جميع الكتب

مهني

1 Markets I: The Ecosystem and Exchange-Traded Marketsالأسواق عبر الإنترنتالإنجليزية 2 Markets II: Rates, FX and Creditالأسواق عبر الإنترنتالإنجليزية 3 Markets III: Commodities, Energy and Cryptoالأسواق عبر الإنترنتالإنجليزية 4 Quantitative Methodsالأساليب عبر الإنترنتالإنجليزية 5 Derivatives and Volatilityالمشتقات عبر الإنترنتالإنجليزية 6 Rates, Credit, XVA and Riskالفائدة والائتمان والمخاطر عبر الإنترنتالإنجليزية 7 Research Craft: Predictors, Backtests, Measurement, Portfoliosالبحث عبر الإنترنتالإنجليزية 8 Strategies I: Equities and Futuresالاستراتيجيات عبر الإنترنتالإنجليزية 9 Strategies II: Volatility, Relative Value, Macro and the Bank Desksالاستراتيجيات عبر الإنترنتالإنجليزية 10 Microstructure and Executionالتنفيذ عبر الإنترنتالإنجليزية 11 Market Making and High-Frequency Tradingصناعة السوق عبر الإنترنتالإنجليزية 12 Machine Learning for Marketsتعلم الآلة عبر الإنترنتالإنجليزية 13 Low-Latency Softwareالتكنولوجيا عبر الإنترنتالإنجليزية 14 Networks, Hardware and Trading Infrastructureالتكنولوجيا عبر الإنترنتالإنجليزية 15 Research, Data and Risk Platformsالتكنولوجيا عبر الإنترنتالإنجليزية 16 The Desk and the Firmالشركة عبر الإنترنتالإنجليزية 17 The Industry: Firms, Roles and Careersالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية 18 Interviews I: Maths, Probability and Speedالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية 19 Interviews II: Markets, Trading Games and the Final Roundالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية 20 Interviews III: Codeالمسارات المهنية عبر الإنترنتالإنجليزية
التطبيقات حول المدرب تسجيل الدخول ابدأ القراءة

الرياضيات · المسرد

ما معنى المشتقة، التضاعف؟

يُعرف أيضًا باسم: تضاعف جذر

تعريف 8.10 الرياضيات الجامعية — السنة 1 · الفصل 8 — كثيرات الحدود

المشتقة الصورية لكثير الحدود P=∑akXkP = \sum a_k X^k هي P′=∑k≥1k akXk−1P' = \sum_{k \geq 1} k\,a_k X^{k-1}؛ وهي تحقق القاعدتين المعتادتين (P+Q)′=P′+Q′(P+Q)' = P' + Q' و (PQ)′=P′Q+PQ′(PQ)' = P'Q + PQ' (ويُتحقَّق منهما على الحدّانيات ثم تُمدَّدان بالخطية). ويكون للجذر aa لكثير الحدود PP تضاعف m≥1m \geq 1 عندما يكون (X−a)m∣P(X-a)^m \mid P و (X−a)m+1∤P(X-a)^{m+1} \nmid P؛ ويكون الجذر بسيطًا إذا كان m=1m = 1، ومضاعفًا إذا كان m≥2m \geq 2.

أمثلة

مثال 8.12 (حساب تضاعف)

ما تضاعف الجذر 22 في P=X4−5X3+6X2+4X−8P = X^4 - 5X^3 + 6X^2 + 4X - 8؟ احسب المشتقات المتتالية عند 22:

P(2)=16−40+24+8−8=0,P′(2)=32−60+24+4=0,P(2) = 16 - 40 + 24 + 8 - 8 = 0, \qquad P'(2) = 32 - 60 + 24 + 4 = 0,
P′′(2)=48−60+12=0,P′′′(2)=48−30=18≠0P''(2) = 48 - 60 + 12 = 0, \qquad P'''(2) = 48 - 30 = 18 \neq 0

(مع P′=4X3−15X2+12X+4P' = 4X^3 - 15X^2 + 12X + 4 وP′′=12X2−30X+12P'' = 12X^2 - 30X + 12 و P′′′=24X−30P''' = 24X - 30). ثلاث قيم معدومة ثم قيمة غير معدومة: أي تضاعف يساوي 33 بالضبط. وبالقسمة، P=(X−2)3(X+1)P = (X - 2)^3(X + 1) — ويُتحقَّق من ذلك بنشر (X−2)3=X3−6X2+12X−8(X-2)^3 = X^3 - 6X^2 + 12X - 8 و الضرب في X+1X + 1. والفكرة النافذة: تُقرأ التضاعفات من الحسابات، دون حاجة إلى تعميل — وهذا بالضبط كيف نكشفها عندما يكون التعميل بعيد المنال.

مثال 8.13 (كشف الجذور المضاعفة بقاسم مشترك أكبر)

عندما لا يُعرف أيّ جذر، تظلّ القضية 8.11 تعطي كاشفًا إجماليًا للجذور المضاعفة: فيكون aa جذرًا مضاعفًا للمقدار PP إذا وفقط إذا كان جذرًا مشتركًا للمقدار PP و P′P'، ومنه فلكثير الحدود PP جذر مضاعف (في C\C) إذا وفقط إذا كان gcd⁡(P,P′)≠1\gcd(P, P') \neq 1 — وهو قابل للحساب بخوارزمية إقليدس دون حلّ أيّ شيء. مثال: P=X3−3X+2P = X^3 - 3X + 2 وP′=3X2−3=3(X−1)(X+1)P' = 3X^2 - 3 = 3(X - 1)(X + 1). وبتجريب جذرَي P′P' اللذين هما ±1\pm1 داخل PP: P(1)=0P(1) = 0 لكن P(−1)=4P(-1) = 4، ومنه

gcd⁡(P,P′)=X−1:\gcd(P, P') = X - 1 :

فالجذر 11 مضاعف؛ وبالقسمة مرتين، P=(X−1)2(X+2)P = (X - 1)^2(X + 2). بل إن القاسم المشترك الأكبر يفيد بمجموعة الجذور المضاعفة كاملةً، كلٌّ منها بتضاعف منقوص بواحد — وهي الواقعة التي يستثمرها كل نظام جبر حاسوبي «للتعميل الخالي من المربعات» قبل أيّ مطاردة للجذور، وهي التوأم الكثيرحدودي لحجج التمرين 8.9 في نفي الجذور المضاعفة.

مثال 8.17

عُمِّل X4+4X^4 + 4 فوق R\R في التمرين 3.5 بازدواج الجذور العقدية الأربعة ±1±i\pm 1 \pm \iu: X4+4=(X2−2X+2)(X2+2X+2)X^4 + 4 = (X^2 - 2X + 2)(X^2 + 2X + 2). ولا ينشقّ أيٌّ من كثيرَي الحدود من الدرجة الثانية فوق R\R (فمميّزاهما −4-4). ولاحظ: أن كثير الحدود الحقيقي الذي لا يتجزأ درجته 11 أو 22 — وهذا بالضبط ما تقوله مبرهنة التعميل. وبإجراء ازدواج المرافقات نفسه على X4+1X^4 + 1، وجذوره e±iπ/4\eu^{\pm\iu\pi/4} و e±3iπ/4\eu^{\pm3\iu\pi/4}: يسهم كل زوج بالمقدار X2−2cos⁡θ X+1X^2 - 2\cos\theta\,X + 1، ومنه

X4+1=(X2−2 X+1)(X2+2 X+1),X^4 + 1 = \bigl(X^2 - \sqrt2\,X + 1\bigr) \bigl(X^2 + \sqrt2\,X + 1\bigr) ,

وهي متطابقة غير مرئية لمحاولات التعميل الساذجة فوق Q\Q — وهي ثمن الإصرار على معاملات حقيقية (بل صمّاء هنا)، ومدخل معياريّ لمكاملة 1x4+1\frac1{x^4 + 1} في الفصل 15.

اقرأ في الفصل ←