परिभाषा 8.10विश्वविद्यालय गणित — स्नातक वर्ष 1 · अध्याय 8 — बहुपद
P=∑akXk का औपचारिक अवकलजP′=∑k≥1kakXk−1 है; वह सामान्य नियम (P+Q)′=P′+Q′, (PQ)′=P′Q+PQ′ संतुष्ट करता है (एकपदों पर जाँचा गया और रैखिकता से विस्तारित)। P के मूल a की बहुलताm≥1 तब है जब (X−a)m∣P हो पर (X−a)m+1∤P न हो; मूल m=1 होने पर सरल और m≥2 होने पर बहु कहलाता है।
उदाहरण
उदाहरण 8.12(बहुलता की संगणना)
P=X4−5X3+6X2+4X−8 में मूल 2 की बहुलता क्या है? 2 पर क्रमिक अवकलजों का मान लीजिए:
P(2)=16−40+24+8−8=0,P′(2)=32−60+24+4=0,
P′′(2)=48−60+12=0,P′′′(2)=48−30=18=0
(जहाँ P′=4X3−15X2+12X+4, P′′=12X2−30X+12, P′′′=24X−30)। तीन लुप्त मान और फिर एक अशून्य: अतः बहुलता ठीक 3। भाग देने पर P=(X−2)3(X+1) — जिसकी जाँच (X−2)3=X3−6X2+12X−8 का प्रसार करके और X+1 से गुणा करके की जा सकती है। सार: बहुलताएँ मानों से पढ़ी जाती हैं, किसी गुणनखंडन की आवश्यकता नहीं — और ठीक इसी तरह उन्हें तब पकड़ा जाता है जब गुणनखंडन पहुँच से बाहर हो।
उदाहरण 8.13(महत्तम समापवर्तक से बहु मूल पकड़ना)
जब कोई मूल ज्ञात न हो, तब भी प्रतिज्ञप्ति 8.11 एक समग्र बहु-मूल संसूचक देता है: aP का बहु मूल है तभी जब वह P और P′ का उभयनिष्ठ मूल हो, अतः P का (किसी C में) बहु मूल है तभी जब gcd(P,P′)=1 — और यह यूक्लिडीय कलनविधि से, बिना कुछ हल किए, संगणनीय है। नमूना: P=X3−3X+2, P′=3X2−3=3(X−1)(X+1)। P के भीतर P′ के मूल ±1 जाँचिए: P(1)=0, पर P(−1)=4, अतः
gcd(P,P′)=X−1:
मूल 1 बहु है; दो बार भाग देने पर P=(X−1)2(X+2)। महत्तम समापवर्तक तो बहु मूलों का पूरा समुच्चय बता देता है, प्रत्येक की बहुलता एक कम करके — यही तथ्य हर संगणक-बीजगणित प्रणाली किसी भी मूल-खोज से पहले “वर्ग-मुक्त गुणनखंडन” के लिए प्रयोग करती है, और यह अभ्यास 8.9 के बहु-मूल-रहित तर्कों का बहुपदीय जुड़वाँ है।
उदाहरण 8.17
अभ्यास 3.5 में X4+4 का R पर गुणनखंडन चारों सम्मिश्र मूलों ±1±i को युग्मित करके किया गया था: X4+4=(X2−2X+2)(X2+2X+2)। कोई भी द्विघात R पर नहीं टूटता (विविक्तकर −4)। ध्यान दीजिए: अखंडनीय वास्तविक बहुपद की घात 1 या 2 होती है — गुणनखंडन प्रमेय ठीक यही कहती है। वही संयुग्मी-युग्मन X4+1 पर चलाइए, जिसके मूल e±iπ/4 और e±3iπ/4 हैं: प्रत्येक जोड़ा X2−2cosθX+1 का योगदान करता है, अतः
X4+1=(X2−2X+1)(X2+2X+1),
यह ऐसी सर्वसमिका है जो Q पर भोले गुणनखंडन-प्रयासों को दिखाई नहीं देती — यही वास्तविक (यहाँ तो अपरिमेय) गुणांकों पर अड़े रहने की कीमत है, और अध्याय 15 में x4+11 के समाकलन के लिए एक मानक निवेश।