 习题1.21.计算下列排列的反序数: 1)75231468; 2)n(n-1)21;3)(2k)1(2k-1)2(k+1)k.解: ) ; 2) 3)2.利用对换把排列12345变成35241。
若()()()x m x l x h +=,且()()x m x p |,()()x l x p |/,则()()x h x p |/。
证法1: 由()()x m x p |/有 ()()()x p x m x m 1=。
由()()x l x p |/有()()()()()0,1≠+=x r x r x p x l x l 。
于是 ()()()()()()()()x r x p x l x m x m x l x h ++=+=11。
因()0≠x r ,故()()x h x p |/。
证明2:用反证法。
若()()x h x p |,即()()()()x m x l x p +|, 又()()x m x p |,故()()()()()x m x m x l x p -+|,即()()x l x p |,矛盾。
问:若()()()()x g x h x f x h |,|//, 则()()()()x g x f x h +|成立吗?试举例说明。
答:不一定。
例如 ()()()1,1,+=-==x x g x x f x x h ,则()()()()x g x h x f x h |,|//,但()()()()x g x f x h +|。
例如 ()()()2,1,+=-==x x g x x f x x h , 则()()()()x g x h x f x h |,|//,且()()()()x g x f x h +/|。
例 求m l ,, 使()2523+++=x lx x x f 能被()12++=mx x x g 整除。
解法1:因()()3=∂x f ,()()2=∂x g ,故商()x q 满足()()1=∂x q ,且设()p x x q +=,则由 ()()()x g x q x f =,可得()()p x pm x p m x x lx x +++++=+++1252323,l m p pm p =+=+=,51,2,从而 4,2,2===l m p 。
第一章多项式一、习题及参考解答1 .用g(x)除了(x),求商g(x)与余式r(x):1 ) f (x) = x3 - 3x2 - x -1, g(x) = 3x2 - 2x +1;2 ) f(x) = x4 -2x + 5,g(x) = x2 - x + 2。
解1)由带余除法,可得q(x) =L-Z,“x) =-竺x-2 ;2)同理可得g(x) = / +x-l,r(x) = -5x + 7。
2. 〃?,PM适合什么条件时,有1 ) X2 +/?1¥-1 I X3 + px + c/ 92) x2 + nix + 11 x4 + px2 +q。
解1 )由假设,所得余式为0,即(〃 + l + 〃?2)x + (q-〃?) = O,所以当 1 + 。
时有 /+〃a-11 X* + px +g 0q _ in = 0 .2)类似可得= 于是当〃? = 0时,代入(2)可得〃=夕+ 1;q + 1 —〃一" = 0而当2- 〃 -J = 0时,代入(2)可得4 = 1 04 = ] _, 时,皆有 / + + 1 I X,+ px2 + 9。
综上所诉,当p + nr = 23 .求g(x)除f(x)的商q(x)与余式:1 ) /(x) = 2«?-5x3-8x,g(x) = x + 3 ;2) f(x) = x3-x2 - xg(x) = x-l + 2i o解[)q(x) = 2x4 - 6x3 +13x2 - 39A+ 109 ,r(x) = -327 '2)= x2 -2LV-(5+2/)r(x) = -9 + 8/ °4 .把/1(X)表示成x-%的方幕和,即表成c()+ G(X —“0)+。
2(X — X。
)~ + …+ C n(X — X。
)” + …的形式:1)/(x) = x',x()= 1 ;2) /(X)= X4-2X2+3,X0 =-2 ;3) f (x) = x4 + 2汉3 -(1 + i)x2 -3x + 7 + i,x0 =-i o解 1 ) 由综合除法,可得f(x) = l + 5(x-l) + 10(x-l)2 + 10(x-1)3+5(X-1)4 + (x-1)5 ;2 ) 由综合除法,可得X4-2X2+3=11-24(X + 2) + 22* + 2)2 -8(.r + 2)3 + (x + 2),;3)由综合除法,可得『+2立3_(1 +82_3工+ (7 +,)= (7 + 5i)-5(x + i) + (-l-i)(x + i)2 -2i(x + i)3 + (x + i),。
第一章 多项式 一 、习题及参考解答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 f ; 2)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 q 。
2.q p m ,,适合什么条件时,有 1)q px x mx x ++-+32|1, 2)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⎩⎨⎧=-=++012m q m p 时有q px x mx x ++-+32|1。
2)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|1。
3.求()g x 除()f x 的商()q x 与余式:1)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 =+-+-++=-。
第一章 多项式一 、习题及参考解答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 f ; 2)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 q 。
2.q p m ,,适合什么条件时,有 1)q px x mx x ++-+32|1, 2)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|1。
2)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|1。
3.求()g x 除()f x 的商()q x 与余式:1)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 xg 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 xg 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,得证。
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 +=。