Разложение многочлена на множители.




Рассмотрим уравнение с одним неизвестным.

Определение. Всякое число (действительное или комплексное) которое, будучи подставлено в уравнение вместо х, обращает уравнение в тождество, называется корнем уравнения.

Пример. Найти корни уравнения . Решение: уравнение с одним неизвестным. Корнями являются числа:

; ;

Определение. Если уравнение имеет вид , где - многочлен степени n, то уравнение называется алгебраическим уравнением степени n. Из определения следует, что корни алгебраического уравнения те же, что и многочлена .

Возникает вопрос – всякое ли уравнение имеет корни?

В случае если уравнение не алгебраическое, то оно может не иметь ни одного корня, ни действительного, ни комплексного, например: .

Но в случае алгебраического уравнения ответ дает основная теорема алгебры.

Теорема 2. (Основная теорема алгебры) Всякая целая рациональная функция имеет, по крайней мере, один корень действительный или комплексный.

Доказательство в курсе высшей алгебры, но пользуясь этой теоремой можно доказать следующую теорему:

Теорема 3. Всякий многочлен n –й степени разлагается на n линейных множителей вида и множитель равный коэффициенту при .

Доказательство: Пусть - многочлен степени n.

В силу основной теоремы этот многочлен имеет хотя бы один корень, обозначим его через .Тогда в силу следствия теоремы Безу

,

где - многочлен - й степени; - также имеет корень, обозначим его через , тогда

,

- многочлен - й степени, который также имеет корень и т.д. Получим: , где - многочлен нулевой степени, - коэффициент при , получим:

.

Замечание. Многочлен n – й степени не может иметь более чем n различных корней.

Пример. Разложить на множители многочлен .

Решение: Найдем корни путем подбора.

Поделим заданный многочлен на .

Пример 2.Разложить на множители многочлен .

Решение: Найдем корни путем подбора.

Поделим заданный многочлен на .

 

2. Кратные корни многочлена.

Если в разложении многочлена n – й степени на линейные множители некоторые окажутся одинаковыми, то их можно объединить и тогда разложение будет иметь вид:

при этом и корень называется корнем кратности ; корень называется корнем кратности , и т.д.

Пример. Многочлен имеет корень кратности 2, второй корень - кратности 1.

Замечание. Все, что говорилось о корнях многочлена

можно сформулировать в терминах корней алгебраического уравнения .

 

 

3. Разложение многочлена на множители в случае комплексных корней.

 

Теорема. Если многочлен с действительными коэффициентами имеет комплексный корень , то он имеет и сопряженный корень .

Доказательство: Подставим в многочлен вместо х, , возведем в степень и соберем отдельно члены, содержащие i и не содержащие , получим, , где М и N – выражения, не содержащие i. Поскольку, - корень многочлена, то , откуда М=0 и N=0. Подставим в многочлен вместо х выражение , тогда возводя в степень и собирая элементы, содержащие i и не содержащие i, получим , так как М=0 и N =0, то , то есть - есть корень многочлена.

Вывод. В разложении комплексные корни входят попарно-сопряженными.

Перемножив линейные множители, соответствующие паре комплексно-сопряженных корней получим трехчлен второй степени с действительными коэффициентами

,

где и действительные числа.

Например:

Если число является корнем кратности k, то сопряженное число должно являться корнем той же кратности k.

при этом .

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-12-12 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: