Тема . Многочлены

Многочлены с целыми коэффициентами и теорема Безу

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела многочлены
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#82682

Дан многочлен P(x)  с целыми коэффициентами. Для некоторого натурального n  числа P (0),P(1),...,P (2n+ 1)  делятся на 22n  . Докажите, что значения многочлена P(x)  во всех целых точках делятся на  2n
2  .

Источники: СПБГОР - 2024, 11.6 (см. www.pdmi.ras.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Чтобы доказать, что у нас многочлен во всех точках кратен чему-то, бывает удобно представлять этот многочлен в виде, когда мы поделили его на какой-то другой с остатком, то есть представить P(x) = Q(x) * S(x) + R(x), и делили мы на многочлен на Q(x). Тогда если мы докажем, что во всех точках Q и R кратны чему-то, то докажем это и для P(x). Тогда, давайте сразу возьмём в качестве Q какой-то многочлен, который кратен 2^2^n. К примеру, x(x - 1)…(x - (2^n + 1)). Докажите, что такой многочлен действительно кратен 2^2^n, а после поймите какие условия тогда мы получаем на R(x).

Подсказка 2

Q(x) кратен, поскольку у нас произведениe k последовательных целых чисел кратно k!, и при этом у k! мы можем посчитать степень вхождения 2. В таком случае, на R(x) накладываются ровно такие же условия, как на P(x). А что значит, если многочлен, который принадлежит Z[x](поймите почему), и имеет степень меньшую, чем у Q, а также в хотя бы в deg(Q) подряд идущих целых точках кратен некоторому числу?

Подсказка 3

Это значит, что он кратен этому числу во всех целых точках, поскольку мы можем поделить на это целое число и индукцией показать, что если многочлен целочисленный в хотя бы t+1 подряд идущей целой точке, при том, что его степень не больше t, то он целочисленный во всех целых точках. Что тогда это нам даёт в рамках задачи?

Показать доказательство

Среди 2n +2  подряд идущих целых чисел x  , x − 1  , …, x− (2n +1)  есть хотя бы [(2n+ 2)∕2]  кратных двум, хотя бы [(2n+ 2)∕4]  кратных 4  , и т.д. Значит, суммарная степень вхождения 2  в их произведение не меньше

∑   n     k      ∑  n−k    n−1      n−2   n− 3         n
  [(2  +2)∕2 ]= 1+   [2   ]= (2   + 1)+2   + 2   +...+1= 2
 k               k

Поэтому все значения многочлена Q(x)= x(x− 1)...(x− (2n +1))  в целых точках кратны 22n.

Поделим P(x)  на Q(x)  с остатком: P(x)=Q (x)S(x)+R(x)  . Поскольку старший член Q(x)  равен 1, R (x)∈ ℤ[x]  , причем R(x)  будет удовлетворять тем же условиям, которым удовлетворяет P(x)  , и к тому же будет иметь степень не выше 2n+ 1  . Поделив его на 22n  , мы получим многочлен степени не выше 2n+1  , значения которого 2n+2  подряд идущих целых точках целые. Из этого следует, что целыми являются все его значения в целых точках (это доказывается по индукции с использованием разностного многочлена). Таким, образом, у многочлена R(x)  все значения в целых точках кратны 22n  , а тогда это верно и для многочлена P (x)  .

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!