Кіріспе
Сызықтық факторлармен байланысты полином нөлдері Алгебрада фактор теоремасы полином факторларын полином түбірлерімен байланыстырады. Атап айтқанда, егер полином болса, онда полиномның факторы болады, егер және тек қана егер (яғни, полиномның түбірі) болса. Бұл теорема полином қалдық теоремасының ерекше жағдайы болып табылады. Теорема қосу және көбейтудің негізгі қасиеттерінен туындайды. Осыдан теорема коэффициенттері мен элементі кез келген коммутативті сақинаға, жай ғана өріске емес, тиесілі болғанда да қолданылады. Атап айтқанда, көп айнымалы полиномдарды олардың бір айнымалысы бойынша бір айнымалы полином ретінде қарастыруға болатындықтан, келесі жалпылау орын алады: Егер және көп айнымалы полиномдар болса және айнымалысынан тәуелсіз болса, онда полиномның факторы болады, егер және тек қана егер нөлдік полином болса.
In algebra, the factor theorem connects polynomial factors with polynomial roots. Specifically, if is a polynomial, then is a factor of if and only if (that is, is a root of the polynomial). The theorem is a special case of the polynomial remainder theorem. The theorem results from basic properties of addition and multiplication. It follows that the theorem holds also when the coefficients and the element belong to any commutative ring, and not just a field. In particular, since multivariate polynomials can be viewed as univariate in one of their variables, the following generalization holds : If and are multivariate polynomials and is independent of , then is a factor of if and only if is the zero polynomial.
Көптамаларды факторлау
Факторлар теоремасы ең көп қолданылатын екі мәселе – полиномды көбейткіштерге жіктеу және полиномдық теңдеудің түбірлерін табу. Бұл мәселелердің шамамен бірдей екендігі теореманың тікелей салдары болып табылады. Факторлар теоремасы сондай-ақ белгілі түбірлерді полиномнан жоюға, ал белгісіз түбірлерді сақтап, төмен дәрежелі полином алуға мүмкіндік береді, оның түбірлерін табу оңайырақ болуы мүмкін. Абстрактілі түрде әдіс былай жүзеге асырылады:
Полиномның жетекші коэффициенті мен тұрақты мүшесінен полиномның түбіріне үміткерін анықтаңыз (Рационалды түбір теоремасын қараңыз). Факторлар теоремасын қолданып, полиномның көбейткіші екенін дәлелдеңіз. полиномын есептеңіз, мысалы, полиномды ұзын бөлу немесе синтетикалық бөлу арқылы. полиномның кез келген түбірі полиномның түбірі екенін қорытынды шығарыңыз. полиномның дәрежесі полиномның дәрежесінен бірге кем болғандықтан, қалған түбірлерді зерттеу арқылы табу "оңайырақ" болады. Полином толық көбейткіштерге жіктелгенге дейін процесті жалғастырыңыз, оның барлық көбейткіштері немесе үстінде толыққанды емес.
Deduce the candidate of zero of the polynomial from its leading coefficient and constant term (See Rational Root Theorem.) Use the factor theorem to conclude that is a factor of Compute the polynomial , for example using polynomial long division or synthetic division. Conclude that any root of is a root of Since the polynomial degree of is one less than that of , it is "simpler" to find the remaining zeros by studying Continuing the process until the polynomial is factored completely, which all its factors is irreducible on or .
Дәлел
Мұнда теореманың бірнеше дәлелдемелері ұсынылған. Егер -ның бөлгіші болса, онда дегені дереу анық. Сондықтан, төменде тек кері теорема дәлелденеді.
1-ші дәлел
Бұл аргумент теореманы тексеруден басталады, яғни, кез келген полиномиал үшін оның дұрыс екенін көрсету мақсатында. Атап айтқанда, егер кейбір полиномиал үшін шын болса, онда оны дәлелдеуге тырысады. Осы үшін мынаны нақты түрде жазайық: Енді, сонда демек, Бұл жағдай дәлелденді. Қалғаны – теореманы жалпы жағдайда, қарастырылған жағдайға келтіру арқылы дәлелдеу. Осы мақсатта, мынаны байқайық: - түбірі бар полиномиал. Жоғарыда көрсетілгендей, онда кейбір полиномиал үшін орындалады. Соңында, .
2- дәлелдеме
Біріншіден, егер және кез келген коммутативті сақинаға (бірдей сақинаға) жатса, онда тепе-теңдік орындалады. Бұл жақшаларды ашу арқылы көрсетіледі. делік, онда – кез келген коммутативті сақина. Коэффициенттер тізбегін былай жазайық: белгілі бір үшін. Содан кейін, әрбір қосылғышта жоғарыда талқыланған түріндегі өрнектердің жіктелуінен туындаған фактор ретінде бар екенін байқаңыз. Осыдан келіп, – ның бөлгіші екенін қорытындылаймыз.
3- дәлелдеме
Теореманы көпшелердің Евклидтік бөлуін қолдану арқылы дәлелдеуге болады: -ты -ға бөліп, теңдеуін алыңыз, мұндағы . болғандықтан, тұрақты шама екені шығады. Соңында, жоғарыдағы Евклидтік бөлудің кез келген коммутативті сақинада орындалуы мүмкін екенін ескеріңіз, себебі мономиялық көпше, сондықтан көпшелерді ұзақ бөлу алгоритмі коэффициенттерді бөлуді қажет етпейді.
The Euclidean division above is possible in every commutative ring since is a monic polynomial, and, therefore, the polynomial long division algorithm does not involves any division of coefficients.
Басқа теоремалардың түйіні
Бұл полиномиялық қалдық теоремасының салдары болып табылады, бірақ керісінше, оны дәлелдеуге де қолданылуы мүмкін. Егер көпмүшелер көп айнымалы болса, ал коэффициенттері алгебралық жабық домен құраса, онда Нульстелленсатц маңызды және терең жалпылама болып табылады.