2 Definition af komplekse tal

Komplekse tal
Sætning 6.4. Opløsning af polynomium i faktorer.
n n−1
Lad Pn() z = anz + an−1z + ... + a1z+ a0,
hvor n er et positivt helt tal,
koefficienterne an, an−1,, . . . , a1, a0
er reelle tal og an ≠ 0 .
Pn z kan opløses i et produkt af førstegradsfaktorer med reelle koefficienter og andengradsfak-
()
torer med reelle koefficienter.
Bevis:
Ifølge sætning 6.1 (algebraens fundamentalsætning har et n’te grads polynomium Pn( z)
n rødder. Det betyder, at
Pn( z)
kan opløses i et produkt af n førstegradsfaktorer
n−1
P () z = a z + a z + ... + a z+ a = a ( z − α )( ⋅ z − α ) ⋅ ...( z−
α )
14
n n n
n−1
1 0 n 1 2
n
Nogle af disse er førstegradsfaktorer med reelle koefficienter.
Er en rod α ikke reel ved vi fra sætning 6.3 at så er den konjugerede α også rod.
2
( z−α)( z− α) = z − ( α + α) z+
α⋅α .
Da α + α = ( α + iα ) + ( α − iα ) = 2α
er et reelt tal og a⋅ a = ( a + ia ) ⋅( a − ia ) = a + a også er et reelt
1 2 1 2 1
1 2 1 2 1 2
2
tal, ses, at andengradspolynomiet z − ( α + α) z+
α⋅α er et polynomium med reelle koefficienter.
Hermed er sætningen bevist.
Er specielt α p gange rod, vil Pn z indeholder andengradsfaktoren p gange.
()
Eksempel 6.4. Opløsning af polynomium i faktorer
5 4 3 2
Opløs polynomiet Pz ()= 2z− 10z+ 30z− 50z+ 48z−20 iet produkt af førstegradsfaktorer
med reellle koefficienter og andengradsfaktorer med reellle koefficienter.
Løsning:
Ti89: MATH, ALGEBRA, FACTOR(2z^5-10z^4+30z^3-50z^2+48z-20,x)
2 2
Resultat: 2( z−1)( z − 2z+ 2)( z − 2z+ 5)
Maple: factor(2*z^5-10*z^4+30*z^3-50*z^2+48*z-20);
Resultat:
6.4 Dekomponering af polynomiums brøker
Px ( )
Vi betragter i dette afsnit brøker hvor tæller og nævner er polynomier med reelle
Qx ( )
3
x + 7
koefficienter.Et eksempel herpå er brøken
3 2
x −3x− x + 3
Ved nogle anvendelser, bl.a, når man skal løse visse typer differentialligninger, får man brug for
at opløse sådanne brøker i en sum af simple “stambrøker”
3
x + 7
Skal man eksempelvis integrere f ( x)
=
vil dette være nødvendigt, da man så kan
3 2
x − 3x− x + 3
integrere hver af disse simplere stambrøker hver for sig.
Ver dekomponeringen faktoriserer man nævneren som beskrevet i sætning 6.4, og derefter spaltes
op i en sum af brøker med disse faktorer som nævnere .Stambrøkerne er brøker, hvor tællerens grad
n
er minder end nævnerens, og hvor nævneren enten er ( x − α ) , eller ( ax bx c) , hvor
n
2 + +
α, abc , , er reelle tal og n er et helt positivt tal.
En sådan “dekomponering” af en brøk og kan opfattes som det modsatte af at sætte på fælles
brøkstreg.
2 2