Bewijs-Veeltermfunctie-Als een nulpt. zuiver rationeel is...

Moderators: dirkwb, Xilvo

Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
Reageer
Berichten: 4

Bewijs-Veeltermfunctie-Als een nulpt. zuiver rationeel is...

Kan iemand me helpen (lees: oplossing geven :) ) met het volgende bewijs ivm veeltermfuncties (eig. vierdegraadsvgl voor bewijs):

Als een nulpunt van een veeltermfunctie zuiver rationeel is, dan is:

- de teller een deler van de constante,

- de noemer een deler van de hoogstegraadscoeficient

OF (hier een vierdegraadsvergelijking):

als:
\(p/q\)
een nulpunt is van
\(a_4x^4 + a_3x^3 + a_2x^2 + a_1x + a_0 = 0\)
dan is:

-
\(p\)
een deler van
\(a_0\)
-
\(q\)
een deler van
\(a_4\)
Bedankt op voorhand,

The Crazy Noob

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Bewijs-Veeltermfunctie-Als een nulpt. zuiver rationeel is...

Neem de oplossing p/q en veronderstel dat deze vereenvoudigd is (i.e. ggd(p,q) = 1).

Substitueer de oplossing en vermenigvuldig met \(q^4\), herschrijf als volgt:
\(\begin{array}{l} a_4 \left( {\frac{p}{q}} \right)^4 + a_3 \left( {\frac{p}{q}} \right)^3 + a_2 \left( {\frac{p}{q}} \right)^2 + a_1 \left( {\frac{p}{q}} \right) + a_0 = 0 a_4 p^4 + a_3 p^3 q + a_2 p^2 q^2 + a_1 pq^3 + a_0 q^4 = 0 a_0 q^4 = - a_4 p^4 - a_3 p^3 q - a_2 p^2 q^2 - a_1 pq^3 a_0 q^4 = p\left( { - a_4 p^3 - a_3 p^2 q - a_2 pq^2 - a_1 q^3 } \right) \end{array}\)
Je ziet dat \(a_0 q^4\) deelbaar is door p, maar omdat ggd(p,q) = 1, is \(a_0\) dus eveneens deelbaar door p.

Op een gelijkaardige manier kan je \(a_4 p^4\) afzonderen en q buiten haakjes brengen.

Het is ook duidelijk dat het bewijs niet beperkt is tot 4, dit kan ook makkelijk algemeen met maximale macht n.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 792

Re: Bewijs-Veeltermfunctie-Als een nulpt. zuiver rationeel is...

Dat kan ik niet.

Beschouw
\(x^4-1=0\)
\(1=\frac{171}{171}\)
waarbij de teller niet -1 deelt. 8)

Je bent vergeten erbij te zeggen dat p en q onderling ondeelbaar moeten zijn (met andere woorden dat je breuk vereenvoudigd moet zijn)

Dat lijkt logisch maar je zal het niet bewijzen zonder dat expliciet te vermelden en te gebruiken. :wink:

Stel
\(x=\frac{p}{q} \)
met p en q onderling ondeelbaar is een oplossing van je veeltermvergelijking

vermeningvuldig de gelijkheid nu met q^n

je bekomt
\( a_n p^n +a_{n-1}p^{n-1}q+\cdots a_1 p q^{n-1}+a_0 q^n=0\)
Nul is deelbaar door alles, dus ook door p. Dus p deelt het linkerlid. Maar het is duidelijk dat p ook alle termen op de laatste na deelt (p komt erin voor)

Dus p deelt ook
\(a_0 q^n\)
Maar p is onderling ondeelbaar met q en dus ook met
\(q^n\)
, dus p deelt
\(a_0\)
Analoog voor q....

Ik wil even opmerken dat als
\( a_n=1\)
, je dus bekomt dat de noemer 1 moet zijn, de wortel is dus geheel.

Anders geformuleerd : de wortels van een rationale veelterm met als hoogstegraadscoefficiënt 1, zijn ofwel geheel of irrationaal (maar dus niet rationaal zonder geheel)

Oei, TD is me voor... maar ik heb een algemener bewijs, plus een toepassing.. en dus misschien ook het laatste woord :) of niet? :wink:

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Bewijs-Veeltermfunctie-Als een nulpt. zuiver rationeel is...

Oei, TD is me voor... maar ik heb een algemener bewijs, plus een toepassing.. en dus misschien ook het laatste woord :)  of niet? :wink:
Algemener? Vragensteller vroeg voor vierde graad en lees niet over m'n laatste zin heen 8)

"Het is ook duidelijk dat het bewijs niet beperkt is tot 4, dit kan ook makkelijk algemeen met maximale macht n."

De toepassing heb je wel, jij krijgt het laatste woord! (eh, of toch niet...) :)
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 4

Re: Bewijs-Veeltermfunctie-Als een nulpt. zuiver rationeel is...

Jep, zo had ik het ook opgelost (de tweede methode) maar ik vond dat nogal simpel daarom dat ik het hier nog eens vroeg.

Ik twijfelde aan het volgende: hoe weet je dat bijvoorbeeld bij:
\(\begin{array}{l} a_0 q^4 = p\left( { - a_4 p^3 - a_3 p^2 q - a_2 pq^2 - a_1 q^3 } \right) \end{array}\)
, als je de p naar links brengt, de deling van a0q4 met p een geheel getal geeft? Is dat gewoon altijd zo?

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Bewijs-Veeltermfunctie-Als een nulpt. zuiver rationeel is...

Het quotiënt staat toch rechts?
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Reageer