第一学期第二次课
§2一元高次代数方程的基础知识
1.2.1高等代数基本定理及其等价命题
1. 高等代数基本定理
设为数域。以表示系数在上的以为变元的一元多项式的全体。如果,则称为的次数,记为。
定理(高等代数基本定理) C的任一元素在C中必有零点。
命题 设是C上一个次多项式,是一个复数。则存在C上首项系数为的次多项式,使得
证明 对作数学归纳法。
推论 为的零点,当且仅当为的因式(其中)。
命题(高等代数基本定理的等价命题) 设 为C上的次多项式,则它可以分解成为一次因式的乘积,即存在个复数,使
证明 利用高等代数基本定理和命题1.3,对作数学归纳法。
2.高等代数基本定理的另一种表述方式
定义 设是一个数域,是一个未知量,则等式
(1)
(其中)称为数域上的一个次代数方程;如果以带入(1)式后使它变成等式,则称为方程(1)在中的一个根。
定理(高等代数基本定理的另一种表述形式) 数域上的次代数方程在复数域C内必有一个根。
命题 次代数方程在复数域C内有且恰有个根(可以重复)。
命题(高等代数基本定理的另一种表述形式)给定C上两个n次、m次多项式
,
,
如果存在整整数,,及个不同的复数,使得
,
则。
1.2.2 韦达定理与实系数代数方程的根的特性
设,其中。设的复根为(可能有重复),则
所以
;
;
我们记
;
;
;
(称为的初等对称多项式)。于是有
定理2.5 (韦达定理) 设,其中。设的复根为。则
;
;
命题 给定R上次方程
, ,
如果i是方程的一个根,则共轭复数i也是方程的根。
证明 由已知,
.
两边取复共轭,又由于R,所以
.
推论 实数域上的奇数次一元代数方程至少有一个实根。
证明 因为它的复根(非实根)必成对出现,已知它在C内有奇数个根,故其中必有一根为实数。