複數
代數基本定理
代數基本定理是這樣一個保證:複數「足夠大」。它說,任何次數至少為一、係數為複數的多項式方程式都至少有一個複數解。無論多項式多麼棘手,你都不必再發明又一種新的數來求解它——複數裡已經含有一個根。
由這一陳述經反覆因式分解可得更強的事實:一個 n 次多項式恰有 n 個複根,前提是按每個根重複出現的次數(其重數)來計數。等價地,每個這樣的多項式都能在複數上完全分解成線性因式。這正是數學家說複數是代數封閉的原因。
兩點誠實的提醒。其一,定理保證根存在,卻不給你求根的公式;而對五次及更高次,不存在用根式表示的一般公式。其二,這個名字略有誤導——所有已知證明都依賴分析或拓撲的思想,而非僅靠代數。
x^2 + 1 = 0 沒有實根,但在 C 上分解為 (x - i)(x + i),給出兩個根 i 和 -i。
一個 2 次多項式恰有 2 個複根。
另見