Теорема Безу

ИИ-обзор статьи
Теорема Безу — теорема алгебры, утверждающая, что остаток от деления многочлена $P(x)$ на двучлен $(x-a)$ равен значению этого многочлена в точке $a$.
Деление с остатком на двучлен
Многочлен делится на двучлен (x−a) с остатком, который, поскольку степень двучлена равна единице, является константой.
Подстановка корня двучлена
Подстановка x=a в равенство P(x)=(x−a)Q(x)+r обращает первый член в ноль, откуда следует P(a)=r.
Критерий корня многочлена
Число a является корнем многочлена P(x) тогда и только тогда, когда P(x) делится без остатка на двучлен (x−a). Отсюда множество корней многочлена совпадает с множеством корней соответствующего уравнения.
Делимость свободного члена
Если многочлен с целыми коэффициентами имеет целый корень, то свободный член делится на этот корень. Для приведённого многочлена со старшим коэффициентом 1 все рациональные корни являются целыми.
Свойство целых корней приведённого многочлена
Пусть a — целый корень приведённого многочлена с целыми коэффициентами. Тогда для любого целого n значение P(n) кратно (n−a).
Применение для нахождения рациональных корней
Теорема Безу и её следствия дают практический алгоритм поиска рациональных корней полиномиальных уравнений с рациональными коэффициентами, сводящий его к проверке конечного набора кандидатов.


Теорема Безу утверждает, что остаток от деления многочлена на двучлен равен .

Предполагается, что коэффициенты многочлена содержатся в некотором коммутативном кольце с единицей (например, в поле вещественных или комплексных чисел).

Доказательство

Поделим с остатком многочлен на двучлен :

где  — остаток. Так как , то  — многочлен степени не выше 0, то есть константа, обозначим её за . Подставляя , поскольку , имеем .

Следствия

  • Число является корнем многочлена тогда и только тогда, когда делится без остатка на двучлен (отсюда, в частности, следует, что множество корней многочлена тождественно множеству корней соответствующего уравнения ).
  • Свободный член многочлена делится на любой целый корень многочлена с целыми коэффициентами (если старший коэффициент равен 1, то все рациональные корни являются и целыми).
  • Пусть  — целый корень приведённого многочлена с целыми коэффициентами. Тогда для любого целого число кратно .

Приложения

Теорема Безу и следствия из неё позволяют легко находить рациональные корни полиномиальных уравнений с рациональными коэффициентами.

См. также

Литература

Категории