不可约多项式

更新时间:2024-09-17 15:56

在数学中,由若干个单项式相加组成的代数式叫作多项式(若有减法:减一个数等于加上它的相反数)。多项式中的每个单项式叫作多项式的项,这些单项式中的最高项次数,就是这个多项式的次数不可约多项式是一种重要的多项式,它在多项式环中有类似于素数在整数环中的地位。

概念

不可约多项式,顾名思义即不能写成两个次数较低的多项式之乘积的多项式。

有理系数的多项式,当不能分解为两个次数大于零的有理系灵敏多项式的乘积时,称为有理数范围内“不可约多项式”。相应地可以定义实数系数或复数系数的不可约多项式。

“不可约”的意义随系数范围而不同。X2-2在有理数范围内是不可约多项式,但在实数范围内就是可约多项式了。

一种重要的多项式。它在多项式环中有类似于素数在整数环中的地位。对于数域P上的任意多项式f(x),P中非零数c与cf(x)总是f(x)的因式。这两种因式称为f(x)的平凡因式,亦称当然因式。其他的因式,称为f(x)的非平凡因式,亦称非当然因式。设p(x)为P上的一个次数大于零的多项式,如果在P上p(x)只有平凡因式,则称p(x)在P上(或P[x]中)不可约,亦称p(x)是P上的不可约多项式,或既约多项式;如果p(x)除平凡因式外,在P上还有其他因式,则称p(x)在P上(或在P[x]中)可约,亦称p(x)是P上的可约多项式。一个多项式是否可约,与其基域有关。例如,x-2在有理数域上不可约,但在实数域上可约,因为此时它有不可约因式x+与x-。

数域P上的不可约多项式有如下的基本性质:

1。若p(x)不可约,且c≠0,c∈P,则cp(x)也不可约。

2。若p(x)不可约,f(x)是任一多项式,则(p(x),f(x))=1或者p(x)|f(x)。

3。若p(x)不可约,且p(x)|f(x)g(x),则p(x)|f(x)或者p(x)|g(x)。

判定

定理1

艾森斯坦因判别法:设 是整系数多项式,若有一个素数p使得:

(1)p不能整除

(2)p整除

(3) 不能整除

那么 在有理数域上不可约。

注:定理1的证明通常采用 “反证法”

定理2

艾森斯坦因判别法的等价判别定理:设 是整系数多项式,若有一个素数p使得:

(1)p不能整除

(2)p整除

(3) 不能整除

那么f(x)在有理数域上不可约。

注:定理1和定理2 都只是判定整系数多项式在有理数域上不可约的充分不必要条件, 这就是说不满足定理1和定理2的判定条件的多项式可能是不可约的。

性质

1、 不可约,则对任意 。

2、 不可约,则对任意的非零c∈p,c 不可约。

3、(1) p(x)不可约,则对任意的f,g∈ , ,得到 或 。

(2)аp>0,对任意f,g∈ , 可推出得到 或 ,得到p是不可约多项式。

证明

例1。若p为质数,求证有理系数多项式 在有理数域上不可约。

证明: 是整系数多项式

因为P为质数,整系数多项式 符合艾森斯坦因判别法,所以整系数多项式 在整数环上不可约,即整系数多项式 在有理数域上不可约。由此可得多项式 在有理数域上不可约。

应用

若m,n为自然数,且m,求证不是任意m次整系数多项式的根。

证明:根据艾森斯坦因判别法可知,多项式是一个在有理数域上不可约n次多项式,且是多项式的根。

因为,则对任意的m次多项式g(x),总有多项式f(x),g(x)互素;

即多项式f(x),g(x)没有公共根,所以不是任意m次多项式的根()。

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