Semua buku

Profesional

Aplikasi Tentang Pelatih Masuk Mulai membaca

Matematika · Glosarium

Apa itu Polinomial, derajat?

Dikenal juga sebagai: polinomial · polinomial monik

Definisi 8.1 Matematika Universitas — Tahun 1 · Bab 8 — Polinomial

Sebuah polinomial berkoefisien di KK adalah jumlah formal

P=a0+a1X+a2X2+⋯+anXn=∑kakXk,P = a_0 + a_1 X + a_2 X^2 + \dots + a_n X^n = \sum_{k} a_k X^k,

dengan ak∈Ka_k \in K yang bernilai nol mulai dari suatu indeks. Dengan penjumlahan yang wajar dan hasil kali

(∑iaiXi)(∑jbjXj)=∑k(∑i+j=kaibj)Xk,\Bigl(\sum_i a_i X^i\Bigr)\Bigl(\sum_j b_j X^j\Bigr) = \sum_k \Bigl(\sum_{i+j=k} a_i b_j\Bigr) X^k,

himpunan K[X]K[X] menjadi ring komutatif. Derajat deg⁡P\deg P dari P≠0P \neq 0 adalah nn terbesar dengan an≠0a_n \neq 0; lalu ana_n disebut koefisien utamanya (PP disebut monik bila an=1a_n = 1), dan menurut kesepakatan deg⁡0=−∞\deg 0 = -\infty. Setiap polinomial mendefinisikan fungsi x↦P(x)x \mapsto P(x) pada KK lewat substitusi.

Contoh

Contoh 8.4

Bagilah A=X4+X3−2X+1A = X^4 + X^3 - 2X + 1 dengan B=X2+1B = X^2 + 1:

X4+X3−2X+1=(X2+1)(X2+X−1)+(−3X+2).X^4 + X^3 - 2X + 1 = (X^2 + 1)(X^2 + X - 1) + (-3X + 2).

(Hitung: kurangkan X2BX^2 B, lalu XBX B, lalu −B-B; sisanya −3X+2-3X + 2 berderajat 1<21 < 2.)

Contoh 8.9 (Kiat polinomial bantu)

Misalkan PP polinomial berderajat ≤n\leq n dengan

P(k)=kk+1(k=0,1,…,n);P(k) = \frac{k}{k+1} \qquad (k = 0, 1, \dots, n) ;

yang ada dan tunggal menurut interpolasi Lagrange di bawah. Berapa P(n+1)P(n+1)? Hilangkan penyebutnya: polinomial Q=(X+1)P−XQ = (X+1)P - X berderajat ≤n+1\leq n + 1 dan lenyap di n+1n + 1 titik 0,1,…,n0, 1, \dots, n, jadi menurut Teorema 8.7

Q=c X(X−1)(X−2)⋯(X−n)Q = c\,X(X-1)(X-2)\cdots(X-n)

untuk suatu konstanta cc. Hitung nilainya di tempat QQ diketahui secara mandiri: di X=−1X = -1, Q(−1)=0⋅P(−1)+1=1Q(-1) = 0 \cdot P(-1) + 1 = 1, sedangkan hasil kalinya sama dengan (−1)(−2)⋯(−1−n)=(−1)n+1(n+1)!(-1)(-2)\cdots(-1-n) = (-1)^{n+1}(n+1)!; sehingga c=(−1)n+1(n+1)!c = \frac{(-1)^{n+1}}{(n+1)!}. Sekarang hitung nilainya di X=n+1X = n + 1:

(n+2) P(n+1)−(n+1)=Q(n+1)=c (n+1)!=(−1)n+1,(n+2)\,P(n+1) - (n+1) = Q(n+1) = c\,(n+1)! = (-1)^{n+1} ,

jadi P(n+1)=(n+1)+(−1)n+1n+2P(n+1) = \dfrac{(n+1) + (-1)^{n+1}}{n+2}: yang sama dengan 11 untuk nn ganjil, dan nn+2\frac{n}{n+2} untuk nn genap — jadi polinomial penginterpolasinya tidak melanjutkan pola n+1n+2\frac{n+1}{n+2}. Kiat yang perlu diingat: sandikan datanya sebagai akar sebuah polinomial bantu, kenali konstanta yang belum diketahui pada sebuah titik di luar datanya, lalu panenlah hasilnya.

Contoh 8.13 (Mendeteksi akar ganda lewat FPB)

Ketika tak ada akar yang diketahui, Proposisi 8.11 tetap memberikan pendeteksi akar ganda yang global: aa merupakan akar ganda PP jika dan hanya jika ia akar persekutuan PP dan P′P', sehingga PP mempunyai akar ganda (di C\C) jika dan hanya jika gcd⁡(P,P′)≠1\gcd(P, P') \neq 1 — yang dapat dihitung dengan algoritma Euclid tanpa menyelesaikan apa pun. Contohnya: P=X3−3X+2P = X^3 - 3X + 2, P′=3X2−3=3(X−1)(X+1)P' = 3X^2 - 3 = 3(X - 1)(X + 1). Dengan menguji akar ±1\pm1 dari P′P' di dalam PP: P(1)=0P(1) = 0 tetapi P(−1)=4P(-1) = 4, jadi

gcd⁡(P,P′)=X−1:\gcd(P, P') = X - 1 :

jadi akar 11 bersifat ganda; dan dengan membaginya dua kali, P=(X−1)2(X+2)P = (X - 1)^2(X + 2). FPB itu bahkan melaporkan seluruh himpunan akar gandanya, masing-masing dengan kegandaan yang berkurang satu — fakta yang dimanfaatkan setiap sistem aljabar komputer untuk “memfaktorkan bebas kuadrat” sebelum berburu akar, dan ia kembaran polinomial bagi argumen tanpa akar ganda pada Latihan 8.9.

Baca dalam konteks →