轮换式
轮换式
轮换式是一个数学定义。n元多项式f(x1,x2,…,xn),如果将变数(x1,x2,…,xn按一定顺序轮换,如以x2代x1,x3代x2,…,xn代xn-1,x1代xn,有f(x1,x2,…,xn-1,xn)=f(x2,x3,…,xn,x1);那么这个多项式叫做轮换多项式,简称轮换式。比如,xx2+x2x3+x3x1;(x-y)3+(y-z)3+(z-x)3;(x-y+z)(y-z+x)(z-x+y)都是轮换式。
定义
在一个含有若干个元的多项式中,如果任意交换两个元的位置,多项式不变,这样的多项式叫做对称多项式
与对称式
如果一个多项式中的变数字母按照任何次序轮换后,原多项式不变,那么称该多项式是轮换多项式。 对称轮换式就是两项互换,可以看做轮换式的特殊情况。
下面通过例子来说明轮换式和对称式的区别和联系:
1、对于这几个代数式:
交换这些式子中的任意两个字母,式子不变。我们把这样的式子叫做对称式。
2、再看这几个式子:
将这些式子中的 x 换成 y, 将 y 换成 z, 将 z 换成 x,即将字母做一个轮换, 式子保持不变。我们将这样的式子叫做轮换式。
由此可见:对称式一定是轮换式,但轮换式未必是对称式。另外,两个轮换式(对称式)的和、差、积、商仍然是轮换式(对称式)。
因式分解
例1:分解因式
分析: 这是一个二元对称式,二元对称式的基本对称式是 .任何二元对称多项式都可用 表示,如 ,二元对称多项式的分解方法之一是:先将原式用 表示,再行分解
解:
∴原式
例2:分解因式
此题中若将式中的b换成a,c换成b,a换成c,即为 ,原式不变,这类多项式称为关于a、b、c的轮换对称式,轮换对称式的因式分解,用因式定理及待定系数法比较简单。下面先粗略介绍一下因式定理,为了叙述方便先引入符号 , 如对一元多项式 可记作 , 即表示当 时多项式的值,如 时,多项式 的值为 ;当 时多项式 的值为
因式定理:如果 时多项式 的值为零,即 则 能被 整除(即含有 的因式)。
如多项式 ,当 时, 即 含有 的因式,事实上 .
对于一般的形式: ,若 ,则
由于 (其中 | 表示整除
由以上分析可知:对于多元多项式,在使用因式定理时可以确定一个主元,而将其它的元看成确定的数来处理.
我们利用因式定理来解例2:
解 这是一个含有a、b、c三个字母的三次多项式,现以a为主元,设 ,易知当a=b和a=c时,都有 ,故a-b和a-c是多项式的因式,而视b为主元时,同理可知b-c也是多项式的因式,而三次多项式至多有三个因式故可设 ,其中k为待定系数,令 可得
例3分解因式
分析: 这是一个关于a、b、c的四次齐次轮换多项式,可用因式定理分解,易知 是多项式的三个因式,而四次多项式还有一个因式,由轮换对称性可知这个一次因式应是 ,故可设 (其中k为待定系数),取 可得 ,所以
原式
形式
一次齐次的轮换式形如:
二次齐次的轮换式形如:
三次齐次的轮换式形如:
其中的 l, m, n, k 是待定常数.
齐次与非齐次
分解因式
易知其有因式 。因为原式是五次齐次轮换式,所以还缺一个二次齐次轮换式。不妨设
令 可得
令 可得
于是可得 。这就给出了所要的因式分解。
分解因式:
记 , 则此题就变为上一例题。最后结果为:
一个有用的公式
分解因式:
当 时,原式为 0,所以原式有因式 。再者,原式是三次齐次轮换式,所以我们还缺一个二次齐次轮换式因式。 不妨设
比较两边 的系数可得 。比较 的系数可得 ,于是:
有时候我们也把它写为
参考资料
最新修订时间:2024-05-16 18:43
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概述
定义
与对称式
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