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第1問

f(x)=xn+5xn−1+3f(x)=x^n+5x^{n-1}+3 とおく。ただし n>1n>1 は整数である。f(x)f(x) が整数係数をもつ二つの非定数多項式の積として表せないことを証明せよ。
ステップ 4/4: 整数根を排除する
ざっくり言うと

整数根なら値は 0 だが、偶奇性はすべての整数値が奇数だと示す。

xn+5xn−1≡xn−1(x+1)≡0(mod2)x^n+5x^{n-1}\equiv x^{n-1}(x+1)\equiv0\pmod2
詳しい解説

多項式はモニックで h は整数係数一次式なので、h は f の整数根を与える。しかし任意の整数 x では上の合同式と定数項 3 により f(x) は奇数である。整数根は存在せず矛盾。