Кіріспе

Көпмүшелердің рационалды түбірлері мен оның шекті коэффициенттері арасындағы байланыс. Алгебрада рационалды түбір теоремасы (немесе рационалды түбір тесті, рационалды нөл теоремасы, рационалды нөл тесті немесе p/q теоремасы) бүтін коэффициенттері бар көпмүше теңдеуінің рационалды шешімдеріне қатысты шектеулер қояды. Теңдеудің шешімдері сол жақтағы көпмүшенің түбірлері немесе нөлдері деп аталады. Теоремаға сәйкес, әрбір рационалды шешім x = p/q (бөлшегі қысқартылған, яғни p және q өзара жай сан) келесі шарттарды қанағаттандырады:
p – тұрақты мүше a0-ның бүтін сан көбейткіші, ал
q – жетекші коэффициент an-ның бүтін сан көбейткіші. Рационалды түбір теоремасы – көпмүшелерді жіктеуге қатысты Гаусс леммасының ерекше жағдайы (бір сызықтық көбейткіш үшін). Егер жетекші коэффициент an = 1 болса, онда рационалды түбір теоремасы интегралды түбір теоремасының ерекше жағдайы болып табылады.

Қолдану

Теорема, егер бар болса, полиномның барлық рационалды түбірлерін табуға қолданылады. Ол түбір екеніне көз жеткізу үшін тексерілетін мүмкін бөлшектердің шектеулі санын көрсетеді. Егер рационалды түбір 1=x = r табылса, онда (x – r) сызықтық полиномды полиномды ұзын бөлу арқылы полиномнан шығарып тастауға болады, нәтижесінде бастапқы полиномның түбірлері де болатын төмен дәрежелі полином пайда болады.

Гаусс леммасын қолдану арқылы дәлелдеу

Егер полиномиалдың барлық коэффициенттерін бөлетін тривиальды емес фактор болса, онда Гаусс леммасының мағынасында бастапқы полиномиал алу үшін коэффициенттердің ең үлкен ортақ бөлгішімен бөлуге болады; бұл рационал түбірлер жиынын өзгертпейді және тек бөлінгіштік шарттарын күшейтеді. Бұл леммада айтылғандай, егер полиномиал Q[X]-те факторларға жіктелсе, онда ол Z[X]-те де бастапқы полиномиалдардың көбейтіндісі ретінде факторларға жіктеледі. Кез келген рационал түбір p/q полиномиалдың Q[X]-тегі 1-дәрежелі факторға сәйкес келеді, ал оның бастапқы түрі p мен q өзара жай сан болған жағдайда qx − p болады. Бірақ Z[X]-тегі qx − p-нің кез келген еселігінің бас коэффициенті q-ға, ал тұрақты мүшесі p-ге бөлінеді, бұл берілген мәлімдемені дәлелдейді. Осы аргумент жалпы жағдайда P-нің кез келген ирредуктивті факторын бүтін коэффициенттері бар деп қарастыруға болады, сондай-ақ бас және тұрақты коэффициенттері P-нің сәйкес коэффициенттерін бөледі.