1
唯一析因定理; C[X]与 R[X];
多项式的根 — 有理根;线性空间
第三讲
2
22333
63
1)1()1()1()(
3
xxxxxxxxf
P
pnm ?????????
xxqxxqxf 3)2(2)1()(.12 3221 ??????
.)1(3))(43(),(
,1d e g,)1()43(
2
2
2
2
2
???????
?????
xaxbaxxbaxq
qxxxq

整除要
GA03
xxxxq
xxq
3]1)1(3)1(3)1[(
3]1)1[(
23
2
3
2
????????
????
2465662743)34()1(
)(
3
4
6134
43
2343 ????????
??
?
?
?
??
?
?
?
?
?
?????
??
xxxxxxx
xf
b
a
aba
ba
3
的值。次多项式,求的最大公因式是一个二

ut
utxxxguxxtxxf
,
)(,22)1()(.19 2323 ????????
为最大公因式。 uxxuxxxgxf ??????? 22)()( 22
uxx ?? 22 utxx ?? 23
uxxx ?? 23 2
uxxt ?? 2)2(
?
?
?
?
??
?
?
?
?
?
?
?
??
??
???
3
2
2
0
)2(
)2(2
t
u
t
u
tuu
tu 或
.4,0)( 3 ?????? tuutxxxg 则若
?x )2( ?t
)2()2(2)2( 2 ????? tuxtxt
4
的次序,是唯一的。且若不计常数倍及
不可约的多项式的乘积
均可表为一些即任一非常数多项式
是唯一析因整环:定理
i
s
p
pppf
XFf
XF
.
][
.][6
21
??
?
即可。不可约,则取若
性。在先证分解(析因)的存
1
)(:
pff
ip r o o f
?
,设可约若 ffffff i d egd eg,21 ?? ?
)2,1( ?i
.121
21
sppfff
ff
????
的分解存在与由归纳法可设
5
,1
.)(
1
11
tiqpqqp
qqppfii
ists
ts
?
??
不妨设由引理
设证分解的唯一性
??
??
不可约且两两互异。其中 insn ppcpf s?11?
.,,
.,
,
11
1111
ts
ts
ts
ststt
qpqp
qqpp
qp
pqpqq
??
??
??
??
??
??
?
如此续行得
不计常数倍
不互素知与不可约又
6
.
],[
1
),m a x (
称为最小公倍式
而首一多项式
Fcpcgf
s
i
mn
i
ii ????
?
?
??
??? ??
?
??
s
i
mn
i
i
s
i
i
m
i
s
i
n
i
ii
ii
pcgf
mnpgpf
1
),m i n(
11
),(
0,


7
§ 2-2 C[X]上的因式分解
古典代数学基本定理, 任一非常数复系数多项
式在复数域中总有一根,
.)(
,1d e g)()(
)(,d e g
11
个复数根恰有以此续行,知
其中
由零点定理有根若
nXf
nfXfaXf
CaXfnf
?????
??
:
)1) ( d e g(8
次因式的乘积上总可以唯一分解为一
在复数域:复系数多项式定理 CfXf ?
),,(
)()()()(
1
21
21
?
?
??
????
s
i
ii
n
s
nn
nnCcc
cXcXcXcXf s?
8
也是根。则是其根若出现。
的复根总是成共轭对:实系数多项式引理
??,
)(2 Xf
0)(
)(
01
01
?????
????
aaaf
axaxaxf
n
n
n
n
??? ?
?设
§ 2-3 R[X]上的因式分解
.0
)(
01
01
?????
????
aaa
aaaf
n
n
n
n
??
???
?
?则
9
不可约因子之积:
分解为一次和二次在实数域上总可以唯一
:实系数多项式定理 )1( d e g)(2 ?fXf
t
s
e
tt
e
n
s
n
cxbxcxbx
axaxaXf
)()(
)()()(
2
11
2
1
1
1
?????
????
?
?
有上不可约,在

?
???????
R
XRxxxX ][)())(( 2 ???????
如,实正交方阵的复特征值
(根 )成共轭对出现
c o s s i n
s i n c o s
A
??
??
? ??
? ??
? ?
10
§ 2-4 多项式的根和系数的关系,
)())((
)(
21
01
1
1
nn
n
n
n
n
xxxa
axaxaxaxf
V ie ta
??? ????
????? ??
?
?设
定理:
n
n
n a
a 1
21
?????? ??? ?则
n
n
nn a
a 2
13121
?
? ???? ?????? ?
n
n
nn a
a 11
211 )1(
?
? ???? ???? ???
???
.)1( 021
n
n
n a
a????? ?
11
1
1 1 0
12
()
( )( ) ( )
A
nn
n
n
f I A
a a a
??
? ? ?
? ? ? ? ? ?
?
?
??
? ? ? ? ?
? ? ? ?
1 2 1
1
()
n
n n ii
i
a a tr A? ? ? ?
?
? ? ? ? ? ? ? ? ??则
1 2 0( 1 ) ( 1 ) d e t,nn n aA? ? ?? ? ? ?
11 1
1
n
n nn
aa
IA
aa
?
?
?
?
??
?
12
.,
,1),(,,,0)(
)(
][)(13
0
01
1
1
n
s
r
n
n
n
n
asar
srZsrf
axaxaxaXf
XZXf

且其中若
:设定理
???
?????
?
?
?
?
0= 3,2naa ?若
§ 3-2,求整系数多项式全部有理根的方法
0
11;
32n
aa??
r
s
?
121 ; 2 ; ;,
33
r
s
? ? ? ? ?
13
III Linear Space
§ 1 线性空间的定义及性质
?????? ?????? ))(11(
)( ????????
D
????????
??????
???????
????????

左 )11()11(
.????
??
???
??

,右加,两边左加
14
§ 2 线性相关与线性无关
? ??
? ??????
? ?
? ??
m
j
jji
n
i
i
n
i
m
j
jjii
n
i
iinn
a
a
1 1
1 11
11
)(
)(
??
???????? ?
?
?
?
?
?
?
?
? ?
? ?
?
?
?
n
i
mii
n
i
ii
a
a
mn
1
1
1
0
0
?
?
?时当
有非零解。
未知数个数方程个数
?
?
。个系数全为使这
的存在不全为
0
0
m
i?
定理,3.3的证明
:; nm?推论若 则
15
两个等价的线性无关的向量组含有相同个
数的向量,
§ 3 基 维数 坐标
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
nnnn
n
n
nn
nnn
ccc
ccc
ccc
FV
?
???
?
?
??
??
21
22221
11211
11
11
),,(),,(
)(,,;,,
????
???? 的两组基是设
? ???
?
n
i
iijj c
1
16
.),,),,))(,,)3(
),,),,),,)2(
),,]),,[)1(
111
1111
11
BeeAeeBAee
AeeeeAeeAee
ABeeBAee
nnn
nnnn
nn
???
???
??
(((
(((
((
这种记法满足:
???
????????
?
.
),,(
)),,((),,(),,(
1
1
111
XCYCYX
CY
YCYXr
n
nnn
?
???
?
???
由唯一性知
??
??????
?
???
17
11
11
( ),,,,,
(,,) (,,)
n s s
t s s t
VF
A
? ? ? ?
? ? ? ? ??
13,设 中的两个向量组 与 满足
1,,( )t r A t?? ??试证,线性无关
1
1 1 1
,,
00
t
t t tx x x x
??
??
?
? ? ? ? ? ?
证,线性无关
仅当 成立
1
11,,) 0 0tt
t
x
xx
x
??
??
??
? ? ? ?
??
??
??
即( 仅当 成立
1( (,,) ) 0 0s A x x??? ? ?仅当 成立
1(,,) ( ) 0 0s A x x?? ??仅当 成立
1
1
,,
,,) ( ) 0 0
s
s A x A x
??
?? ? ? ?
由于 线性无关,
故( 成立
1,,0t Ax?? ??故,线性无关 只有零解
18
.00
),,()),,((
),,(
0d e t:
1
11
1
1
1
1
1
111
?
?
?
?
?
?
?
?
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?????
?
?
?
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?
?
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??
n
nn
n
n
n
n
n
nnn
k
k
Ckk
k
k
C
k
k
C
k
k
kk
CCp r o o f
??
????
???
?
??
????
????则
的列向量线性无关。
过度距阵是可逆的,
),,( 1 nccC ??记
19
.0
.
,,,
11
列式是否为可以看坐标列构成的行
坐标列是否无关
关可以看它们的判断向量组是否线性无
上的坐标,在基的列为
?
nn
C ???? ???
).()(
)()(
:
1
1
1
BAIBA
AIIA
BA
?
?
?
?
?
的方法介绍求
长亦无关。短无关
个分量来判断用时个数
,
.,
?
mnm ?