الگوریتمهای سنجش تحویلناپذیری: آزمون ریشه و کاهش پیمانهای
بر اساس آموزههای مندرج در دستنوشتههای تصویر اول، بررسی تجزیهناپذیری چندجملهایها با تکیه بر درجات و ساختار ریشهها پیگیری میشود. دو الگوریتم بنیادین حاکم بر این مبحث عبارتند از:
الگوریتم آزمون ریشه برای درجات ۲ و ۳ و الگوریتم کاهش به میدانهای متناهی (&Z;p).
الگوریتم ۱: آزمون وجود ریشه برای درجات ۲ و ۳ در میدان F
مبنای نظری: اگر چندجملهای با درجه ۲ یا ۳ تحویلپذیر باشد، الزماً باید به حداقل یک عامل خطی (درجه اول) تجزیه گردد و لذا باید ریشهای در میدان پایه F داشته باشد.
مراحل الگوریتم:
ورودی: چندجملهای f(x) ∈ F[x] بهطوریکه deg(f) ∈ {2, 3}.
تعیین نامزدهای ریشه در F:
- حالت میدان گویا (&Q;): اگر f(x) ∈ &Z;[x] باشد، با قضیه ریشه گویا نامزدهای r/s را تعیین میکنیم (r مقسومعلیه جمله ثابت و s مقسومعلیه ضریب پیشرو).
- حالت میدان متناهی (&Z;p): تمام اعضای متناهی {0, 1, ..., p-1} بررسی میشوند.
ارزیابی مقادیر f(c): به ازای هر نامزد c ∈ F، مقدار عددی f(c) محاسبه میگردد.
تصمیمگیری (Decision Rule):
- اگر هیچ عنصری یافت نشد که f(c) = 0، آنگاه f(x) بر روی F تحویلناپذیر است.
- اگر عنصری یافت شد که f(c) = 0، آنگاه f(x) تحویلپذیر بوده و (x - c) یک عامل قطعی آن است.
الگوریتم ۲: آزمون تحویلناپذیری با کاهش به پیمانه p (Modular Reduction)
مبنای نظری: اگر چندجملهای تکین در &Z;[x] بر روی میدان متناهی &Z;p تحویلناپذیر باشد، آنگاه قطعاً بر روی میدان اعداد گویا &Q; نیز تحویلناپذیر است.
مراحل الگوریتم:
ورودی: چندجملهای تکین f(x) = xn + an-1xn-1 + ... + a0 ∈ &Z;[x].
انتخاب عدد اول مناسب p: انتخاب p چنانکه p ضریب پیشرو را عاد نکند (تا درجه کاهش نیابد؛ یعنی deg(f̄) = deg(f)).
تصویر چندجملهای در &Z;p[x]:
تقلیل ضرایب به پیمانه p به کمک همریختی کانونیک:
f̄(x) = xn + [an-1]pxn-1 + ... + [a0]p ∈ &Z;p[x]
بررسی تحویلناپذیری در فضای متناهی &Z;p:
سنجش ریشهها و عوامل با درجههای کمتر در میدان متناهی &Z;p (که به دلیل متناهی بودن، به سادگی قابل آزمون است).
نتیجهگیری:
- اگر f̄(x) در &Z;p[x] تحویلناپذیر شد ⇐ f(x) در &Q;[x] حتماً تحویلناپذیر است.
- اگر تحویلپذیر شد، الگوریتم به نتیجه قطعی نرسیده و باید عدد اول p دیگری آزموده شود.
نکته مهم درجات بالاتر:
توجه شود که الگوریتم اول (آزمون ریشه) تنها برای درجات ۲ و ۳ کفایت میکند؛ برای چندجملهایهای درجه ۴ به بالا، نداشتن ریشه لزوماً به معنای تحویلناپذیری نیست (زیرا ممکن است چندجملهای به حاصلضرب دو چندجملهای درجه ۲ تجزیه شود) و در آن شرایط الگوریتم دوم (کاهش پیمانهای) یا آزمون ضرایب نامعین به کار گرفته میشود.
در این وبلاگ به ریاضیات و کاربردهای آن و تحقیقات در آنها پرداخته می شود. مطالب در این وبلاگ ترجمه سطحی و اولیه است و کامل نیست.در صورتی سوال یا نظری در زمینه ریاضیات دارید مطرح نمایید .در صورت امکان به آن می پردازم. من دوست دارم برای یافتن پاسخ به سوالات و حل پروژه های علمی با دیگران همکاری نمایم.در صورتی که شما هم بامن هم عقیده هستید با من تماس بگیرید.