关于高等代数题解的五种方法
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高等代数方法总结一、前言高等代数是数学中的重要分支,它涉及到很多重要的概念和理论。
在学习高等代数时,我们需要掌握一些基本的方法和技巧,以便更好地理解和应用这些概念和理论。
本文将总结一些常见的高等代数方法,帮助读者更好地学习和应用高等代数知识。
二、线性方程组的求解线性方程组是高等代数中最基础的问题之一。
在实际应用中,线性方程组经常出现,并且求解线性方程组是很多问题的关键步骤。
下面介绍几种常见的线性方程组求解方法。
1. 高斯消元法高斯消元法是求解线性方程组最常用的方法之一。
它通过矩阵变换将原始矩阵转化为一个上三角矩阵或者行简化阶梯形矩阵,从而得到线性方程组的解。
具体步骤如下:(1)将系数矩阵增广为一个增广矩阵;(2)从第一行开始,找到第一个非零元素所在列,并将该列所有元素除以该元素;(3)将第一行乘以一个系数,使得该行第一个非零元素下面的元素都为零;(4)重复步骤(2)和(3),直到将矩阵转化为上三角矩阵或者行简化阶梯形矩阵;(5)从最后一行开始,依次求解每个未知量。
2. 矩阵求逆法如果一个方阵的行列式不等于零,则该方阵可以求逆。
对于一个n×n 的方阵A,如果它的行列式不等于零,则存在一个n×n的方阵B,使得AB=BA=I。
具体步骤如下:(1)构造增广矩阵[A|I];(2)通过初等变换将[A|I]变成[I|B],其中B即为A的逆矩阵。
3. 克拉默法则克拉默法则是一种基于行列式的线性方程组求解方法。
对于一个n元线性方程组,如果它的系数矩阵A可逆,则其唯一解可以表示为:xi=det(Ai)/det(A),i=1,2,...,n,其中Ai是将系数矩阵A中第i列替换为常数向量b后得到的新矩阵。
三、特征值和特征向量特征值和特征向量是高等代数中的重要概念,它们在很多领域中都有广泛的应用。
下面介绍几种常见的特征值和特征向量求解方法。
1. 特征方程法对于一个n阶矩阵A,如果存在一个非零向量x,使得Ax=kx,其中k为一个常数,则称k为矩阵A的特征值,x为矩阵A对应于特征值k 的特征向量。
高等代数解题方法与技巧
高等代数是数学中的一个重要分支,它涉及到许多抽象的概念和复杂的运算方法。
对于初学者来说,学习高等代数可能会遇到一些困难,特别是在解题方面。
为了帮助大家更好地掌握高等代数的解题方法和技巧,本文章将介绍以下内容:
1.理解代数结构
高等代数涉及到很多代数结构,如群、环、域等。
理解这些结构的性质和运算规则是解题的基础。
在学习代数结构时,要重视定义和定理的理解和记忆,逐步掌握其特点和性质。
2.掌握矩阵的基本操作
矩阵是高等代数中重要的工具,应该熟练掌握矩阵的基本运算,如加、减、乘、转置等。
同时,还需要掌握矩阵的特殊类型,如对称矩阵、正交矩阵、特征值等。
3.应用线性代数解决问题
线性代数是高等代数中的一个重要分支,涉及到向量空间、线性变换等概念。
在解题时,可以运用线性代数的知识,将问题转化为线性方程组的形式,再通过矩阵运算求解。
4.掌握代数方程的求解方法
代数方程是高等代数中一个重要的概念,其求解方法涉及到因式分解、配方法、求根公式等。
在解题时,应该根据具体情况选择合适的求解方法。
5.运用数学软件辅助解题
随着科技的进步,现在有许多数学软件可以辅助高等代数的学习和解题。
例如MATLAB、Maple等,这些软件可以帮助我们快速解决复杂的高等代数问题。
总之,高等代数是数学中的一个重要分支,它涉及到许多复杂的概念和运算方法。
通过理解代数结构、掌握矩阵操作、应用线性代数、掌握代数方程求解方法,并运用数学软件辅助解题,我们可以更好地掌握高等代数的知识和技巧,提高解题能力。
高等代数论文题目:有关二次型的总结学院:理学院专业:信息与计算科学姓名:***学号:********2011年12月30日学习高等代数,最好的方法是多进行总结分类,将知识系统化。
下面那二次型这章来进行操作。
二次型的问题来源于解析几何:➢ 平面解析一次曲线:Ax + By + C = 0 (直线);二次曲线:Ax 2 + Bxy + Cy 2 + Dx + Ey = F → 经平移变换化,旋转变换化成为Ax 2+ By 2 = d (二次齐次多项式) → 可根据二次项系数确定曲线类型(椭圆、抛物线、双曲线等);➢ 空间解析一次曲面: Ax + By + Cz + D = 0 (平面); 二次曲面: (平移后不含一次项)→Ax + By + Cz + 2Dxy + 2Exz + 2Fyz = G (18-19世纪上半期表示方法) → 通过方程变形,选定主轴方向为坐标轴,可化简为 a/x/2 + b/y/2 + c/z/2 = d/ → 据二次项系数符号确定二次曲面的分类 更一般的问题: 数域P 上含n 个变量x 1,x 2,…,x n 的二次齐次多项式如何化成平方和形式,即标准型问题,是18世纪中期提出的一个课题了解了二次型的相关背景,我们进行对课本上二次型的内容进行总结。
二次型这章内容如下 5.1 二次型及其矩阵表示 5.2 二次型的标准形 5.3 惯性定理和规范形 5.4 实二次型的正定性在这章的学习中,我们需要学会二次型的矩阵表示,求解矩阵的秩,通过线性替换将二次型化为标准型,了解矩阵合同,规范型,掌握正定二次型的判定方法。
例1.二次型⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=2121213201),(),(x x x x x x f 的矩阵为( 3 )。
(1)、1023⎛⎫ ⎪⎝⎭ (2)、1223⎛⎫ ⎪⎝⎭ (3)、1113⎛⎫ ⎪⎝⎭ (4)、1113-⎛⎫⎪-⎝⎭注意对于任意一个二次型,都唯一确定这一个对称矩阵,这个对称矩阵才叫做二次型的矩阵。
数学高等代数习题详解一、代数式简化与展开代数式的简化是指将一个复杂的代数式化简为更简单的形式,而代数式的展开则是将一个多项式拆分成多个单项式相加的形式。
在进行代数式的简化和展开时,可以运用代数运算中的基本性质:1. 加法性质:a + b = b + a,a + (b + c) = (a + b) + c2. 乘法性质:a * b = b * a,a * (b * c) = (a * b) * c3. 分配性质:a * (b + c) = a * b + a * c示例1:将代数式 2x(3x - 4y) - 5y(x - y) 进行展开和简化。
解:首先,按照分配性质将代数式展开:2x(3x - 4y) - 5y(x - y) = 2x * 3x - 2x * 4y - 5y * x + 5y * y= 6x^2 - 8xy - 5xy + 5y^2= 6x^2 - 13xy + 5y^2接下来,将代数式简化:没有进一步可以简化的形式。
二、代数方程与不等式代数方程是一个包含了未知数和已知数之间相等关系的等式,而不等式则描述了未知数和已知数之间的大小关系。
在解代数方程和不等式时,可根据不同情况运用以下方法:1. 移项:通过加减法将含有未知数的项移到一个侧边,将常数项移到另一个侧边。
2. 因式分解:将复杂的代数式分解成几个简单的代数式的乘积形式。
3. 分离变量:若方程中存在多个未知数,则将未知数分离到各自一侧,然后分别解方程。
4. 同解法:通过变形将两个方程或不等式转化为相同形式,然后在相等形式下进行求解。
示例2:解方程 2x^2 + 5x - 3 = 0。
解:首先,尝试应用因式分解来解方程。
通过分解2x^2 + 5x - 3 = 0,得到:(2x - 1)(x + 3) = 0根据零乘法,得到2x - 1 = 0 或 x + 3 = 0解得x = 1/2 或 x = -3因此,方程 2x^2 + 5x - 3 = 0 的解为x = 1/2 或 x = -3。
高考数学技巧如何快速解决代数方程代数方程作为高考数学中的一道常见题型,常常让很多学生感到头疼。
然而,只要掌握了一些高考数学技巧,解决代数方程其实并不那么困难。
本文将介绍一些高考数学中快速解决代数方程的技巧和方法。
一、整理方程解决代数方程的第一步是要对方程进行整理,将其转化为最简形式。
在整理方程时,我们可以根据题目的要求和方程的形式选择合适的方法。
1. 去括号当方程中含有括号时,我们可以通过去括号来简化方程。
对于一对括号,我们可以使用分配律或者消去法则将其去掉,然后继续整理方程。
2. 合并同类项如果方程中含有同类项,我们可以将其合并,使方程变得更简洁。
合并同类项可以通过对同类项进行加减运算来实现,从而得到一个更简单的方程。
3. 移项当方程中含有未知数的项分布在等式的两边时,我们可以通过移项的方法将其集中在一边,从而便于求解。
移项的方法包括加减法移项和乘除法移项,根据具体情况选择合适的方法进行移项。
二、运用等式性质在解决代数方程时,我们可以利用等式的性质来简化方程,从而更快地求解。
1. 去分母当方程中含有分母时,我们可以通过乘以分母的倒数来将其去掉。
在乘法分配律的基础上,我们可以将分母乘到方程的每一项上,从而得到一个无分母的方程。
2. 因式分解当方程中含有多项式时,我们可以通过因式分解来简化方程。
将多项式分解成更简单的因式可以使方程更易于处理,并且有助于找到方程的解。
三、运用代数性质在解决代数方程时,我们也可以利用代数的性质来快速求解。
1. 方程相等性在进行方程的变形时,我们可以利用方程的相等性质。
即如果两个方程在等号两边是相等的,那么它们可以互相替换,从而得到另一个等效的方程。
2. 方程的可逆性方程在不改变解的情况下可以进行各种等价变形,这是因为方程具有可逆性。
利用方程的可逆性,我们可以将方程转化为更简单的形式,使问题更易于解答。
综上所述,高考数学中解决代数方程的技巧主要包括整理方程、运用等式性质和运用代数性质等。
一道高等代数试题的六种解法摘要本文主要给出了2022年同济大学研究生入学考试高等代数第十题的六种解法.关键词高等代数、一题多解、对称矩阵、奇异值分解、大学数学原题如下,我们重点讨论第二问:(10)已知实矩阵,证明: 当且仅当,并且若,则.先给出根据题目中第一问的提示得到了解法I.解法I(迹的正定性) 设,则,故意味着实矩阵的所有元素均为,即,即.令,则而,即,故,即,即.类似于解法I,我们也可以利用对称阵以及反对称阵的性质直接给出解法II.解法II(对称阵的性质) 由于,故,记,类似解法I有注意到上式左边是对称阵,右边是反对称阵,故,故,即我们也可以利用齐次线性方程组同解的判定定理来说明是正规阵,进而进行解法I中的计算,利用反对称阵的平方是零矩阵,则反对称阵也是零矩阵.解法III(线性方程组理论) 由题意可知和与同解.由于,即的列向量都是的解,故也是的解,即,计算可知.注意到是反对称阵,且类似解法I可知,即若不利用题目中的第一问的铺垫,我们也可以直接进行计算.解法IV(直接计算) 设,则由题意可知.故由于均为实数, 因此对所有, 都有故注意到解法III中是反对称阵,利用其正交相似标准型给出了解法V.解法V(正交相似标准型) 注意到是反对称阵,故存在正交阵,使得其中为形如的二阶实矩阵,记,设其中是阶方阵,利用,可知计算可知.故即,故,即又注意到的奇异值是的特征值,我们利用奇异值分解证明如下:解法VI(奇异值分解) 由题意可知存在正交阵,使得其中,利用可知设计算可知,由于仍是正交阵,故,且也是正交阵,进而,故这是一个对称阵,即有参考文献[1]姚慕生、吴泉水、谢启鸿,《高等代数学 (第三版)》,复旦大学出版社, 2014年[2]姚慕生、谢启鸿,《高等代数学习指导书(第三版)》,复旦大学出版社, 2015年[3]樊启斌, 《高等代数典型问题与方法》,高等教育出版社, 2021年。
高考数学如何攻克复杂的代数题高考数学中,代数题是让很多考生头疼的部分。
复杂的代数问题需要一定的思维能力和解题技巧来攻克。
本文将介绍几种解题思路和方法,帮助考生们更好地应对复杂的代数题。
第一种思路是建立方程。
代数题通常是通过给出的等式或条件,建立方程来解题。
在解答代数题时,首先需要确定未知数,然后根据具体的问题情境,建立相关的方程。
接着,通过方程求解得到未知数的值,即可获得答案。
在建立方程的过程中,考生需要将题目中给出的条件逐一转化为代数表达式,并运用代数知识进行计算和求解。
第二种思路是代数运算。
复杂的代数题往往需要进行多次代数运算,包括整式的加减乘除、分式的化简、方程的变形等。
在进行代数运算时,应灵活应用代数运算的性质和规则,例如乘法分配律、整式的因式分解、分式的通分等,以简化计算过程和降低复杂度。
此外,需要注意计算的准确性和细致性,防止出现计算错误而影响结果。
第三种思路是几何解释。
有些代数问题可以通过几何图形进行解释和理解。
在解答这类问题时,可以将代数式或方程中的未知数看作几何图形中的某个量,通过运用几何图形的性质和关系,进行推理和求解。
凭借几何解释,可以直观地理解代数问题的本质和含义,有助于加深对代数知识的理解和运用。
第四种思路是代数模型。
一些复杂的代数题目可以通过建立代数模型来解决。
代数模型是对问题情境的抽象和概括,用代数语言描述题目中的关系和条件。
根据代数模型,可以提取出问题中的关键信息和变量,并通过建立相应的方程或不等式来解决问题。
代数模型的建立需要考生具备较强的抽象思维和问题分析能力,对问题抽丝剥茧,了解问题的本质。
最后,要多做代数题的练习。
只有通过大量的练习,才能熟悉各种类型的代数题目,熟练掌握解题思路和方法。
在解题过程中,要注意总结经验和规律,积累解题技巧。
同时,要注重查漏补缺,不断提高对代数知识的理解和应用能力。
通过以上几种思路和方法的综合运用,考生可以更好地应对高考数学中的复杂代数题。
高中代数常用解题方法pdf高中代数常用解题方法pdf一、引言在高中数学学习过程中,代数是一个重要且必不可少的部分。
代数不仅是数学的基础,还是培养学生逻辑思维和抽象能力的重要手段。
而解题是学习代数的重点和难点之一,解题方法的熟练运用关乎学生成绩的提高。
为了方便高中同学们学习和掌握代数解题方法,特撰写本文,将高中代数常用解题方法整理成pdf文档,供广大学生下载参考。
二、一元一次方程一元一次方程是代数解题中最基础,也是最常见的问题之一。
在pdf文档中,详细介绍了解一元一次方程的常用方法,包括消元法、代入法、图解法等。
通过逐一解析每种方法的步骤和实例,帮助学生们理解和掌握解一元一次方程的技巧和技巧。
三、一元二次方程一元二次方程是高中数学中的重要内容,解一元二次方程不仅需要熟悉基本的配方法,还需要掌握因式分解、配方法和求根公式等高级技巧。
在pdf文档中,我们将详细介绍解一元二次方程的各种方法,包括配方法、因式分解法、求根公式等,并提供大量实例,帮助学生们巩固理论知识,掌握解题技巧。
四、分式方程分式方程是数学学习中的难点之一,也是一项重要的解题技巧。
在pdf文档中,我们将详细讲解分式方程的解法,包括通分法、去分母法等。
通过具体的例题讲解和解题思路的提供,帮助学生们理解分式方程的解题方法,培养他们解决分式方程问题的能力。
五、不等式不等式是代数中的一个重要概念,解不等式需要运用到一系列的技巧和推理方法。
在pdf文档中,我们将系统地介绍解不等式的方法与步骤,包括图像法、试数法、换元法等。
通过例题实例的演示和解题步骤的详细分析,帮助学生们理解解不等式的方法,提高他们解不等式问题的能力。
六、综合应用代数解题在高中数学中无处不在,不仅作为一个独立的数学学科存在,同时也融入到各个数学领域中。
在pdf文档的最后部分,我们将选取一些常见的代数综合问题,如函数应用、方程组等,展示解题中更高层次的思维和解题技巧。
通过这些综合应用题的解析,让学生们深入理解代数在数学学科中的全面应用。
解读考研数学高等代数题的解题方法在考研数学高等代数这一门考试科目中,高等代数题是考生们经常遇到的一类题型。
这类题目难度较大,解题方法多样,需要考生们具备扎实的数学基础和熟练的解题技巧。
本文将针对考研数学高等代数题的解题方法进行详细的解读,帮助考生们更好地应对这类题目。
一、理论基础的重要性在解答考研数学高等代数题之前,首先要掌握相关的理论基础。
高等代数是数学的一个重要分支,包含了线性代数、群论、环论等多个内容,因此,考生们需要对这些基础知识有一个全面的了解。
二、题目分析与解题思路确定在解答高等代数题目时,首先需要对题目进行仔细地分析。
要理解题目中的数学概念、关系和要求,通过思考题目所给的条件,并与自己已学的相关知识进行对比和联系,确定解题思路。
三、运用基本解题方法高等代数题目种类繁多,但其中有一些基本解题方法是常见且经典的,运用这些方法可以解决大部分题目。
1. 线性方程组的解法:对于给定的线性方程组,可以通过高斯消元法、克莱姆法则、矩阵方法等方式解答。
在实际解题中,根据具体情况选择合适的方法。
2. 线性相关性的判断:在判断一组向量线性相关性时,可以通过计算行列式的值或者求解系数矩阵的秩来判断。
3. 特征值和特征向量:对于矩阵的特征值和特征向量的求解,常用的方法有特征方程法、相似对角化和对角化矩阵等。
4. 矩阵的秩与秩定理:通过求解行阶梯形矩阵或者计算行列式的值来确定矩阵的秩,进而应用秩定理进行解题。
5. 多项式方程的求解:对于给定的多项式方程,可以利用根与系数的关系、因式分解或者代入法等方式求解。
四、积累常用解题技巧在解题过程中,积累常用的解题技巧可以提高解题效率和准确度。
1. 化简与整理:对于复杂的运算式或方程组,可以通过化简和整理使问题形式简化,更易于求解。
2. 适度估计:在计算过程中,可以适度估计数值大小,快速筛选答案,减少不必要的计算量。
3. 规律发现:总结题目的规律,寻找其中的特点,可以简化解题过程,提高解题速度。
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.。