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定理已证明

代数基本定理

命题陈述

任何复数域上次数不为零的一元多项式都至少有一个复数根;等价地,次数为 n≥1n \ge 1 的多项式恰好有 nn 个计重数的复数根。

为什么成立?

像 x2+1x^2+1 这样的实系数多项式不与 x 轴相交,看起来似乎没有根。但只要允许系数和根不局限于实数直线,而是取值于复平面,那么无论多复杂的多项式都必定在某处为零。加入虚数方向恰好补上了实数留下的空缺。

证明思路

一种标准证明(达朗贝尔–阿尔冈 / 高斯)利用刘维尔定理:若多项式 p(z)p(z) 没有根,则 1/p(z)1/p(z) 是有界整函数,由刘维尔定理必为常数,这与 pp 非常数矛盾。更初等的方法证明 ∣p(z)∣|p(z)| 在 C\mathbb{C} 上取得全局最小值(因为当 ∣z∣→∞|z|\to\infty 时 ∣p(z)∣→∞|p(z)|\to\infty),并说明该最小值必为零,否则可通过适当扰动使 ∣p∣|p| 更小。

证明者

用到此定理的主题

相关定理

分步证明

该定理暂无分步证明。

参考文献

  1. Benjamin Fine, Gerhard Rosenberger (1997). The Fundamental Theorem of Algebra