最小多項式三次

最小多項式是指一個多項式,它是一個給定的實數或複數的最佳近似多項式,即它的次數最低,並且和給定的數誤差最小。對於一個給定的數a,它的最小多項式是指使得a成為它的根的次數最低的多項式。

對於一個給定的數a,它的最小多項式是次數為n的多項式,如果且僅如果:

  1. 對於所有次數小於n的多項式,它們都不將a作為根。
  2. 對於所有次數等於n的多項式,如果它們將a作為根,它們的係數必須和最小多項式的係數相同或更大。

如果a是一個實數或複數,它的最小多項式是唯一的,並且可以通過代數基本定理來找到。代數基本定理指出,每一個非零的複數都有一個次數為它的階的復多項式,使得它是這個多項式的根。

例如,對於實數a = 2,它的最小多項式是二次的,因為對於所有的實數b,都有b^2 + b + 1 > 0,所以沒有實數b使得b^2 + b + 1 = 0。因此,2的最小多項式是x^2 - 2x + 2 = (x - 1)(x - 2)。

對於複數a = 2 + i,它的最小多項式是三次的,因為對於所有的複數b,都有b^3 + 3b^2 + 3b + 1 > 0,所以沒有複數b使得b^3 + 3b^2 + 3b + 1 = 0。因此,2 + i的最小多項式是x^3 - 3x^2 + 3x - 1。

在實際套用中,最小多項式通常用於插值和數值分析中,以找到一個多項式來近似給定的數據點。