Этьен Безу. Биография. Теорема Безу. Следствия из теоремы. Этьен Безу. Биография
Этьен Безу — французский математик, член Парижской Академии Наук (с 1758 года).
Родился в Немуре 31 марта 1730 года и умер 27 сентября 1783 года.
С 1763 года Безу преподавал математику в училище гардемаринов, а с 1768 года и в королевском артиллерийском корпусе.
Основные работы Этьена Безу относятся к высшей алгебре, они посвящены созданию теории решения алгебраических уравнений.
В теории решения систем линейных уравнений он содействовал возникновению теории определителей, развивал теорию исключения
неизвестных из систем уравнений высших степеней, доказал теорему (впервые сформулированную К. Маклореном) о том, что две кривые
порядка m и n пересекаются не более чем в m-nточках.
Безу писал “Курс математики" пять лет с 1764 по 1769 год. Также, он развил метод неопределённых множителей: в элементарной алгебре его
именем назван способ решения систем уравнений, основанный на этом методе.
Часть трудов Безу посвящена внешней баллистике.
Теорема Безу.
Теорема Безу довольно просто в своем использовании, но при этом она является одной из базовых теорем теории многочлена. Она гласит, что остаток от деления многочлена f(x) на многочлен (x-c) - это f(c).
f(x) – многочлен с коэффициентами из кольца P.
Доказательство:
Раздели многочлен f(x) на двучлен (x-c) с остатком . Получим
.
Теперь подставим в получившееся равенство вместо x число с. Получаем
+r
Так как скобка равна нулю, то из этого следует, что
r.
Теорема доказана.
Следствия из теоремы Безу.
Следствие 1. Число с - корень многочлена тогда и только тогда, когда делится без остатка на двучлен .
Следствие 2. Свободный член многочлена делится на любой целый корень многочлена с целыми коэффициентами (если старший коэффициент равен 1, то все рациональные корни являются и целыми).
Следствие 3. Пусть - целый корень многочлена с целыми коэффициентами. Тогда для любого целого n число делится на .
Благодаря данной теореме и ее следствия, мы можем, найдя один корень многочлена, искать остальные корни многочлена, но степень которого будет на единицу ниже. Если , то многочлен будет выглядеть следующим образом
Это означает, что один корень уже найден. Дальше следует находить корни многочлена , степень которого на один ниже степени многочлена
Также данный метод называют понижением степени. Благодаря данному способу можно найти оставшиеся корни многочлена.
Примеры использования теоремы.
Пример.Найти остаток от деления многочлена на .
Решение. На основании теоремы Безу подставляем вместо x число -5. Получаем
r(x)=
В результате мы получили остаток r(x) равный 180.
Пример.С помощью теоремы Безу доказать, что многочлен делится на двучлен x-1 без остатка.
Решение. Если данный многочлен делится на двучлен x-1 без остатка, то, согласно теореме Безу, имеет место равенство . Проверим.
Что и требовалось доказать.
Пример.Решить уравнение =0
Решение. Целые корни многочлена должны быть делителями свободного члена, т.е. в нашем случае, это делители числа три, так что это могут быть только числа При этом 1 не является корнем многочлена , поскольку сумма его коэффициентов .
При имеем схему:
Мы видим, что -1 – корень , и в частном получается многочлен:
/
Значение второй раз проверять не будем, поскольку если бы число 1 было корнем то оно было бы и корнем , что неверно. Число -1 проверяем обязательно – ничто не мешает ему быть также и корнем
Следовательно, 0.
Составим схему Горнера для
Следовательно, , и при делении на получится многочлен .
Таким образом, многочлен а значит и исходное уравнение, имеет 4 корня: -1, 3, .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, мы рассмотрели понятие многочлена, что такое корни многочлена, схему Горнера, теорему Безу и ее следствия, которые помогают нам при решении задач, связанных с делимостью многочленов, например, нахождение остатка при делении многочленов, определение кратности многочленов и т.д. Также теорема работает при разложении многочленов на множители, при определении кратности корней и многих других.
Изучение схемы Горнера и теоремы о рациональных корнях многочлена дает общий метод разложения на множители любого алгебраического выражения. В свою очередь умение решать уравнения высших степеней позволяет значительно расширить круг показательных, логарифмических, тригонометрических и иррациональных уравнений и неравенств.
В заключении, хотелось бы сказать что теорема Безу, не смотря на свою простоту, помогает при решении одной из главнейших задач математики- решения уравнений, т.е. нахождения его корней.
|