MathLabs

第5問

整数係数をもつ次数 n>1n>1 の多項式 P(x)P(x) と正の整数 kk をとる。PP が kk 回現れる合成 Q(x)=P(P(…P(x)…))Q(x)=P(P(\ldots P(x)\ldots)) を定める。Q(t)=tQ(t)=t を満たす整数 tt は高々 nn 個であることを証明せよ。
ステップ 2/8: QQ の不動点の軌道を追う
xi+1=P(xi),xk=x0x_{i+1}=P(x_i),\qquad x_k=x_0
詳しい解説

Q(x0)=x0Q(x_0)=x_0 を満たす整数をとり、xi+1=P(xi)x_{i+1}=P(x_i) と定めると xk=x0x_k=x_0 である。そのような整数 x0x_0 がすべて P(x0)=x0P(x_0)=x_0 も満たすなら、P(x)−xP(x)-x は次数 nn なので根の個数から結論が従う。