多项式的算术性质
我们先来看一下如何将多项式和算术运算关联起来。例如,有两个多项式 \(f(x)\) 和 \(g(x)\),尝试将他们相乘得到 \(h(x) = f(x) \times g(x)\),在任意一个 \(x = r\) 处 \(h(x)\) 的计算结果都是 \(f(r)\) 和 \(g(r)\) 的乘积。考虑下面两个多项式 \(f(x) = 2x^2 - 9x + 10\) 和 \(g(x) = -4x^2 + 15 x -9\)。以图形的形式可视化:
当 \(x = 1\) 时 \(f(1) = 2 -9 + 10 = 3\),\(g(1) = -4 + 15 -9 = 2\)。
把两个多项式相乘:\(h(x) = f(x) \times g(x) =-8 x^4 + 66 x^3 - 193 x^2 + 231 x -90\)。从图中可以看出相乘的结果:
\(x = 1\) 时,计算 \(f(x) \times g(x)\) 结果为:\(h(1) = -8 + 66 -193 + 231 - 90 = 6\),也就是说当 \(x = 1\) 时,\(h(x)\) 就是 \(f(x)\) 和 \(g(x)\) 相乘的结果 ,在 \(x\) 取其他值的时候也一样。
同样,如果我们将 \(f(x)\) 和 \(g(x)\) 相加,会得到 \(-2x^2 + 6x + 1\),在 \(x = 1\) 处的计算结果就是 5。
注:在其他 \(x\) 的取值处,多项式相加的计算结果也是将两个多项式的值加在一起的结果,例如可以验证一下 \(x = 2\)、\(x = 3\) 处的结果。
如果我们可以将操作数的值表示为多项式(我们也确实可以这么做),那么利用算术属性,我们就能够得到操作数的计算结果了。
译者注:回忆一下,在「证明的媒介」一节中,我们曾提到过:任何多项式在任意点的计算结果都可以看做是其唯一身份的标识。
反过来,当我们知道某个多项式的时候,也就意味着我们知道多项式上某个点的取值了。这就是借助多项式来完成证明的依据。