判断多项式在有理数域上是否可约,可以通过以下几种方法:
艾森斯坦判别法
设多项式 \( p(x) \) 是整系数多项式,若存在素数 \( p \) 使得:
\( p \) 不能整除 \( p(0) \)
\( p \) 整除 \( p(1), p(2), \ldots, p(n-1) \)
\( p^2 \) 不能整除 \( p(n) \)
那么 \( p(x) \) 在有理数域上不可约。
有理根判别法
如果多项式 \( p(x) \) 有有理数根,则 \( p(x) \) 在有理数域上可约。
反证法
假设多项式 \( p(x) \) 在有理数域上可约,那么存在整系数多项式 \( q(x) \) 和 \( r(x) \) 使得 \( p(x) = q(x)r(x) \)。
如果 \( q(x) \) 和 \( r(x) \) 的次数都大于零,则 \( p(x) \) 的次数是 \( q(x) \) 和 \( r(x) \) 次数之和,矛盾。
其他判别方法
如克朗奈克判别法、费马判别法等,这些方法提供了多项式不可约性的其他判定条件。
特殊情况的判断
如果多项式是分圆多项式,例如 \( x^6 + x^3 + 1 \),则它在有理数域上不可约。
如果多项式有有理根,如 \( x^2 + 1 \),则在有理数域上可约。
次数与系数的关系
如果多项式不是一次多项式,且在该域上没有根,则通常在该域上不可约。
请注意,不是所有多项式都可以用艾森斯坦判别法判定,例如 \( x^2 + x + 1 \) 就是一个不能用该判别法判定的有理数域上的不可约多项式。
以上方法提供了判断多项式在有理数域上是否可约的不同途径。