maths.free › Abstract Algebra › Polynomials › The Division Algorithm

The Division Algorithm

Recall that the division algorithm for integers () says that if a and b are integers with b \gt 0, then there exist unique integers q and r such that a = bq + r, where 0 \leq r \lt b.

The Division Algorithm

Recall that the division algorithm for integers () says that if \(a\) and \(b\) are integers with \(b \gt 0\), then there exist unique integers \(q\) and \(r\) such that \(a = bq + r\), where \(0 \leq r \lt b\). The algorithm by which \(q\) and \(r\) are found is just long division. A similar theorem exists for polynomials. The division algorithm for polynomials has several important consequences. Since its proof is very similar to the corresponding proof for integers, it is worthwhile to review at this point.

Example

The division algorithm merely formalizes long division of polynomials, a task we have been familiar with since high school. For example, suppose that we divide \(x^3 - x^2 + 2 x - 3\) by \(x - 2\).

			\(x^2\)	\(+\)	\(x\)	\(+\)	\(4\)
\(x\)	\(-\)	\(2\)	\(x^3\)	\(-\)	\(x^2\)	\(+\)	\(2x\)	\(-\)	\(3\)
			\(x^3\)	\(-\)	\(2x^2\)
					\(x^2\)	\(+\)	\(2x\)	\(-\)	\(3\)
					\(x^2\)	\(-\)	\(2x\)
							\(4x\)	\(-\)	\(3\)
							\(4x\)	\(-\)	\(8\)
									\(5\)

Hence, \(x^3 - x^2 + 2 x - 3 = (x - 2) (x^2 + x + 4 ) + 5\).

Let \(p(x)\) be a polynomial in \(F[x]\) and \(\alpha \in F\). We say that \(\alpha\) is a zero or root of \(p(x)\) if \(p(x)\) is in the kernel of the evaluation homomorphism \(\phi_{\alpha}\). All we are really saying here is that \(\alpha\) is a zero of \(p(x)\) if \(p(\alpha) = 0\).

Corollary

Let \(F\) be a field. An element \(\alpha \in F\) is a zero of \(p(x) \in F[x]\) if and only if \(x - \alpha\) is a factor of \(p(x)\) in \(F[x]\).

Proof

Suppose that \(\alpha \in F\) and \(p( \alpha ) = 0\). By the division algorithm, there exist polynomials \(q(x)\) and \(r(x)\) such that \[\begin{aligned}\end{aligned}\] and the degree of \(r(x)\) must be less than the degree of \(x -\alpha\). Since the degree of \(r(x)\) is less than \(1\), \(r(x) = a\) for \(a \in F\); therefore, \[\begin{aligned}\end{aligned}\]. But \[\begin{aligned}\end{aligned}\] consequently, \(p(x) = (x - \alpha) q(x)\), and \(x - \alpha\) is a factor of \(p(x)\).

Conversely, suppose that \(x - \alpha\) is a factor of \(p(x)\); say \(p(x) = (x - \alpha) q(x)\). Then \(p( \alpha ) = 0 \cdot q(\alpha) = 0\).

Notice the similarity between the proof of and the proof of .

Condensed: the full section is in Judson, Abstract Algebra: Theory and Applications.

Now you Không máy tính nào có thể tính toán được nó, nhưng các mảnh của nó có thể tính toán được. Thử một trong những cách dưới đây, hoặc gõ theo ý bạn.

Để cho anh làm việc

Một tài khoản miễn phí thêm ghi chú vào mỗi bài học, ghi chép những gì bạn đã hoàn thành, các bài toán bạn giải quyết ở một nơi, và một giáo viên bạn có thể hỏi về trang này. Toán học là mở cho mọi người, dù có đăng nhập hay không.

Đăng ký Đăng nhập

Ký hiệu được dùng ở đây

Nhấn vào bất kỳ ký hiệu nào để xem định nghĩa đầy đủ, một bức ảnh, và ý nghĩa của từng chữ cái trong nó.

Câu hỏi người ta hỏi

What is a group, in plain words?

A set with one operation that is associative, has an identity, and lets every element be undone. Symmetries of any object form a group. That is where the idea came from.

What is the difference between a ring and a field?

A ring has addition and multiplication that behave like the integers (you cannot always divide); a field is a ring where every non-zero element has a reciprocal, like the rationals or the reals.

Một số phần của trang này được chuyển từ Judson, Abstract Algebra: Theory and Applications (GFDL 1.3). Được nén lại và giải thích lại ở đây; lỗi là của chúng tôi.

More in Abstract Algebra

Groups Subgroups, cosets and Lagrange's theorem Cyclic groups and permutation groups Homomorphisms, normal subgroups and quotient groups Rings and fields Galois theory: why the quintic has no formula