证明:多项式 $g(x)=x^2+x+1$ 整除多项式 $f(x)=x^{3m}+x^{3n+1}+x^{3p+2}$.

2023-10-30 22:11
文章标签 多项式 证明 整除 3n 3m 3p

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m , n m,n m,n p p p 为正整数。证明:多项式 g ( x ) = x 2 + x + 1 g(x)=x^2+x+1 g(x)=x2+x+1 整除多项式 f ( x ) = x 3 m + x 3 n + 1 + x 3 p + 2 f(x)=x^{3m}+x^{3n+1}+x^{3p+2} f(x)=x3m+x3n+1+x3p+2.

f ( x ) f(x) f(x) 改写成:
f ( x ) = ( x 3 m − 1 ) + x ( x 3 n − 1 ) + x 2 ( x 3 p − 1 ) + ( 1 + x + x 2 ) f(x)=(x^{3m}-1) + x(x^{3n}-1)+x^2(x^{3p}-1) + (1 +x+x^2) f(x)=(x3m1)+x(x3n1)+x2(x3p1)+(1+x+x2)

因为:
x 3 k − 1 = x 3 k − 1 x 3 − 1 ( x 3 − 1 ) = ( 1 + x 3 + x 6 + ⋯ + x 3 k − 3 ) ( x − 1 ) ( x 2 + x + 1 ) 其中 k ∈ N + \begin{aligned} x^{3k}-1&=\frac{x^{3k}-1}{x^3-1}(x^3-1) \\ &=(1+x^3+x^6+\cdots+x^{3k-3})(x-1)(x^2+x+1)\\ \text{其中} k\in \mathbb{N^+} \end{aligned} x3k1其中kN+=x31x3k1(x31)=(1+x3+x6++x3k3)(x1)(x2+x+1)

所以:
x 2 + x + 1 ∣ x 3 k − 1 ⇒ x 2 + x + 1 ∣ f ( x ) \begin{aligned} x^2+x+1 \mid x^{3k} -1 \Rightarrow x^2+x+1 \mid f(x) \end{aligned} x2+x+1x3k1x2+x+1f(x)
g ( x ) ∣ f ( x ) g(x) \mid f(x) g(x)f(x)

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