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.

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.

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.

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.