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什麽叫做多項式

多項式 polynomial

若幹個單項式的和組成的式叫做多項式(減法中有:減壹個數等於加上它的相反數)。多項式中每個單項式叫做多項式的項,這些單項式中的最高次數,就是這個多項式的次數。不含字母的項叫做常數項。如壹式中:最高項的次數為5,此式有3個單項式組成,則稱其為:五次三項式。

比較廣義的定義,1個或0個單項式的和也算多項式。按這個定義,多項式就是整式。實際上,還沒有壹個只對狹義多項式起作用,對單項式不起的定理:0作為多項式時,次數為負無窮大。

編輯本段多項式歷史

多項式的研究,源於“代數方程求解”, 是最古老數學問題之壹。有些代數方程,如x+1=0,在負數被接受前,被認為是無解的。另壹些多項式,如f(x)=x? + 1,是沒有任何根的——嚴格來說,是沒有任何實數根。若我們容許復數,則實數多項式或復數多項式都是有根的,這就是代數基本定理。

能否用根式求解的方法,表達出多項式的根,曾經是文藝復興後歐洲數學主要課題。壹元二次多項式的根相對容易。三次多項式的根需要引入復數來表示,即使是實數多項式的實數根。四次多項式的情況也是如此。經過多年,數學家仍找不到用根式求解五次多項式的壹般方法,終於在1824年阿貝爾證明了這種壹般的解法不存在,震撼數壇。數年後,伽羅華引入了群的概念,證明不存在用根式求解五次或以上的多項式的壹般方法,其理論被引申為伽羅瓦理論。伽羅瓦理論也證明了古希臘難題三等分角不可能。另壹個難題化圓為方的不可能證明,亦與多項式有關,證明的中心是圓周率乃壹個超越數,即它不是有理數多項式的根。

編輯本段多項式函數及多項式的根

給出多項式 f∈R[x1,...,xn] 以及壹個 R-代數 A。對 (a1...an)∈An,我們把 f 中的 xj 都換成 aj,得出壹個 A 中的元素,記作 f(a1...an)。如此, f 可看作壹個由 An 到 A 的函數。

若然 f(a1...an)=0,則 (a1...an) 稱作 f 的根或零點。

例如 f=x2+1。若然考慮 x 是實數、復數、或矩陣,則 f 會無根、有兩個根、及有無限個根!

例如 f=x-y。若然考慮 x 是實數或復數,則 f 的零點集是所有 (x,x) 的集合,是壹個代數曲線。事實上所有代數曲線由此而來。

編輯本段代數基本定理

代數基本定理是指所有壹元 n 次(復數)多項式都有 n 個(復數)根。

編輯本段多項式的幾何特性

多項式是簡單的連續函數,它是平滑的,它的微分也必定是多項式。

泰勒多項式的精神便在於以多項式逼近壹個平滑函數,此外閉區間上的連續函數都可以寫成多項式的均勻極限。

編輯本段任意環上的多項式

多項式可以推廣到系數在任意壹個環的情形,請參閱條目多項式環。