Przykład 1

Wyznaczmy pierwiastki wielomianu W(x)=4(x-2)(x+1)(x-7).

  • Zauważmy, że wielomian  W przyjmuje wartość 0 dla x=-1, x=2 lub x=7 i są to jedyne pierwiastki tego wielomianu.

Twierdzenie Bézouta
Twierdzenie: Twierdzenie Bézouta

Liczba a jest pierwiastkiem wielomianu W(x) wtedy i tylko wtedy, gdy wielomian W(x) dzieli się przez dwumian x-a bez reszty.

Dowód

Twierdzenie ma postać równoważności (), aby je udowodnić należy wykazać prawdziwość dwóch  implikacji.

  • Dowód
    Zakładamy, że W(a)=0. Wtedy  reszta z dzielenia wielomianu W(x) przez x-a wynosi 0, czyli wielomian W(x) jest podzielny przez x-a.

  • Dowód :
    Zakładamy, że W(x) dzieli się przez x-a. Zatem istnieje wielomian Q(x) taki, że W(x)=(x-a)·Q(x). Ale wtedy W(a)=(a-a)·Q(a)=0, czyli a jest pierwiastkiem wielomianu W(x).

Z twierdzenia Bézouta wiemy, że jeżeli liczba x1 jest pierwiastkiem wielomianu W(x), to wielomian ten można zapisać w postaci
W(x)=(x-x1)·Q(x).
To spostrzeżenie można uogólnić:

Postać iloczynowa wielomianu
Własność: Postać iloczynowa wielomianu

Jeżeli wielomian
W(x)=anxn+an-1xn-1++a1x+a0 stopnia n ma n pierwiastków x1, x2, , xn, to można go zapisać w postaci iloczynowej
W(x)=an(x-x1)(x-x2)(x-xn).

Z postaci iloczynowej wynika zależność między stopniem wielomianu i maksymalną liczbą jego pierwiastkówliczba pierwiastków wielomianuliczbą jego pierwiastków.

Liczba pierwiastków wielomianu
Własność: Liczba pierwiastków wielomianu
  • Wielomian stopnia n ma co najwyżej n pierwiastków rzeczywistych.

  • Wielomian stopnia nieparzystego ma co najmniej jeden pierwiastek rzeczywistypierwiastek wielomianupierwiastek rzeczywisty.

Przykład 2

Wyznaczmy wszystkie pierwiastki wielomianu W(x)=(x2-3x-4)(x2+x-6).

  • Korzystamy z postaci iloczynowejpostać iloczynowa wielomianupostaci iloczynowej wielomianów stopnia 2: Q(x)=x2-3x-4=(x+1)(x-4) oraz P(x)=x2+x-6=(x-2)(x+3) i otrzymujemy: W(x)=(x+1)(x-4)(x-2)(x+3).

  • Zatem W(x) jest podzielny przez dwumiany x+1, x-4, x-2 oraz x+3.

  • Zgodnie z twierdzeniem Bézoutatwierdzenie Bézoutatwierdzeniem Bézouta liczby -1, 4, 2-3 są pierwiastkami W(x).

  • W(x) jest wielomianem czwartego stopnia, więc to jedyne pierwiastki tego wielomianu.

Przykład 3

Sprawdźmy, czy wielomian jest podzielny przez

  • ,

  • ,

  • .

RC1BMabCFtSd3
x, minus, jeden W nawias jeden zamknięcie nawiasu, równa się, jeden, minus, siedemnaście, plus, osiemnaście, nie równa się, zero, więc wielomian W nawias x zamknięcie nawiasu nie jest podzielny przez x, minus, jeden., x, minus, dwa W nawias dwa zamknięcie nawiasu, równa się, dwa indeks górny, pięćdziesiąt jeden, koniec indeksu górnego, minus, siedemnaście, razy, dwa indeks górny, trzydzieści dwa, koniec indeksu górnego, plus, osiemnaście, równa się dwa indeks górny, trzydzieści dwa, koniec indeksu górnego, nawias dwa indeks górny, dziewiętnaście, koniec indeksu górnego, minus, siedemnaście zamknięcie nawiasu, plus, osiemnaście, większy niż, zero (bo dwa indeks górny, dziewiętnaście, koniec indeksu górnego, większy niż, siedemnaście), więc wielomian W nawias x zamknięcie nawiasu nie jest podzielny przez x, minus, dwa., x, plus, jeden W nawias, minus, jeden zamknięcie nawiasu, równa się, minus, jeden, minus, siedemnaście, plus, osiemnaście, równa się, zero, więc wielomian W nawias x zamknięcie nawiasu jest podzielny przez x, plus, jeden.
Przykład 4

Ustalmy, dla jakich liczb naturalnych jednocyfrowych wielomian jest podzielny przez .

  • Zauważmy, że .

  • Zatem .

  • Sprowadzając trójmian kwadratowy do postaci iloczynowej dostajemy
    .

  • Wiemy, że , więc, z twierdzenia Bézouta, wielomian jest podzielny przez dwumiany oraz .

  • Trójmian kwadratowy nie ma więcej miejsc zerowych, a wyrażenie przyjmuje wyłącznie wartości dodatnie. Zatem wielomian jest podzielny przez tylko dla lub .

Słownik

liczba pierwiastków wielomianu
liczba pierwiastków wielomianu

wielomian stopnia n ma co najwyżej n pierwiastków rzeczywistych; wielomian stopnia nieparzystego ma co najmniej jeden pierwiastek rzeczywisty

pierwiastek wielomianu
pierwiastek wielomianu

dla wielomianu W(x) jednej zmiennej x to liczba x0 taka, że W(x0)=0

postać iloczynowa wielomianu
postać iloczynowa wielomianu

jeżeli wielomian
W(x)=anxn+an-1xn-1++a1x+a0 stopnia n ma n pierwiastków x1, x2, , xn, to można go zapisać w postaci iloczynowej
W(x)=an(x-x1)(x-x2)(x-xn)

twierdzenie Bézouta
twierdzenie Bézouta

liczba a jest pierwiastkiem wielomianu W(x) wtedy i tylko wtedy, gdy wielomian W(x) dzieli się przez dwumian x-a bez reszty