利用范德蒙德行列式,证明n次多项式至多有n个根
时间: 2024-04-10 19:28:55 浏览: 16
要证明一个n次多项式至多有n个根,我们可以利用范德蒙德行列式的性质来进行证明。
假设我们有一个n次多项式 P(x) = a_nx^n + a_{n-1}x^{n-1} + ... + a_1x + a_0,其中 a_i 是多项式的系数。
我们假设 P(x) 有超过n个根,即存在 n+1 个不同的数 r_0, r_1, ..., r_n,使得 P(r_0) = P(r_1) = ... = P(r_n) = 0。
我们可以构造一个 n×n 的范德蒙德行列式 V,其中第 i 行的元素为 r_i 的各次幂:
V = | 1 r_0 r_0^2 ... r_0^{n-1} |
| 1 r_1 r_1^2 ... r_1^{n-1} |
| . . . . |
| . . . . |
| . . . . |
| 1 r_n r_n^2 ... r_n^{n-1} |
根据范德蒙德行列式的定义,如果 V 的行向量线性相关,即行向量可以表示成其他行向量的线性组合,则 V 的行列式为零。
现在我们考虑多项式 P(x) 在每个根 r_i
相关问题
范德蒙行列式还是范德蒙德行列式
这两个术语都是存在的,但是它们指代的是不同的概念。
范德蒙行列式(Vandermonde determinant)是以荷兰数学家范德蒙的名字命名的,它是由 $n$ 个变量 $x_1, x_2, \dots, x_n$ 组成的 $n \times n$ 的行列式,其形式为:
$$
\begin{vmatrix}
1 & x_1 & x_1^2 & \cdots & x_1^{n-1} \\
1 & x_2 & x_2^2 & \cdots & x_2^{n-1} \\
\vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\
1 & x_n & x_n^2 & \cdots & x_n^{n-1}
\end{vmatrix}
$$
范德蒙行列式在数学和物理等领域中都有重要的应用,例如在插值多项式、正交多项式、量子力学等方面。
而范德蒙德行列式(Vandermonde matrix)则是由范德蒙的学生德国数学家德沃金(Alexandre-Théophile Vandermonde)所发现的,它是一个 $n \times m$ 的矩阵,其中第 $i$ 行第 $j$ 列的元素为 $x_i^{j-1}$,形式为:
$$
\begin{bmatrix}
1 & x_1 & x_1^2 & \cdots & x_1^{m-1} \\
1 & x_2 & x_2^2 & \cdots & x_2^{m-1} \\
\vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\
1 & x_n & x_n^2 & \cdots & x_n^{m-1}
\end{bmatrix}
$$
范德蒙德行列式在插值问题和多项式拟合问题中也有应用。
c语言实现两个一元n次多项式相加
可以使用数组来存储多项式的系数,然后按照指数从高到低的顺序相加,最后输出结果即可。具体实现可以参考以下代码:
#include <stdio.h>
#define MAX_N 100
int main() {
int n, m, i, j, k;
int a[MAX_N], b[MAX_N], c[MAX_N];
printf("请输入第一个多项式的次数:");
scanf("%d", &n);
printf("请输入第一个多项式的系数:");
for (i = 0; i <= n; i++) {
scanf("%d", &a[i]);
}
printf("请输入第二个多项式的次数:");
scanf("%d", &m);
printf("请输入第二个多项式的系数:");
for (i = 0; i <= m; i++) {
scanf("%d", &b[i]);
}
k = n > m ? n : m;
for (i = 0; i <= k; i++) {
c[i] = 0;
if (i <= n) {
c[i] += a[i];
}
if (i <= m) {
c[i] += b[i];
}
}
printf("相加后的多项式为:");
for (i = k; i >= 0; i--) {
if (c[i] != 0) {
printf("%d", c[i]);
if (i > 0) {
printf("x^%d + ", i);
}
}
}
printf("\n");
return 0;
}