一 、多项式的最大公因式
1.
公因式:如果多项式
既是
的因式,又是
的因式,那么
就称为
与
的一个公因式.
2.定义6
设
与
是
中两个多项式.
中多项式
称为
,
的一个最大公因式,如果它满足下面两个条件:
1)
是
与
的公因式;
2)
,
的公因式全是
的因式.
例:对于任意多项式
,
就是
与0的一个最大公因式.特别地,根据定义,两个零多项式的最大公因式就是0.
引理
如果有等式
(1)
成立,那么
,
和
,
有相同的公因式.从而有相同的最大公因式.
3.公因式的存在性与性质
定理2
对于
的任意两个多项式
,
,在
中存在一个最大公因式
,且
可以表成
,
的一个组合,即有
中多项式
使
.
(2)
证明:先证明
,
有一个为零的情形……
一般情形下,用
对
做带余除法,若余式不为零,则用余式除除式
,不断做下去,直至余式为零为止.最后一个除式即为最大公因式.
为得(2)式,只要从后往前反推……
由最大公因式的定义不难看出,如果
是
,
的两个最大公因式,那么一定有
与
,即
.
约定:若
,
不全为零,用(
,
)来表示首项系数是1的最大公因式.
4.定理证明中用来求最大公因式的方法通常称为辗转相除法.
例
设
,
![]()
求(
,
),并求
使
.
(结果:公因式:
.
)
注:定理2的逆不成立.例如令
,则
.但
不是
与
的最大公因式.
但是当(2)式成立,而
是
与
的一个公因式,则
一定是
与
的一个最大公因式.
二、多项式互素
1.定义7
中两个多项式
,
称为互素(或互质)的,如![]()
2. 互素的充要条件
定理3
中两个多项式
,
互素的充要条件是有
中多项式
使
.
证明:必要性直接据定理2,充分性直接设…
3.互素的性质
定理4
如果
,且
,那么
.
证明:要用定理3的公式,两边乘
……
推论1
如果
,且
,那么
.
证明:先设
,再据定理4得
……
推论2
如果
,
,那么![]()
证明:反证,设
,然后利用定理2列出公式即可看出……
3.推广
(1)概念推广
对于任意多个多项式
,如果多项式
满足
1)
;
2)如果
,那么
.
则
称为
的一个最大公因式,
仍用
表示首项系数为1的最大公因式.
(2)多个多项式的最大公因式的求法
易证
的最大公因式存在,且
全不为零时
=![]()
(2)性质推广
<1>利用以上这个关系可以证明,存在多项式
,使
![]()
如果
,那么
就称为互素的.同样有类似定理3的结论.
注:1)当一个多项式整除两个多项式之积时,若没有互素的条件,这个多项式一般不能整除积的因式之一.例
,但
,且
.
2)
推论1中没有互素的条件,则不成立.如
,
,
,则
,但
.
3)
个多项式
互素时,它们并不一定两两互素.例如,多项式
![]()
是互素的,但
.
4)从数域
过渡到数域
时,
与
的最大公因式本质上没有改变……
<2>其它性质的推广
1)若多项式![]()
与![]()
互素,则
.
2)
若多项式
都整除
,且
两两互素,则
.
3)
若多项式
都与
互素,则
.
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