Meervoudig nulpunt van een polynoom

Als het getal a een nulpunt is van de polynoom f in x, dan is f deelbaar door de factor x - a. Is f deelbaar door meerdere factoren x - a, dan heet a een meervoudig nulpunt van de polynoom. Het aantal keren k dat f deelbaar is door x - a heet de multipliciteit van het nulpunt a en a wordt een k-voudig nulpunt van f genoemd. Voor zo'n nulpunt a is er een polynoom g waarvoor geldt:

g ( a ) 0 {\displaystyle g(a)\neq 0}

en

f ( x ) = ( x a ) k g ( x ) {\displaystyle f(x)=(x-a)^{k}g(x)} .

Een nulpunt met multipliciteit 1 wordt ook een gewoon of een enkelvoudig nulpunt genoemd. Om het aantal nulpunten van een polynoom aan te geven, kan een k-voudig nulpunt als k nulpunten worden meegeteld, nulpunten worden in dat geval naar hun multipliciteit gerekend.

Voorbeeld

Een polynoom, met een enkelvoudig nulpunt voor x = −4 en een tweevoudig nulpunt voor x = 1

Zij gegeven het polynoom met domein R {\displaystyle \mathbb {R} } (zie de figuur rechts):

f ( x ) = x 3 + 2 x 2 7 x + 4 {\displaystyle f(x)=x^{3}+2x^{2}-7x+4} .

De som van de coëfficiënten = 1 + 2 7 + 4 = 0 {\displaystyle =1+2-7+4=0} , dus er geldt:

f ( 1 ) = 0 {\displaystyle f(1)=0} ,

We kunnen nu f herschrijven als

f ( x ) = ( x 1 ) r ( x ) {\displaystyle f(x)=(x-1)r(x)} .

Met behulp van staartdelen kan r worden bepaald:

f ( x ) = ( x 1 ) ( x 2 + 3 x 4 ) {\displaystyle f(x)=(x-1)(x^{2}+3x-4)} .

Het polynoom r = x 2 + 3 x 4 {\displaystyle r=x^{2}+3x-4} kan vervolgens worden ontbonden met de som-product-methode in ( x 1 ) ( x + 4 ) {\displaystyle (x-1)(x+4)\,} , zodat:

f ( x ) = ( x 1 ) 2 ( x + 4 ) {\displaystyle f(x)=(x-1)^{2}(x+4)} .

Daaruit zien we dat 1 een tweevoudig nulpunt is van het polynoom f en −4 een enkelvoudig nulpunt. Het polynoom f heeft drie nulpunten.

Hoofdstelling van de algebra

Uit de hoofdstelling van de algebra volgt, dat ieder polynoom met een graad n van ten minste 1, precies n nulpunten in het complexe vlak C {\displaystyle \mathbb {C} } heeft, wanneer ieder nulpunt met k als multipliciteit k keer wordt geteld.