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实多项式因式分解

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数学家在历史教室中研究实数多项式的因式分解。.

(图片仅供参考)

直接推论是 代数基本定理 任何非常数实系数多项式都可以分解为实系数的线性因子和不可约二次因子的乘积。线性因子对应于实根,而不可约二次因子对应于复共轭根对[latex]a pm bi[/latex]。

该推论弥合了复数根的抽象世界与实数应用实践之间的鸿沟。基本定理保证了实系数多项式[latex]p(x)[/latex]的次数[latex]n[/latex]具有[latex]n[/latex]个复数根。 一个关键的附加性质是:若多项式仅含实系数,其非实数根必成共轭对。即若根为 [latex]z = a + bi[/latex],则其共轭根 [latex]\bar{z} = a – bi[/latex] 必然也是根。 可通过观察实系数多项式满足 [latex]p(\bar{z}) = \overline{p(z)}[/latex] 来证明:若 [latex]p(z)=0[/latex],则 [latex]\overline{p(z)}=0[/latex],故 [latex]p(\bar{z})=0[/latex]。.

每对共轭根 [latex](z, \bar{z})[/latex] 可合并形成实二次因式:[latex](x – z)(x – \bar{z}) = (x – (a+bi))(x – (a-bi)) = x^2 – 2ax + (a²+b²)¹TP4T。该二次式系数为实数,且在实数域上不可约,因其判别式为负值(¹TP5T(-2a)² – 4(a²+b²) = -4b² < 0¹TP4T 当 ¹TP5Tb ≠ 0¹TP4T 时)。 通过将所有实根归并为线性因子 [latex](x-r)[/latex],并将所有共轭对归并为不可约二次因子,任何实系数多项式均可完全分解。此结果具有极高实用价值,尤其在积分学中用于有理函数的分解。.

UNESCO Nomenclature: 1101
– 代数

类型

抽象系统

中断

重大的

用法

广泛使用

前体

  • 代数基本定理
  • 复共轭根定理
  • 维埃特关于根与系数的公式
  • 多项式除法

应用程序

  • 微积分(有理函数积分的部分分式分解)
  • 微分方程(求解常系数线性齐次方程)
  • 控制理论(分析系统极点和零点)
  • 信号处理(滤波器设计)

专利:

NA

潜在创新理念

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相关主题:实数多项式、因式分解、复共轭根、不可约二次式、部分分式、微积分、线性因子、实系数、推论、微分方程。.

历史背景

实多项式因式分解

-550
1750
1790
1800
1844
1874
1893
-450
1585
1779
1799
1801
1850
1875
1897

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

相关发明、创新和技术原理

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