作者LimSinE (r=e^theta)
看板Math
标题Re: [代数] 有理系数方程式与无理根和复数根的关系?
时间Sat Jun 3 20:42:50 2006
不久前代数正好学到这个地方,我把有关的稍微整理一下。(顺便复习...)
首先
对於实系数多项式f,以{z}表示z的共轭复数
证明 「{f(z)} = f({z})」(*) 是简单的事。即可得若f(z)=0 则f({z}) = 0
回忆(*)的证明,其实用了两件事:
I) 对所有实数r, {r}=r II)对所有复数z, w {z+w} = {z}+{w}, {zw}={z}{w}
那对於有理系数多项式 f,固定有理数c,使得sqrt(c)非有理数的平方。
想到 i 其实是 sqrt(-1),就能依样画葫芦。
对於 S={a+b sqrt(c)属於C| a,b属於Q} 中的元素定义
{a + b sqrt(c)} = a - b sqrt(c) (注意到 a+b sqrt(c)的表法是唯一的)
那可以验证
I') 对所有有理数q, {q}=q II')对所有S中的s,t, {s+t}={s}+{t}, {st}={s}{t}
因此用新定义的{} 可以得到若f(s)=0,则f({s})=0
这个方法虽然很方便,但是它只能处理比较简单的问题。
有关有理系数多项式的「无理根」会不会「成对」
其实光这样讲是有问题的。「成对」好像两个的意思,而且和谁成对也说不清楚。
「无理根」好像隐含实根的意思,不过其实应该在复数上也有类似的结论。
真正的情形应该是
「设a0是复数,则有特定的a1,a2,...,an使得对所有有理系数多项式f都有
『若有i,使f(ai)=0,则f(a0)=f(a1)=f(a2)=...=f(an) = 0』」
也就是说这几个数要不就全都是根,要不就全都不是。
举一个不一样的例子,譬如 a0 = 2^1/3
可以稍微尝试一下,找一些有理系数多项式f使得f(a0)=0
那你将会发现 a1 = wa0, a2 = w^2 a0, 其中w是1的三次方根,(w=/=1)都是f的根。(**)
事实上,这种多项式最简单的就是 g(x) =x^3 - 2
在这个例子里面,是有三个数在一起,不大像「成对」的意思。
但是代数上我们还是会说它们「共轭」。
要证明(**)也不难。对於有理系数多项式f,若有f(ai)=0, i=0,1,或2
考虑f除以g,记成 f(x) = q(x)g(x) + r(x). r(x) = ax^2 + bx + c
那因为g(ai)=0,所以 r(ai) = 0,
然後就想办法证明 r=0。(可以用一些有关有理数无理数的证明,不过这个方法很难推广)
因为 r(ai)=0,所以 g.c.d(g, r)=/=1,但是g无有理根的三次式,不可约,故r=0
不管怎麽说明,既然r=0, g|f,自然 f(a0)=f(a1)=f(a2)=0
从证明中我们也可以看出,若g是不可约的有理系数多项式,
其根为a0,a1,..,an 那麽总有若有i,使f(ai) = 0则 f(a1)=f(a2)=...=f(an)=0
(一个三实根的例子:x^3 - 3x^2 + 3 = 0 的三个根)
※ 引述《TheOneisNEO (Thomas Anderson)》之铭言:
: 前面有讨论过
: 不过我还有点不清楚
: 简单的问就是
: f(x)是有理系数多项式
: 那麽f(a+bi) = f(a-bi) b不为零 什麽时候才确定成立?
: 还是没这回事 有也只是巧合?
: 还有f(a+b√c) = f(a-b√c) b不为零 c非任何有理数的平方
: 那什麽时候才确定会成立?
: 二次根号对 那四次根号呢?
: 原先是一个高中生问我的 可以用高中方法解释吗?
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r=e^theta
即使有改变,我始终如一。
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◆ From: 219.68.83.49
1F:推 TheOneisNEO:谢谢~ 06/04 00:11