Αναφορά Άλγεβρα (Β Λυκείου) - Βιβλίο Μαθητή

 Διαίρεση πολυωνύμων

Αλγοριθμική διαίρεση

Γνωρίζουμε από το Γυμνάσιο την έννοια της Ευκλείδειας ή αλγοριθμικής διαίρεσης μεταξύ θετικών ακεραίων αριθμών. Συγκεκριμένα γνωρίζουμε ότι:

Για κάθε ζεύγος φυσικών αριθμών Δ και δ με δ ≠ 0, υπάρχουν δύο μοναδικοί φυσικοί αριθμοί π και υ, τέτοιοι ώστε

(1)

Δ = δπ + υ,            0 ≤ υ < δ

Η ισότητα αυτή είναι γνωστή ως ταυτότητα της Ευκλείδειας διαίρεσης. Ο Δ λέγεται διαιρετέος, ο δ διαιρέτης, ο π πηλίκο και ο υ υπόλοιπο της διαίρεσης.

Η έννοια της διαίρεσης των πολυωνύμων είναι ανάλογη με την Ευκλείδεια διαίρεση που αναφέραμε παραπάνω. Συγκεκριμένα ισχύει:

ΘΕΩΡΗΜΑ
	(Ταυτότητα της διαίρεσης) Για κάθε ζεύγος πολυωνύμων Δ(x) και δ(x) με δ(x) ≠ 0 υπάρχουν δυο μοναδικά πολυώνυμα π(x) και υ(x), τέτοια ώστε:
	(2) Δ(x) = δ(x)π(x) + υ(x),
	όπου το υ(x) ή είναι το μηδενικό πολυώνυμο ή έχει βαθμό μικρότερο από το βαθμό του δ(x).

Όπως και στη διαίρεση μεταξύ φυσικών αριθμών το Δ(x) λέγεται διαιρετέος, το δ(x) διαιρέτης, το π(x) πηλίκο και το υ(x) υπόλοιπο της διαίρεσης.

Γενικά, αν σε μια διαίρεση είναι υ(x) = 0, τότε η διαίρεση λέγεται τέλεια και η ταυτότητα της διαίρεσης γράφεται

Δ(x) = δ(x)·π(x)

Στην περίπτωση αυτή λέμε ότι το δ(x) διαιρεί το Δ(x) ή ότι το δ(x) είναι παράγοντας του Δ(x) ή ότι το Δ(x) διαιρείται με το δ(x) ή ακόμη ότι το δ(x) είναι διαιρέτης του Δ(x). Έτσι για παράδειγμα το 2x² - 1 είναι παράγοντας ή διαιρέτης του 2x³ + 2x² - x - 1.

Διαίρεση πολυωνύμου με x - ρ.

Η ταυτότητα της διαίρεσης του πολυωνύμου Ρ(x) με το πολυώνυμο x - ρ γράφεται.

P(x) = (x - ρ)π(x) + υ(x)

Επειδή ο διαιρέτης x - ρ είναι πρώτου βαθμού, το υπόλοιπο της διαίρεσης θα είναι ένα σταθερό πολυώνυμο υ. Έτσι έχουμε:

P(x) = (x - ρ)π(x) + υ

και, αν θέσουμε x = ρ, παίρνουμε

P(ρ) = (ρ - ρ)π(ρ) + υ = 0 + υ = υ

Επομένως

P(x) = (x - ρ)π(x) + P(ρ)

 

P(x) = (x - ρ)π(x) + P(ρ)

Αποδείξαμε λοιπόν ότι:

ΘΕΩΡΗΜΑ
	Το υπόλοιπο της διαίρεσης ενός πολυωνύμου Ρ(x) με το x - ρ είναι ίσο με την τιμή του πολυωνύμου για x = ρ. Είναι δηλαδή
	υ = P(ρ)   ΑΠΟΔΕΙΞΗ Έστω ότι το x - ρ είναι παράγοντας του Ρ(x). Τότε P(x) = (x - ρ)π(x) Από την ισότητα αυτή για x = ρ παίρνουμε P(ρ) = (ρ - ρ)π(ρ) = 0, που σημαίνει ότι το ρ είναι ρίζα του Ρ(x). Αντιστρόφως: Έστω ότι το ρ είναι ρίζα του Ρ(x), δηλαδή ισχύει Ρ(ρ) = 0. Τότε από τη σχέση P(x) = (x - ρ)π(x) + P(ρ) παίρνουμε P(x) = (x - ρ)π(x), που σημαίνει ότι το x - ρ είναι παράγοντας του Ρ(x). ΘΕΩΡΗΜΑ   Ένα πολυώνυμο Ρ(x) έχει παράγοντα το x - ρ αν και μόνο αν το ρ είναι ρίζα του Ρ(x), δηλαδή αν και μόνο αν Ρ(ρ) = 0.  ΑΠΟΔΕΙΞΗ Έστω ότι το x - ρ είναι παράγοντας του Ρ(x). Τότε P(x) = (x - ρ)π(x) Από την ισότητα αυτή για x = ρ παίρνουμε P(ρ) = (ρ - ρ)π(ρ) = 0, που σημαίνει ότι το ρ είναι ρίζα του Ρ(x). Αντιστρόφως: Έστω ότι το ρ είναι ρίζα του Ρ(x), δηλαδή ισχύει Ρ(ρ) = 0. Τότε από τη σχέση P(x) = (x - ρ)π(x) + P(ρ) παίρνουμε P(x) = (x - ρ)π(x), που σημαίνει ότι το x - ρ είναι παράγοντας του Ρ(x).