Теорема о делении с остатком для многочленов. - раздел Математика, Элементы теории множеств Понятие множества. Подмножество. Операции над множествами. Теорема 17. Пусть F – Поле, F(X).
Теорема 17. Пусть F – поле, f(x), g(x) F[x], g(x) 0. Тогда существуют единственные многочлены q(x), r(x) F[x] такие, что f(x)=g(x)·q(x)+r(x), причем deg r(x)<deg g(x).
Доказательство. 1. Существование. Если f(x)=0, то q(x)=0, r(x)=0, причем deg r(x)= − < deg g(x) 0. Если deg f(x)<deg g(x), то q(x)=0, r(x)=f(x), причем deg r(x)=deg f(x)<deg g(x).
Пусть f(x) 0 и deg f(x) deg g(x). Пусть f(x)=ao+a1x+…+anx n , g(x)=bo+b1x+…+bmx m . Тогда n≥m. Доказательство проведем методом математической индукции по параметру n.
1) Пусть n=0. Тогда f(x)=ao и, так как n≥m, то g(x)=bo , причем deg r(x)= − <0=deg g(x).
2) Предположим, что утверждение верно для любого многочлена степени, меньшей n.
h(x)=f(x)-g(x)∙bm -1 ∙anx n - m =ao+а1x+…+anx-b0bm -1 anx n - m -…-anx n = ao+а1x+…-b0bm -1 anx n - m -…. Таким образом, h(x) - многочлен степени, меньшей n. Следовательно, по предположению индукции, q1(x), r1(x) F[x]: h(x)=g(x)∙q1(x)+r1(x), где deg r1(x)<deg g(x). Тогда
f(x)-g(x)=g(x)∙q1(x)+r1(x) и , причем deg r(x)<deg g(x).
Из 1)-3) по методу математической индукции следует, что утверждение верно для любого n∈ℕ∪<0>.
2. Единственность. Пусть f(x)=g(x)∙q1(x)+r1(x) (1) и f(x)=g(x)∙q2(x)+r2(x) (2). Покажем, что q1=q2, r1=r2. Вычтем из равенства (1) равенство (2): 0=g(x)(q1-q2)+(r1-r2) r2-r1=g(x)(q1-q2) (3).
Допустим, что q1-q2 0. Согласно теореме 13, F[x] - область целостности. Поэтому в F[x] нет делителей нуля и из (3) следует, что . Тогда, с одной стороны,
deg(r2-r1) , т.е. .
С другой стороны, , т.е. deg (r2-r1)<deg g. Противоречие. Следовательно, .