主要内容

高等代数教学辅导

1.1 一元多项式的定义和基本性质

练习 练习

基础题.

1.
证明:\(\mathbb{Q} ({\rm i})=\{a+b{\rm i}\ |\ a,b\in\mathbb{Q}\}\)是一个数域,其中\({\rm i}\)是虚数单位。
2.
求包含\(\sqrt{3}\)的最小数域,并证明。
3.
\begin{equation*} f(x)=2x^4+2x^3-x^2+5x-5,g(x)=-4x^2+3x-2, \end{equation*}
\(f(x)+g(x),f(x)g(x)\)
解答.
\begin{equation*} f(x)+g(x) = 2x^4+2x^3-5x^2+8x-7, \end{equation*}
\begin{equation*} f(x)g(x)=-8x^6-2x^5+6x^4-27x^3+37x^2-25x+10. \end{equation*}
4.
\(f (x),g(x)\in\mathbb{F}[x]\),证明:
\begin{align} \deg \left(cf (x)\right) \amp = \deg f (x) ,\quad 0 \ne c\in \mathbb{F}, \tag{1.1.1}\\ \deg \left(f (x)g(x)\right)\amp = \deg f (x) + \deg g(x).\tag{1.1.2} \end{align}
5.
\(f(x),g(x)\in \mathbb{F}[x]\),且 \(f (x)\ne 0\)\(g(x)\ne 0\), 证明:
\begin{equation*} f(x)g(x)\ne 0. \end{equation*}
6.
\(f (x),g(x)\in \mathbb{F}[x]\),若 \(f(x)\ne 0\)\(f (x) g(x) = f (x) h(x)\),证明:
\begin{equation*} g(x) = h(x). \end{equation*}
7.
对任意非零多项式\(f(x)\),证明:\(\deg f\left(f(x)\right)=\left(\deg f(x)\right)^2\)

提高题.

8.
设数集\(\mathbb{F}\)至少包含两个不同的数,证明:若\(\mathbb{F}\)中任意两个数的差与商(除数非零)仍属于\(\mathbb{F}\),则\(\mathbb{F}\)是一个数域。
9.
\(\K,\ \F\)是数域,
  1. 证明:\(\K\cap \F\)是一个数域;
  2. 举例说明\(\K\cup \F\)不一定是数域;
  3. 试证:\(\K\cup \F\)是数域的充要条件是\(\K\subseteq \F\)\(\F\subseteq \K\)
10.
\(\F\)是一个数域,且\(\R \subseteq \F\subseteq \C\)。证明:或者\(\F=\R\),或者\(\F = \C\),二者必居其一。
11.
\(f (x),g(x)\in\mathbb{F}[x]\),证明:
\begin{equation*} \deg \left( f (x) + g(x)\right)\le \max\{\deg f (x) ,\ \deg g(x)\}. \end{equation*}
12.
\(f(x),g(x),h(x)\in\R[x]\),满足\(x\left(f(x)\right)^2+x\left(g(x)\right)^2=\left(h(x)\right)^2\)。证明:
\begin{equation*} f(x)=g(x)=h(x)=0. \end{equation*}
这个结论在复数域上成立否?若成立,请证明;若不成立,请举例说明。
13.
\(f(x)\in\C[x]\)\(f\left(x^2\right)=\left(f(x)\right)^2\),求\(f(x)\)
14.
\(f(x)\in\C[x],k\in\Z^+\)\(f\left(f(x)\right)=\left(f(x)\right)^k\),求\(f(x)\)
15.
用多项式的系数序列来表示多项式(不限定升序或降序排列),写一个函数实现多项式的乘法,并验证 练习 1.1.3 手算获得的结论是否正确。

挑战题.

16.
\(\F = \{0,1\}\),在\(\F\)上按如下方式定义加、减、乘、除(除数不为0)四种运算:
\begin{equation*} 0+0=0, \quad 1+1 = 0,\quad 0+1=1+0=1; \end{equation*}
\begin{equation*} 0-0=0,\quad 1-1=0,\quad 0-1 = 1-0=1; \end{equation*}
\begin{equation*} 0\times 0 =0,\quad 1\times 1 =1,\quad 0\times1 = 1\times 0 =0 \end{equation*}
\begin{equation*} 0\div 1 = 0,\quad 1\div 1 = 1. \end{equation*}
此时\(\F\)称为二元域
多项式的相关概念可以从数域推广到二元域上。请验证:当\(\F\)是二元域时,取
\begin{equation*} f(x)= x\in \F[x],\quad g(x) = x^2\in \F[x], \end{equation*}
\(f(x)\)\(g(x)\)作为函数是同一个函数。