高等代数考研真题 第一章 多项式
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《高等代数》(上)题库第一章多项式填空题(1.7)1、设用x-1除f(x)余数为5,用x+1除f(x)余数为7,则用x2-1除f(x)余数是。
(1.5)2、当p(x)是多项式时,由p(x)| f(x)g(x)可推出p(x)|f(x)或p(x)|g(x)。
(1.4)3、当f(x)与g(x) 时,由f(x)|g(x)h(x)可推出f(x)|h(x)。
(1.5)4、设f(x)=x3+3x2+ax+b 用x+1除余数为3,用x-1除余数为5,那么a= b。
(1.7)5、设f(x)=x4+3x2-kx+2用x-1除余数为3,则k= 。
(1.7)6、如果(x2-1)2|x4-3x3+6x2+ax+b,则a= b= 。
(1.7)7、如果f(x)=x3-3x+k有重根,那么k= 。
(1.8)8、以l为二重根,2,1+i为单根的次数最低的实系数多项式为f(x)= 。
(1.8)9、已知1-i是f(x)=x4-4x3+5x2-2x-2的一个根,则f(x)的全部根是。
(1.4)10、如果(f(x),g(x))=1,(h(x),g(x))=1 则。
(1.5)11、设p(x)是不可约多项式,p(x)|f(x)g(x),则。
(1.3)12、如果f(x)|g(x),g(x)|h(x),则。
(1.5)13、设p(x)是不可约多项式,f(x)是任一多项式,则。
(1.3)14、若f(x)|g(x)+h(x),f(x)|g(x),则。
(1.3)15、若f(x)|g(x),f(x)| h(x),则。
(1.4)16、若g(x)|f(x),h(x)|f(x),且(g(x),h(x))=1,则。
(1.5)17、若p(x) |g(x)h(x),且则p(x)|g(x)或p(x)|h(x)。
(1.4)18、若f(x)|g(x)+h(x)且f(x)|g(x)-h(x),则。
(1.7)19、α是f(x)的根的充分必要条件是。
(1.7)20、f(x)没有重根的充分必要条件是。
且f(x)在有理数域上不可约。
第一章多项式1 (清华2 000— 20分)试求7次多项式f(X ),使f(M 1能被(X -1)4整除,而f(X )-1能被(X 1)4整除。
2、 (南航 2001 — 20 分)(1) 设 x —2px+2 I x +3x +px+q ,求 p,q 之值。
(2) 设f(x) , g(x), h(x) € R[x],而满足以下等式2(x +1)h(x)+(x -1) f(x)+ (x -2) g(x)=02(x +1)h(x)+(x+1) f(x)+ (x+2) g(x)=02 2证明:x +1 I f(x) , x +1 I g(x)3、 (北邮2002 —12分)证明:x d - 1 I x "- 1的充分必要条件是d I n (这里里记号 d I n 表示正整数d 整除正整数n )。
4、 、(北邮 2003 —15分)设在数域 P 上的多项式 g 1(x), g 2(x) , g 3(x) , f(x),已知 g 1(x) I f(x),g 2(x) I f(x) , g 3(x) I f(x),试问下列命题是否成立,并说明理由:(〔)如果 g 1(x) ,g 2(x) , g 3(x)两两互素,则一定有 g 1(x) , g 2(x) , g 3(x) I f(X )(2)如果g1(x) , g 2(x) , g 3(x)互素,则一定有 g 1(x)g 2(x)g 3(x)I f(X )5、 (北师大2003—25分)一个大于1的整数若和其因子只有1和本身,则称之为素数。
证明P 是素数当且仅当任取正整数a ,b 若p I ab 则p I a 或p I b 。
6、 (大连理工2003 —12分)证明:次数>0且首项系数为1的多项式f(x)是某一不可约多项式的方幕主充分必要条件是,对任意的多项式g(x) , h(x),由f(x) I g(x) h(x)可以推出f(x) I g(x),或者对某一正整数 m , f(x) I h m(x)。
第一章 多项式习题解答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 f9731929269791437134373132131232223232----+----+----+-x x x x x x x x x x x x x x 92926)(,9731)(--=-=x x r x x q . 2)2)(,52)(24+-=+-=x x x g x x x f17525422225200222223232342342-++--+-+--+---+-+-+++-x x x x x x x xx x x x x x x x x x x x x x75)(,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|1m x m q x p m mx m x m qx p mx x mx x q px x x mx x --++++--+++--++++-+)()1()1(01222223232 当且仅当m q p m ==++,012时q px x mx x ++-+32|1.本题也可用待定系数法求解.当q px x mx x ++-+32|1时,用12-+mx x 去除q px x ++3,余式为零,比较首项系数及常数项可得其商为q x -.于是有q x mq x q m x mx x q x q px x ++--+=-+-=++)1()()1)((2323.因此有m q p m ==++,012.2)q px x mx x ++++242|1由带余除法可得)1()2()1)(1(2222224m p q x m p m m p mx x mx x q px x --++--++-+-++=++ 当且仅当0)1()2()(22=--++--=m p q x m p m x r 时q px x mx x ++++242|1.即⎩⎨⎧=--+=--010)2(22m p q m p m ,即⎩⎨⎧=+=,1,0p q m 或⎩⎨⎧==+.1,22q m p 本题也可用待定系数法求解.当q px x mx x ++++242|1时,用12++mx x 去除q px x ++24,余式为零,比较首项系数及常数项可得其商可设为q ax x ++2.于是有)1)((2224++++=++mx x q ax x q px x.)()1()(234q x mq a x q ma x a m x ++++++++=比较系数可得.0,1,0=+=++=+mq a p q ma a m 消去a 可得⎩⎨⎧=+=,1,0p q m 或⎩⎨⎧==+.1,22q m p 3.求)(x g 除)(x f 的商)(x q 与余式)(x r .1);3)(,852)(35+=--=x x g x x x x f解:运用综合除法可得327109391362327117083918605023---------商为109391362)(234+-+-=x x x x x q ,余式为.327)(-=x r2)i x x g x x x x f 21)(,)(23+-=--=.解:运用综合除法得:ii ii i i i 892521892421011121+----+-------商为)25(22i ix x +--,余式为i 89+-. 4.把)(x f 表成0x x -的方幂和,即表示成 +-+-+202010)()(x x c x x c c 的形式.1)1,)(05==x x x f ;2);2,32)(024-=+-=x x x x f3).1,73)1(2)(0234-=++-+-+=x i x x i ix x x f分析:假设)(x f 为n 次多项式,令])()()[()()()()(10021000202010--++-+-+=-++-+-+=n n nn x x c x x c c x x c x x c x x c x x c c x f0c 即为0x x -除)(x f 所得的余式,商为10021)()()(--++-+=n n x x c x x c c x q .类似可得1c 为0x x -除商)(x q 所得的余式,依次继续即可求得展开式的各项系数.解:1)解法一:应用综合除法得.5110141110416311563143211143211111111111100000115)(x x f =1)1(5)1(10)1(10)1(5)1(2345+-+-+-+-+-=x x x x x .解法二:把x 表示成1)1(+-x ,然后用二项式展开1)1(5)1(10)1(10)1(5)1(]1)1[(234555+-+-+-+-+-=+-=x x x x x x x2)仿上可得812226122412210412112082422128442302012-----------------432)2()2(8)2(22)2(2411)(+++-+++-=x x x x x f . 3)因为i iii i i i i i i i i i ii ii i i 2111510157104141173121-----------+-------+---- .)()(2))(1()(5)57(73)1(2)(432234i x i x i i x i i x i ix x i ix x x f +++-++-+-+=++-+-+=5.求)(x f 与)(x g 的最大公因式1)1)(,143)(23234--+=---+=x x x x g x x x x x f解法一:利用因式分解),13)(1(143)(3234--+=---+=x x x x x x x x f).1()1(1)(223-+=--+=x x x x x x g因此最大公因式为1+x .解法二:运用辗转相除法得)(3438)(01122132)(1434343)(41432112321212314121)(3122123423422223232x q x x q x x x x x x x x r x x x x x x x x x x r x x x x x x x x x x x x q =+=---------=--+---+--=------++--++-= 因此最大公因式为1+x .2)13)(,14)(2334+-=+-=x x x g x x x f .解:运用辗转相除法得(注意缺项系数补零)2564411627)(125627)(2565391649216491633323)(10310031004911916)(920910310132310323110391031)(13221232323423422223232--=--=+-+-+-+--=-++-+-+-++-+++--=+--++--+++-+-=x x q x x r x x x x x x x r x x x x x x x x x x x x x x x x r x x x x x x x x x x x x q .1))(),((=x g x f3).124624)(,110)(23424+++-=+-=x x x x x g x x x f)()()22(24)()(123x r x f x x x x f x g +=---=,),()22)((241)122()22)(22()(21223x r x x r x x x x x x x f ++-=---+--= ,)()122(22)(24122231x x r x x x x x x x r -=--=--=- 因此.122))(),((2--=x x x g x f6.求)(),(x v x u 使:))(),(()()()()(x g x f x g x v x f x u =+1);22)(,242)(234234---+=---+=x x x x x g x x x x x f解:运用辗转相除法得:)()(1022)(222422)(222221)(3133123423422323242342x q x x q x x xx x r x x x x x x x x x x r xx x x x x x x x x x x x q ==--=---+---+-=--+----++= 因此2)())(),((22-==x x r x g x f .且有 )()()()(11x r x q x g x f +=,),()()()(221x r x q x r x g +=).()()(321x q x r x r =于是)()]()()([)()()()()(21212x q x q x g x f x g x q x r x g x r --=-=)()]()(1[)()(212x g x q x q x f x q ++-=..2)()(1)(,1)()(212+=+=--=-=x x q x q x v x x q x u2);452)(,951624)(23234+--=++--=x x x x g x x x x x f解:运用辗转相除法得:)(96)(20999966936)(810249516241)(32422324523131)(3122123423422223232x q x x q x x x xx x x x r xx x x x x x x x x r x x x x x x x x x x x x q =+=+-+-+-+--=+--++--+-=+--+---++--+-= 因此1)())(),((2-=-=x x r x g x f .且有)()()()(11x r x q x g x f +=,),()()()(221x r x q x r x g +=).()()(321x q x r x r =于是)()]()()([)()()()()(21212x q x q x g x f x g x q x r x g x r --=-=)()]()(1[)()(212x g x q x q x f x q ++-=..13232)3131(21)()(1)(,3131)()(2212--=+---=--=+-==x x x x x q x q x v x x q x u 3).1)(,144)(2234--=++--=x x x g x x x x x f解:运用辗转相除法得:)(32)(3331431441)(21211)(121222342342222x q x x x r x x x x x x x x x x x x r x x xx x x x x q =--=++-++---++--=-----+= 因此.1)())(),((2==x r x g x f 且有)()()()(11x r x q x g x f +=,),()()()(221x r x q x r x g +=).()()(321x q x r x r =于是)()]()()([)()()()()(21212x q x q x g x f x g x q x r x g x r --=-=)()]()(1[)()(212x g x q x q x f x q ++-=..23)1)(3(1)()(1)(,1)()(232212--+=+-+=+=--=-=x x x x x x q x q x v x x q x u7.设u tx x x g u x x t x x f ++=++++=323)(,22)1()(的最大公因式是一个二次多项式,求u t ,的值.解:运用带余除法有),()()2()1(1)(22)1()(12323x r x g u x t x t u tx x u x x t x x f +=+--++⋅++=++++= 由题意可得,)(1x r 即为)(),(x g x f 的最大公因式.因此有01≠+t .进一步),(])1(211)[()(221x r t t x t x r x g ++-++= ])1(21[)1()2()1()1()(22222t t u x t t t u t t x r +--++-++-+=. 要使)(1x r 为)(),(x g x f 的最大公因式的充要条件是.0)(2=x r 即⎩⎨⎧=--+=-++-+,0)]2()1[(,0)2()1()1(222t t u t t u t t 解得⎪⎩⎪⎨⎧--=+-=⎪⎩⎪⎨⎧+-=--=⎪⎩⎪⎨⎧±==⎩⎨⎧-==.2111,117;2111,117;231,0;4,0i t i u i t i u i t u t u 8.证明:如果),(|)(),(|)(x g x d x f x d 且)(x d 为)(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.证明:由)(|)(),(|)(x g x d x f x d 可知)(x d 是)(x f 与)(x g 的一个公因式.下证)(x f 与)(x g 的任意一个公因式是)(x d 的因式.由)(x d 为)(x f 与)(x g 的一个组合可知,存在多项式)(),(x v x u ,使得)()()()()(x g x v x f x u x d +=.设)(x ϕ是)(x f 与)(x g 的任意一个公因式,则)(|)(),(|)(x g x x f x ϕϕ.故)()()()(|)(x g x v x f x u x +ϕ即).(|)(x d x ϕ因此)(x d 是)(x f 与)(x g 的一个最大公因式.9.证明:)()(())(),(())()(),()((x h x h x g x f x h x g x h x f =的首项系数为1). 证明:存在多项式)(),(x v x u ,使得)()()()())(),((x g x v x f x u x g x f +=.所以有)()()()()()()())(),((x h x g x v x h x f x u x h x g x f +=.即)())(),((x h x g x f 是 )()(x h x f 与)()(x h x g 的一个组合.显然有)(|))(),((),(|))(),((x g x g x f x f x g x f .从而)()(|)())(),((),()(|)())(),((x h x g x h x g x f x h x f x h x g x f .由第8题结果)())(),((x h x g x f 是)()(x h x f 与)()(x h x g 的一个最大公因式.又)(x h 是首项系数为1的,因此).())(),(())()(),()((x h x g x f x h x g x h x f =10.如果)(x f ,)(x g 不全为零,证明1))(),(()(,)(),(()((=x g x f x g x g x f x f . 证明:由)(x f ,)(x g 不全为零可得其最大公因式不为零多项式,即.0))(),((≠x g x f 又存在多项式)(),(x v x u ,使得)()()()())(),((x g x v x f x u x g x f +=.于是))(),(()()())(),(()()(1x g x f x g x v x g x f x f x u +=. 因此1))(),(()(,)(),(()((=x g x f x g x g x f x f . 11.如果)(x f ,)(x g 不全为零,且))(),(()()()()(x g x f x g x v x f x u =+,那么1))(),((=x v x u .证明:由)(x f ,)(x g 不全为零可得.0))(),((≠x g x f 由))(),(()()()()(x g x f x g x v x f x u =+有.1))(),(()()())(),(()()(=+x g x f x g x v x g x f x f x u 于是1))(),((=x v x u .12.证明:如果,1))(),((,1))(),((==x h x f x g x f 那么.1))()(),((=x h x g x f 证法一、由条件1))(),((,1))(),((==x h x f x g x f 可得存在多项式)(),(11x v x u ; )(),(22x v x u 使得1)()()()(11=+x g x v x f x u ,1)()()()(22=+x h x v x f x u .两式相乘得1)()()()()()]()()()()()()()()([21211221=+++x h x g x v x v x f x h x v x u x g x v x u x f x u x u . 因此有.1))()(),((=x h x g x f证法二、反证法证明.显然.0))()(),((≠x h x g x f 若,1))()(),((≠x h x g x f 则存在不可约多项式)(x p ,使得)(x p 为)(x f 与)()(x h x g 的公因式.因此有)(|)(x f x p 且)()(|)(x h x g x p .由)(x p 的不可约性有)(|)(x g x p 或)(|)(x h x p .若)(|)(x g x p ,则)(x p 为)(x f 与)(x g 的一个公因式,与1))(),((=x g x f 相矛盾.若)(|)(x h x p ,则)(x p 为)(x f 与)(x h 的一个公因式,与1))(),((=x h x f 相矛盾.因此1))()(),((≠x h x g x f 不成立,即有.1))()(),((=x h x g x f13.设)(),(),(),(,),(),(2121x g x g x g x f x f x f n m 都是多项式,而且).,,2,1;,,2,1(,1))(),((n j m i x g x f j i ===求证:1))()()(),()()((2121=x g x g x g x f x f x f n m .证明:由),,2,1(1))(),((1n j x g x f j ==,反复利用第12题结果可得1))()()(),((211=x g x g x g x f n .类似可得.,,2,1))()()(),((21m i x g x g x g x f n i ==再反复利用12题结果可得1))()()(),()()((2121=x g x g x g x f x f x f n m .14.证明:如果,1))(),((=x g x f 那么.1))()(),()((=+x g x f x g x f 证明:方法一.由,1))(),((=x g x f 存在多项式)(),(x v x u 使得1)()()()(=+x g x v x f x u .从而有,1)())()(())()()((,1))()()(()())()((111111=+-++=++-x g x v x u x g x f x u x g x f x v x f x v x u 因此有.1))()(),((,1))()(),((=+=+x g x f x g x g x f x f 由12题结果结论成立.方法二:用反证法.若.1))()(),()((≠+x g x f x g x f 则存在不可约多项式)(x p ,使得)(x p 为)()(x g x f 与)()(x g x f +的公因式.即)()(|)(x g x f x p 且)()(|)(x g x f x p +.由)(x p 的不可约性及)()(|)(x g x f x p ,有)(|)(x f x p 或)(|)(x g x p .若)(|)(x f x p ,又)()(|)(x g x f x p +,因此有)]())()([(|)(x f x g x f x p -+,即)(|)(x g x p ,也即)(x p 为)(x f 与)(x g 的一个公因式,与1))(),((=x g x f 相矛盾.类似可得当)(|)(x g x p 时也与已知1))(),((=x g x f 矛盾.所以.1))()(),()((=+x g x f x g x f15.求下列多项式的公共根:.12)(;122)(23423++++=+++=x x x x x g x x x x f解法一:利用因式分解可得);1)(1(122)(223+++=+++=x x x x x x x f ).1)(1(12)(22234+++=++++=x x x x x x x x g因此1))(),((2++=x x x g x f .)(x f 与)(x g 的公共根为.2321i ±- 解法二:运用辗转相除法求出)(x f 与)(x g 的最大公因式,最大公因式的根即为所求的公共根.),1(2)1)(()(2++--=x x x x f x g ).1)(1()(2+++=x x x x f因此1))(),((2++=x x x g x f .)(x f 与)(x g 的公共根为.2321i ±- 16.判别下列多项式有无重因式: 1);84275)(2345-+-+-=x x x x x x f 解:,4421205)('234+-+-=x x x x x f运用辗转相除法可得.)2(44))('),((22-=+-=x x x x f x f 因此2-x 为)(x f 的三重因式.解法二:试根可得2为)(x f 的根)1()2()2()2()43)(2()(23232234++-=----=++--=x x x x x x x x x x x x f .因此2-x 为)(x f 的三重因式. 2).344)(24--+=x x x x f解:).12(4484)('33-+=-+=x x x x x f 1))('),((=x f x f .故)(x f 无重因式. 17.求t 值使13)(23-+-=tx x x x f 有重根.解法一:要使)(x f 有重根,则1))('),((≠x f x f ..63)('2t x x x f +-=),12(33)(')3131(13)(23+-+-=-+-=x t x f x tx x x x f .415)41523)(12(63)('2++-+=+-=t x x t x x x f当,033=-t 即3=t 时),(|)(',)1(3363)('22x f x f x x x x f -=+-=2)1())('),((-=x x f x f ,因此1为)(x f 的三重根. 当0415=+t ,即415-=t 时,21))('),((+=x x f x f ,21-为)(x f 的二重根.解法二:设b a x ab a x b a x b x a x x f 22232)2()2()()()(-+++-=--=. 因此有⎪⎩⎪⎨⎧==+=+.1,2,3222b a t ab a b a 由第一个方程有a b 26-=,代人第三个方程有,0132,1)23(232=+-=-a a a a 即0)12()1(2=+-a a .因此有⎪⎩⎪⎨⎧===,3,1,1t b a 或⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-==-=.415,4,21t b a即当3=t 时1为)(x f 的三重根;当415-=t 时,21-为)(x f 的二重根.18.求多项式q px x ++3有重根的条件.解:令q px x x f ++=3)(.显然当0==q p 时,0为)(x f 的三重根.当0≠p 时, p x x f +=23)(',q x px xf q px x x f ++=++=32)('31)(3,)427()42729)(32()('222p q p p q x p q x p x f ++-+=. 要使)(x f 有重根,则1))('),((≠x f x f .即,042722=+pq p 即.027423=+q p 显然 0==q p 也满足.027423=+q p 因此)(x f 有重根的条件是.027423=+q p19.如果,1|)1(242++-Bx Ax x 求.,B A解法一:利用整除判定方法,1|)1(242++-Bx Ax x 的充要条件是用2)1(-x 除124++Bx Ax ,余式为零.)31()42()32()1(12224B A x A B A B Ax Ax x Bx Ax --++++++-=++.因此有0)31()42(=--++B A x A B ,即⎩⎨⎧-==⎩⎨⎧=--=+.2,1.031,042B A B A A B 解法二:要使1|)1(242++-Bx Ax x 成立,则1至少是124++Bx Ax 的二重根.因此1既是124++Bx Ax 的根,也是其导数的根.而Bx Ax Bx Ax 24)'1(324+=++.故有⎩⎨⎧-==⎩⎨⎧=+=++.2,1.024,01B A B A B A 解法三:利用待定系数法.令Dx D C x D C A x A C Ax D Cx Ax x Bx Ax +-++-+-+=++-=++)2()2()2()()1(12342224因此有⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==-=+-=-.1,02,2,02D D C B D C A A C 解得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==-==.1,2,2,1D C B A 20.证明:!!212n x x x n++++ 不能有重根.证明:令,!!21)(2n x x x x f n++++= 则,)!1(!21)('12-++++=-n x x x x f n因此有,!)(')(n x x f x f n +=从而有)!),('())('),((n x x f x f x f n =.!n x n因式只有)0(≠c c 及)1,0(n k c cx k ≤≤≠.而)1,0(n k c cx k ≤≤≠显然不是)('x f 的因式.因此有1)!),('())('),((==n x x f x f x f n.所以)(x f 没有重根.21.如果a 是)('''x f 的一个k 重根,证明a 是)()()](')('[2)(a f x f a f x f ax x g +-+-=的一个3+k 重根. 证明:)],(')('[21)(''2)(')(''2)](')('[21)('a f x f x f a x x f x f a x a f x f x g ---=--++=).('''2)(''21)('''2)(''21)(''x f ax x f x f a x x f x g -=--+=显然有0)(")(')(===a g a g a g .由a 是)('''x f 的一个k 重根可得a 是)(''x g 的一个1+k 重根,设a 是)(x g 的s 重根,则3,12+=+=-k s k s .本题常见错误证法.错误证法一:由a 是)('''x f 的一个k 重根就得出a 是)(''x f 的一个1+k 重根,a 是)('x f 的一个2+k 重根,a 是)(x f 的一个3+k 重根,于是)(2)()()()](')('[2)(3x h a x a f x f a f x f a x x g k +-=+-+-=从而a 是)(x g 的3+k 重根.事实上,由a 是)('''x f 的一个k 重根推不出a 是)(''x f 的一个1+k 重根,a 是)('x f 的一个2+k 重根,a 是)(x f 的一个3+k 重根. 如3)()()()(23+-+-+-=+a x a x a x x f k ,则1)(2))(3()('2+-+-+=+a x a x k x f k ,2))(2)(3()(''1+-++=+k a x k k x f .a 既不是)(x f 的根,也不是)('x f 与)(''x f 的根.错误证法二:由)],(')('[21)(''2)(')(''2)](')('[21)('a f x f x f a x x f x f a x a f x f x g ---=--++=)('''2)(''21)('''2)(''21)(''x f ax x f x f a x x f x g -=--+=得出a 是)(''x g 的1+k 重根,直接得出a 是)(x g 的3+k 重根,缺了a 是)(x g 与)('x g 的根验证.22.证明:0x 是)(x f 的k 重根的充分必要条件是,0)()(')(0)1(00====-x f x f x f k 而.0)(0)(≠x f k证明:必要性.设0x 是)(x f 的k 重根,从而0x x -是)(x f 的k 重因式,从而是)('x f 的1-k 重因式,是)(''x f 的2-k 重因式,...,是)()1(x f k -的单因式,而不是)()(x f k 的因式.因此0x 是)(x f ,)('x f ,)(''x f ,...,)()1(x f k -的根,而不是)()(x f k 的根.故有,0)()(')(0)1(00====-x f x f x f k 而.0)(0)(≠x f k充分性.由,0)()(')(0)1(00====-x f x f x f k 而0)(0)(≠x f k 可知0x 是)(x f ,)('x f ,)(''x f ,...,)()1(x f k -的根,而不是)()(x f k 的根.因此0x 是)()1(x f k -的单根,是)()2(x f k -二重根,依此类推,是)(x f 的k 重根.23.举例说明断语“如果α是)('x f 的m 重根,那么α是)(x f 的1+m 重根”是不对的.解:例如2)()(1+-=+m x x f α,m x m x f ))(1()('α-+=.α是)('x f 的m 重根,但α不是)(x f 的根.24.证明:如果),(|)1(n x f x -那么)(|)1(n n x f x -.证明:由)(|)1(n x f x -可得)()1()(x g x x f n -=.从而.0)1(=f 因此有),()1()(x h x x f -=从而有).()1()(n n n x h x x f -=即)(|)1(n n x f x -.证法二:要证)(|)1(n n x f x -,只要证1-n x 在复数域上的各个根都是)(n x f 的根.1-n x 的根为.1,,2,1,0,2sin 2cos-=+=n k nk i n k x k ππ由)(|)1(n x f x -可得)()1()(x g x x f n -=.从而.0)1(=f 从而0)1()(==f x f nk .即,2sin 2cos nk i n k x k ππ+=1,,2,1,0-=n k 都是)(n x f 的根.因此有)(|)1(n n x f x -.25.证明:如果)()(|)1(32312x xf x f x x +++,那么).(|)1(),(|)1(21x f x x f x --证明:要证)(|)1(),(|)1(21x f x x f x --成立,只要证1是)(1x f 和)(2x f 的根.12++x x 的两个根为231,23121ii --=+-=εε.由)()(|)1(32312x xf x f x x +++可得)()1()()(23231x g x x x xf x f ++=+.于是,0)()1()()(,0)()1()()(2223222321112312131121=++=+=++=+εεεεεεεεεεεεg f f g f f即0)1(231)1(,0)1(231)1(2121=+-=--f if f i f .故有.0)1()1(21==f f 所以 )(|)1(),(|)1(21x f x x f x --.26.求多项式1-n x 在复数范围内和在实数范围内的因式分解. 解:1-n x 的根为.1,,2,1,0,2sin 2cos -=+=n k nk i n k k ππε故在复数范围内的分解式为)())()(1(112-----=-n n x x x x x εεε .在实数范围内,因k n k -=εε,)0(n k <<.当n 为奇数时,1-n x 的根中一个为实根,其余为虚根,其分解式为]1)([]1)(][1)()[1(12121222212++-++-++--=-+---x x x x x x x x n n n n nεεεεεε .当n 为偶数时,1-n x 的根中二个为实根,即,1±其余为虚根,其分解式为].1)([]1)(][1)()[1)(1(11212222212++-++-++-+-=-+---x x x x x x x x x n n n n nεεεεεε27.求下列多项式的有理根. 1);1415623-+-x x x解:多项式可能的有理根为.14,7,2,1±±±±由系数取值可知,x 取负数时,多项式的值均为负的,故该多项式没有负根.检验得2为其根,进一步运用综合除法可得074114821415612-----即)74)(2(14156223+--=-+-x x x x x x ,显然742+-x x 没有有理根.因此1415623-+-x x x 仅有一个有理根2,且为单根.2);157424---x x x解:多项式可能的有理根为.41,21,1±±±444222026242113121570421------------因此有)1()12()444()21(1574222224--+=--+=---x x x x x x x x x ,显然12--x x 没有有理根.因此21-为157424---x x x 的二重根.3).3111462345----+x x x x x解:多项式可能的有理根为.3,1±±检验得1-为其根,进一步运用综合除法可得1213630351133511038601138601311146111--------------故)3()1()12)(3()1(3111464222345-+=++-+=----+x x x x x x x x x x x .即1-为其四重跟,3为单根.28.下列多项式在有理数域上是否可约? 1);12+x解:显然12+x 无有理根,又为二次的,故在有理数域上不可约. 2);2128234++-x x x解:取素数2=p ,满足艾森斯坦判别法的条件,因此在有理数域上不可约. 3);136++x x 解:令,1+=y x).(3918211561)1()1(1)(234563636y g y y y y y y y y x x x f =++++++=++++=++=取素数,3=p )(y g 满足艾森斯坦判别法条件,因此在有理数域上不可约,从而)(x f 在有理数域上不可约.4)p px x p ,1++为奇素数;解:令1-=y x ,由p 为奇数可得1)1()1(1)(+-+-=++=y p y px x x f p p).()(1222211y g p y p C y C y C yC y p p p p p p p p p =-++--+-=---- 由组合数定义)11(-≤≤p k C kp 均为整数,且12)1()1()1(⋅-+--= k k k p p p C k p,分子中有因子p ,分母个各数均小于p ,又p 为素数,因此约分时p 不会被约去,因此有kpC p |,取素数为p ,)(y g 满足艾森斯坦判别式条件,因此)(y g 在有理数域上不可约,从而)(x f 在有理数域上不可约. 5)k kx x ,144++为整数. 解:令,1+=y x 则有).(2)1(4641)1(4)1(1423444y g y k y y y y k y kx x =+++++=++++=++取素数,2=p )(y g 满足艾森斯坦判别法条件,因此在有理数域上不可约,从而)(x f 在有理数域上不可约.。
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1、(清华2000—20分)试求7次多项式()f x ,使()1f x +能被4(1)X −整除,而()1f x −能被4(1)X +整除。
2、(南航2001—20分)(1)设x 2−2px+2∣x 4+3x 2+px+q ,求p,q 之值。
(2)设f(x),g(x),h(x)∈R[x],而满足以下等式(x 2+1)h(x)+(x −1)f(x)+(x −2)g(x)=0(x 2+1)h(x)+(x+1)f(x)+(x+2)g(x)=0证明:x 2+1∣f(x),x 2+1∣g(x)3、(北邮2002—12分)证明:x d −1∣x n −1的充分必要条件是d ∣n (这里里记号d ∣n 表示正整数d 整除正整数n )。
4、、(北邮2003—15分)设在数域P 上的多项式g 1(x),g 2(x ),g 3(x ),f(x),已知g 1(x)∣f(x),g 2(x)∣f(x),g 3(x)∣f(x),试问下列命题是否成立,并说明理由:(1)如果g 1(x),g 2(x),g 3(x)两两互素,则一定有g 1(x),g 2(x),g 3(x)∣f(x)(2)如果g 1(x),g 2(x),g 3(x)互素,则一定有g 1(x)g 2(x)g 3(x)∣f(x)5、(北师大2003—25分)一个大于1的整数若和其因子只有1和本身,则称之为素数。
证明P 是素数当且仅当任取正整数a,b 若p∣ab 则p∣a 或p∣b。
6、(大连理工2003—12分)证明:次数>0且首项系数为1的多项式f(x)是某一不可约多项式的方幂主充分必要条件是,对任意的多项式g(x),h(x),由f(x)∣g(x)h(x)可以推出f(x)∣g(x),或者对某一正整数m ,f(x)∣h m (x)。
7、(厦门2004—16分)设f(x),g(x)是有理数域上的多项式,且f(x)在有理数域上不可约。
若存在数α使得f(α)=g(α)=0,则f(x)∣g(x)。
高等代数例题第一章 多项式1.44P 2 (1)m 、p 、q 适合什么条件时,有231x mx x px q +-++2.45P 7 设32()(1)22f x x t x x u =++++,3()g x x tx u =++的最大公因式是一个二次多项式,求t 、u 的值。
3.45P 14 证明:如果((),())1f x g x =,那么(()(),()())1f x g x f x g x += 4.45P 18 求多项式3x px q ++有重根的条件。
5.46P 24 证明:如果(1)()n x f x -,那么(1)()n n x f x -6.46P 25 证明:如果23312(1)()()x x f x xf x +++,那么1(1)()x f x -,2(1)()x f x - 7.46P 26 求多项式1nx -在复数域内和实数域内的因式分解。
8.46P 28 (4)多项式1p x px ++ (p 为奇素数)在有理数域上是否可约?9.47P 1 设1()()()f x af x bg x =+,1()()()g x cf x dg x =+,且0ad bc -≠。
求证:11((),())((),())f x g x f x g x =。
10.48P 5 多项式()m x 称为多项式()f x ,()g x 的一个最小公倍式,如果(1)()()f x m x ,()()g x m x ; (2)()f x ,()g x 的任意一个公倍式都是()m x 的倍式。
我们以[(),()]f x g x 表示首项系数为1的那个最小公倍式。
证明:如果()f x ,()g x 的首项系数都为1,那么()()[(),()]((),())f xg x f x g x f x g x =。
11.设 m 、n 为整数,2()1g x x x =++除33()2mn f x xx =+-所得余式为 。
第一章 多项式1、(清华2000—20分)试求7次多项式()f x ,使()1f x +能被4(1)X -整除,而()1f x -能被4(1)X +整除。
2、(南航2001—20分)(1)设x 2-2px+2∣x 4+3x 2+px+q ,求p,q 之值。
(2)设f(x),g(x),h(x)∈R[x],而满足以下等式 (x 2+1)h(x)+(x -1) f(x)+ (x -2) g(x)=0 (x 2+1)h(x)+(x+1) f(x)+ (x+2) g(x)=0 证明:x 2+1∣f(x),x 2+1∣g(x) 3、(北邮2002—12分)证明:x d -1∣x n -1的充分必要条件是d ∣n (这里里记号d ∣n 表示正整数d 整除正整数n )。
4、、(北邮2003—15分)设在数域P 上的多项式g 1(x),g 2(x ),g 3(x ),f(x),已知g 1(x)∣f(x),g 2(x)∣f(x), g 3(x)∣f(x),试问下列命题是否成立,并说明理由:(1)如果g 1(x),g 2(x), g 3(x)两两互素,则一定有g 1(x),g 2(x),g 3(x)∣f(x) (2)如果g 1(x),g 2(x), g 3(x)互素,则一定有g 1(x)g 2(x)g 3(x)∣f(x) 5、(北师大2003—25分)一个大于1的整数若和其因子只有1和本身,则称之为素数。
证明P 是素数当且仅当任取正整数a ,b 若p ∣ab 则p ∣a 或p ∣b 。
6、(大连理工2003—12分)证明:次数>0且首项系数为1的多项式f(x)是某一不可约多项式的方幂主充分必要条件是,对任意的多项式g(x),h(x) ,由f(x)∣g(x) h(x)可以推出f(x)∣g(x),或者对某一正整数m ,f(x)∣h m (x)。
7、(厦门2004—16分)设f(x),g(x)是有理数域上的多项式,且f(x)在有理数域上不可约。
若存在数α使得f(α)=g(α)=0,则f(x)∣g(x)。
8、(南航2004—30分)(1)设f(x)=x 7+2x 6 -6x 5-8 x 4 +19x 3+9x 2-22x+8,g(x)=x 2+x -2,将f(x)表示成g(x)的方幂和,即将f(x)表示成f(x)=C k (x)g(x)k + C k-1(x)g(x)k-1+ … + C 1(x)g(x)+C 0(x)其中次(C i (x))<次(g(x))或C i (x)=0,i=0,1, …,k。
(15分 )(2)设d(x)=( f(x),g(x)),f(x)∣g(x)和g(x)∣h(x)。
证明:f(x)g(x)∣d(x)h(x)。
(15分) 9、(北京化工大2005—20分)设f 1(x)≠0,f 2(x),g 1(x),g 2(x)是多项式,且g 1(x)g 2(x)∣f 1(x) f 2(x),证明:若f 1(x)∣g 1(x), 则g 2(x)∣f 2(x)。
10、(上海交大2005—15分)假设()f x =232331112221213141xx x x x x ------(1)证明:存在实数c(0<c<1),使得()f c '=0这里()f x '为()f x 的导函数; (2)在()Q x 中将()f x 分解为不可约因式之积。
11、(大连理工2005—10分)设f(x) ,g(x)是数域P 上的多项式,证明:在数域P 中,若f 3(x)∣g 3(x),则f(x)∣g(x)。
12、(北航2001—10分)求一个次数最低的多项式,使其被x 2+1除余x+1,被x 3+x 2+1除余x 2-1。
13、(北航2003—10分)设h(x) ,f(x) ,g(x)均为域F 上的一元多项式,若h(x)∣f(x),而h(x)不整除g(x),证明h(x)不整除f(x) +g(x)。
14、(南航2003—20分)求满足以下条件的三次多项式f(x):(1)x -3整除f(x);(2)x+3除f(x)的余数是4;(3)x+2除f(x)的余数等于x -2除f(x)的余数。
15、(北京科大2004—15分)求一个三次多项式f(x),使得f(x)+1能被(x -1)2整除,而f(x)-1能被(x +1)2整除.16、(南航2003—20分)设A ∈C n×n, f(x),g(x)∈C[x],f(x)的次数大于0,g(x)是A 的最小多项式。
证明:(1)若d(x)是f(x),g(x)的最大公因式,则rank(d(A))=rank(A); (2) f(A)可逆的充分必要条件是f(x),g(x)互质(或互素)。
17、(南航2005—35分)本题中等都是多项式。
(1)设a≠b,用(x -a ),(x -b )除f(x)的余数分别为r 1和r 2 ,求用(x -a )(x -b )除f(x)的余式。
(10分)(2)证明:若(f(x),g(x))=d(x),f(x)∣h(x),g(x)∣h(x)则f(x)g(x)∣d(x)h(x)。
(10分)) (3)设f(x)= f 1(x) f 2(x),次(f 1(x))>0,次(f 2(x))>0,且(f 1(x) f 2(x))=1。
证明:若次(g(x))<次(f(x)),且f 2(x)不整除g(x),则存在u(x)和v(x),使得u(x) f 1(x)+v(x) f 2(x)= g(x)成立,且满足次(u(x))<次(f 2(x)),次(v(x))<次(f 1(x))。
(15分) 18、(北京科大2005—10分)求出所有的多项式f(x),使得(x -1)f(x +1) -(x +2)f(x)≡0。
19、(北交大2002—12分)多项式f(x)=x 5+3x 4+x 3+x 2+3x+1 g(x)=x 4+2x 3+x+2求(f(x),g(x))和u(x),v(x),使u(x) f(x)+v(x)g(x)=(f(x),g(x))20、(南航2002—20分)设f(x)=x 4-4x 3+5x 2-2x -2 ,g(x)=x 3-x 2+2x -2 (1)已知1- i 是f(x)的根,求f(x)的其余三个根 .(6分)(2)求u(x),v(x)使u(x) f(x)+v(x)g(x) =(f(x),g(x)) 。
(14分)21、(上海交大2002—12分)设f 1(x)=a f(x)+b g(x),g 1(x)=c f(x)+d g(x)且a b c d≠0。
证明(f(x),g(x))= (f 1(x),g 1(x))。
22、(北理工2003—15分)设多项式h(x) ,f(x) ,g(x)有 f(x 5) +xg(x 5)+x 2h(x 5)=(x 4+x 3 x 2+x+1)k(x)证明:x -1是h(x) ,f(x) ,g(x)的一个公因式。
23、(重大2004—10分)证明:如果d(x)︱f(x),d(x)︱g(x),且d(x)是f(x)与g(x)的一个组合,那么d(x)是f(x)与gx)的一个最大公因式。
24、(北邮2004—18分)设多项式f(x) ≠0,h(x)为任意多项式,证明:若(f(x),g(x))=1,则(f(x),g(x) h(x))= (f(x),h(x)),问反之是否成立? 25、(北理工2004—15分)给定不全为零的多项式f 1(x),f 2(x),f 3(x),证明:存在六个多项式g 1(x),g 2(x),g 3(x),h 1(x),h 2(x),h 3(x)使123123123f (x)f (x)f (x)g (x)g (x)g (x)h (x)h (x)h (x)=(f 1(x),f 2(x),f 3(x)) 这里(f 1(x),f 2(x),f 3(x))表示f 1(x),f 2(x),f 3(x)表示的首项系数为1的最大公因式。
26、(北邮2005—18分)试问k 为何值时,整系数多项式f(x)=x 2+(k+6)x+4k+2和g(x)=x 2+(k+2)x+2k 的最大公因式是一次的?并求出这时的最大公因式(f(x),g(x))。
27、(北航2002—10分)证明当且仅当(f(x),g(x))=1,(f(x),h(x))=1时有(f(x),g(x) h(x))=1。
28、(西安交大2004—12分)证明:数域P 上的一元多项式f(x)与g(x)互质(即互素)的充要条件是存在P 上的多项式u(x) ,v(x),使得:u(x) f(x)+v(x)g(x)=1。
29、(北京化工大2002—20分)设A 是n 级矩阵,()A m x 是A 的最小多项式,()f x 是多项式且其次数∂(()f x )≥1。
证明:(1)若()f x ︱()A m x ,则()f A 是退化矩阵,即︱()f A ︱=0;(2)若()d x =(()f x ,()A m x ),即两多项式的首项系数为1的最大公因式,则它们的秩相等:(()r f A = (())r d A ;(3)f(A)是非退化矩阵的充要条件是(()f x ,()A m x )=1。
30、(北大2002—12分)对于任意非负整数n ,令221()(1)n n n f x x x ++=-+,证明2(1,())1n x x f x ++=31、(北理工2005—15分)设A 为数域F 上的n 阶矩阵,f(x ),g(x)∈F[x],证明:如果d(x )是f(x)与g(x)的一个最大公因式,那么齐次线性方程组d(A)X =0的解空间等于f(A)X =0的解空间与g(A )X =0的解空间的交集。
32、(北交大2005—15分)设A 为n 阶方阵,g(x)是A 的最小多项式,f(x)是次数大于零的任一多项式,证明方阵f(A)可逆的充分必要条件是f(x)与g(x)互素。
33、(东南2005—10分)设F 一数域,多项式f(x),g(x) ∈F[x]具有性质:当h(x)∈F[x]且f(x)︱h (x),g(x)︱h (x)时,必有f(x)g (x)︱h (x) 。
证明:(f(x),g (x))=1 34、(重大2005—10分)设A 为方阵,g (λ)证明:f (A)可逆⇔(f (λ),g (λ))=1 35、(南开2000—15分)设f(x)是数域P 上的多项式,这里n≥1;且设f(x)的一阶微商可以整除f(x)。
证明f(x)=a(x -b)n ,a,b ∈P ,a ≠0。
36、(南开2001—10分)设()f x 是复数域上首项系数为1的n 阶多项式,如()((),())f x f x f x '=(x -b 1) (x -b 2),b 1≠b 2且x -b 1是()f x '的k 重因式(这里()f x '是()f x 的一阶微商),问()f x =?为什么?37、(清华1998—16分)试求多项式f =x 3+px+q 的判别式D(f )(即用f 的系数表出D(f )。