设f(x)是首项系数为1的整系数多项式,f(-1),f(0),f(1)都不能被3整除.证明:f(x)没有有理根

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  • 设f(x)=x^n+an-1x^n-1 +an-2x^n-2 +.+a1x+a0

    f(0)=a0

    f(1)=偶数次项系数和A + 奇次项系数和B

    f(-1)=偶数次项系数和A - 奇次项系数和B

    所以A-B、A+B、a0都不是3的倍数

    如果有有理根P/Q、(P,Q)=1

    则0=Q^n*f(P/Q)=P^n+(an-1P^n-1Q) +(an-2P^n-2Q2)+.+a1PQ^n-1+a0Q^n

    两边是整数,根据条件,显然P Q都不能是3的倍数所以(P,3)=1, (Q,3)=1

    P^2 、Q^2除以3余数都是1.

    n是偶数时:

    P^n+(an-1P^n-1Q) +(an-2P^n-2Q2)+.+a1PQ^n-1+a0Q^n

    除以3余数同:

    1+PQan-1 +an-2 +PQan-3+…+PQa1 +a0

    =(1+an-2+an-4+…+a0)+PQ(an-1+an-3+……+a1)

    除以3余数同A+PQ*B

    n是奇数时

    P^n+(an-1P^n-1Q) +(an-2P^n-2Q2)+.+a1PQ^n-1+a0Q^n

    除以3余数同:

    P+Qan-1 +Pan-2 +Qan-3+…+Pa1 +Qa0

    =P(1+an-2+an-4+….+a1)+Q(an-1+an-3+…..+a2+a0)

    除以3余数同P*B+Q*A

    由于P、Q、PQ都不是3的倍数,所以P、Q、PQ除以3的余数是1或者-1

    所以Q^n*f(P/Q)除以3余数与 {±(A±B)} 相同,但都不是3的倍数,

    与Q^n*f(P/Q) =0相矛盾.

    所以不存在有理根.