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定理已证明

韦达定理

命题陈述

对于首一多项式 xn+an−1xn−1+⋯+a1x+a0x^n + a_{n-1}x^{n-1}+\cdots+a_1x+a_0,设其根(计重数)为 r1,…,rnr_1,\dots,r_n,则根的初等对称多项式与系数相差一个符号: ∑iri=−an−1\sum_i r_i = -a_{n-1},∑i<jrirj=an−2\sum_{i<j} r_ir_j = a_{n-2},……,r1r2⋯rn=(−1)na0r_1r_2\cdots r_n=(-1)^n a_0。

为什么成立?

如果已经知道一个多项式的所有根,就可以通过展开 (x−r1)(x−r2)⋯(x−rn)(x-r_1)(x-r_2)\cdots(x-r_n) 重新构造出这个多项式。展开这个乘积会把这些根以各种方式混合起来——单个根的和、两两根之积的和,以此类推——而这些组合恰好就是系数。所以系数并非随意的数字,而是根之间组合方式的压缩记录。

证明思路

展开 (x−r1)(x−r2)⋯(x−rn)(x-r_1)(x-r_2)\cdots(x-r_n),并与 xn+an−1xn−1+⋯+a0x^n+a_{n-1}x^{n-1}+\cdots+a_0 比较系数;左边 xn−kx^{n-k} 的系数为 (−1)kek(r1,…,rn)(-1)^k e_k(r_1,\dots,r_n),其中 eke_k 是第 kk 个初等对称多项式,它必须等于 an−ka_{n-k}。

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分步证明

该定理暂无分步证明。

参考文献

  1. Victor J. Katz (2009). A History of Mathematics: An Introduction