《高等代数》课程教案.docx
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1、课次1学时2授课类型理论课授课章、节:整数整除性及整数互素理论,连加符号教学目的、要求:理解上有关整数整除与互素等理论;熟悉连加符号的应用。教学重点及难点:整数理论中整除与互素的概念和性质.教学基本内容教学方法、整数环上有关理论1、整数环 上整数运算:加法和乘法,运算律如下:(V。,c,d,w Z )a+b = /? + a;( + O) + c = a + S + c);mOZ,a + O = aJ-a Z,a + (。)= 0;ah = haah)c = a(bc);a(h + c)= + acif ah = ac. 0n 6 = c.2、带余除法、整除、最大公因数对V。,。 Z,/7工0
2、,必存在!,g Z满足。=qb + r,0 W r 。=:,称。为/?的倍数,为。的因子,也称整除。,hl a.若。1,。1 c,称。为c的公因数(公因子);若,c的任意公因子都是。的因子, 称。为b,c的最大公因子.记为(b,c) = a.利用辗转相除法可以得到两个整数的最大公因子.3、素数与因子分解唯一定理若整数(。,)=1,称。,互素.互素的性质若整数p除去1和本身外,无其他因子,称p为素数.素数的性质因子分解唯一性定理:任一个大于1的整数在不计较诉述排列的情况下可唯一的 分解为有限个素因子的乘积.整数的标准分解式4、最小公倍数若。11加,称加为。,的公倍数;若。/的任意公倍数都是机的倍
3、数,称m为 a,b的最小公倍数.记为。=tn.二、连加符号nn1、 Z,=i+2+,1 + 2、 。=4|+2 + +”i=lj=nni nn m3、4、z Z 44=z 哂,i=IJ=li=l j-j- i=li+s-t j+k=si+jk-t课堂黑 板讲解作业、讨论题、思考题:系统整理整数的相关理论,熟练连加符号的意义参考资料、主要外语词汇:高等代数附录课后小结:课次12学时2授课类型理论课授课章、节:第一章 1数域教学目的、要求:理解数域概念、熟悉数域的判定.教学重点及难点: 数域的封闭性与判定。教学基本内容教学方法关于数的加、减、乘、除等运算的性质通常称为数的代数性质.代数所研究的问
4、题主要涉及数的代数性质,这方面的大部分性质是有理数、实数、复数的全体所共有 的.定义1设尸是由一些复数组成的集合,其中包括与1.如果P中任意两个数的 和、差、积、商(除数不为零)仍然是中的数,那么尸就称为个数域.显然全体有理数组成的集合、全体实数组成的集合、全体复数组成的集合都是数 域.这三个数域分别用字母Q、R、C来代表.全体整数组成的集合就不是数域.如果数的集合尸中任意两个数作某种运算的结果都仍在产中,就说数集尸对这 个运算是封闭的.因此数域的定义也可以说成,如果一个包含0, 1在内的数集尸对于 加法、减法、乘法与除法(除数不为零)是封闭的,那么尸就称为个数域.例1所有具有形式a + by
5、fo.的数(其中是任何有理数),构成一个数域.通常用Q(&)来表示这个数域.例2所有可以表成形式a0 +。乃+。ba + 优万 4kb/的数组成一数域,其中,加为任意非负整数,6也= /,Z)是整数.例3所有奇数组成的数集,对于乘法是封闭的,但对于加、减法不是封闭的. 性质:所有的数域都包含有理数域作为它的一部分.课堂黒 板讲解作业、讨论题、思考是1、判定分式域Z(x)=.2、Z = Z/0 +。虹?e ,%,bj eZ(z = O,l,;7 =0,1,) 也+3 +報J= 1 + 1 = 0,1 + 0 = 1+0=1,00 = 01=01=0,11 = 1构成抽象域,参考资料、主要外语词汇
6、:1、林磊等,近世代数M,北京:科学出版社,2003.数域 field of numbers课后小结:课次3学时2授课类型理论课授课章、 第一章2+卩:多项式3整除的概念教学目的、要求:正确理解数域P上一元多项式的定义及其运算,理解整除的定义,掌握带余除法及整除的性质。教学重点及难点:教学基本内容教学方法、一元多项式定义2设是非负整数,形式表达式*x+I+ “+,其中 即,丹,%全属于数域P,称为系数在数域尸中的一元多项式,或者简称为数域P 上的一元多项式.称为,次项,知称为i次项的系数.以后用/(x),g(x),或 f, g,等来表示多项式.定义3若多项式“x)与g(x)中,除去系数为零的项
7、外,同次项的系数全相等,则 /(无)与g(x)相等,记为/(x) = g(x).系数全为零的多项式为零多项式,记为0.如果% 0,那么a.x称为多项式的首项,。“称为首项系数,称为多项式的 次数.零多项式是唯一不定义次数的多项式.多项式/(无)的次数记为3(/(x). 二、多项式的运算设 ,(x) =。, + _/ 1 +, , ,+?|X+Gq , g(x)= bmxn + bm_yXm + +x+% ,那么n/(x) + g(x)=( + 或) +(。“一1 +bi)x“ + + ( + 仇) + (。0 +4)= Z(4 +) /=()ri+ntf(x)g(x) = a AX* + (a
8、A1T +4 也)+ +(qb+靖)x+q =E( Z 屮s=0 i+jK其中s次项的系数是,仇+。1 + aobs = %电i+j-s多项式经过加、减、乘运算后,所得结果仍然是数域P上的多项式.d(/(x) + g(x) max(e(/(x),d(g(x)若,(无)#O,g(x)。,则(x)g(x)X0,并且。(/(x)g(x) = e(/(x) + S(g(x)多 项式乘积的首项系数就等于因子首项系数的乘积.1. f(x) + g(x) = g(x) + f(x) .2. (/(x) + g(x) + A(x) = /(x) + (g(x) + A(x)3. /(x)g(x) = g(x)
9、/(x)4. (/(x)g(x)/i(x) = /(x)(g(x)/i(x)5 . /(x)(g(x) + A(x) = /(x)g(x) + /(x)A(x)6 .乘法消去律:若/(x)g(x) =/(x)/l(x)且/(x) H 0 ,则 g(x) =/?(x).定义4所有系数在数域P中的一元多项式的全体,称为数域P上的一元多项式环, 记为尸划.三、整除的概念带余 除法 W(x),g(x)ePx,其中 g(x) ,q(x),r(x)ePx,使 /(X)= g(x)g(x) + r(x)成立,其中 8(r(x) x),用“g(x)J /。)”表示8。)不能整除y).课堂黑 板讲解当g(x)
10、I /(尤)时,g(x)就称为/(x)的因式,/(X)称为g(x)的倍式.定理1对于数域户上的任意两个多项式/(X),g(x),其中g(x),g(x)f(x) 的充要条件是g(x)除/(X)的余式为零.当g(x)l/(x)时,如g(x)#O, g(x)除/(x)的商q(x)也用也表示. g(x)四、整除的性质1 .任一多项式”x)一定整除它自身.2 .任一多项式/(x)都能整除零多项式0.3 .零次多项式,即非零常数,能整除任一个多项式.4 .若/(x)丨 g(x),g(x)(x),则/(x) = cg(x)淇中c为非零常数.5 .若/(x)lg(x),g(x)l 厶(x),则/(x)l/z(
11、x)(整除的传递性).6 .若(x)l gj(x),i = 1,2,r,则f(x) 1(. (x)g I (x) + “2(X)g2(x)+ + “r(X)gr(X), 其中对 (尤)是数域尸上任意的多项式.通常,% (x)g(X)+ “2 (x)g2(X)+ + ar(X)gr(X)称为 g 1 (X)g2(幻,gr (无) 的个组合./(x)与它的任一个非零常数倍(x)(c0)有相同的因式,也有相同的倍式.因 之,在多项式整除性的讨论中,/)常常可以用(x)来代替.两个多项式之间的整除关系不因系数域的扩大而改变.即若(X),g(x)是Px 中两个多项式,戸是包含P的一个较大的数域.当然,/
12、(x), g(x)也可以看成是戸X 中的多项式.从带余除法可以看出,不论把f),8()看成是尸中或者是戸中 的多项式,用g(尤)去除/(x)所得的商式及余式都是样的.因此,若在P幻中g(x) 不能整除了(X),则在戸b中,g(x)也不能整除了(X).例 1 证明若 g(X)丨(X)+ f2 (x), g (x) I (x) - f2 (x),则 g(x)l/,(x),g(x)l/2(x)例 2 求k,/,使 x2+x +,l+Ax + l .例 3 若 g(x) (x),g(x) f h(x),则 g(x) J /(x) + h(x).作业、讨论题、思考题:P44 1,2,3,4P44 5,6
13、,7,8,9,10,11,12,14参考资料、主要外语词汇:1、高等代数与解析几何,陈志杰编,北京:高等教育出版社,2002.2,高等代数习题解,杨子胥编,济南:山东科技出版社,1986.多项式环 polynomial ring 多项式余式 polynomial complementN 次多项式 polynomial of degree n整商 integra 1 quotient综合除法 synthetic vision课后小结:课次4学时2授课类型理论课授课章、 第一章4+卩:最大公因式教学目的、要求:正确理解最大公因式,互素等概念及性质.能用辗转相除法求两个多项式的最大公因式。教学重点及
14、难点:学会用辗转相除法确定多项式的最大公因式;互素的性质.教学基本内容教学方法-、多项式的最大公因式若多项式伊(X)是(X)、g(x)的因式,则e(x)称为f)与g(x)的个公因式. 定义6设/(x),g(尤)eP幻,d(x)eP田称为x), g(x)的个公因式,如果它满若: 1) J(x)l f(x),d(x)g(x) ; 2) f(x), g(x)的公因式全是d(x)的因式.f(x)就是 /(x) 与的个最大公因式.两个零多项式的最大公因式就是0.引理 若等式/(x) = q(x)g(x) + r(x)成立,则7(x),g(x)和g(x),r(x)有相同公因式. 定理 2 辗转相除(div
15、ision algorithm).设/(x),g(x) e 尸x,d(x) Px最大公因 式(x)可表成/(x),g(x)的组合,即“(X),v(x)g可使d(x) = w(x)/(x) + v(x)g(x). 最大公因式在相差个非零常数倍的意义下是唯一的,首1最大公因式(/(x),g(x). 二、多项式互素定义7两个多项式W(x),g(x)ePx称为互素(互质)的,若(x),g(x) = l. 定理 3 /(x),g(x)e Px互素的充要条”(x),v(x)ePx使(x)/(x) + v(x)g(x) = l. 定理 4 (7(x),g(x) = l,/(x) 1 g(x)/z(x) =
16、/(x) ! (x);推论 1 (x)lg(x)/(x)lg(x),(x)/(x) = l= (x)(x)lg(x);推论2 (f(x),g(x) = l, (,2(x),g(x) = l =(X)(x),g(x) = l推广:也(x)/(x),(x)e%(s22), d(x)称为(x)/(x),/(x)(sN2)的个 最大公因式,若1) d(x)l(x), ;2)如果。(x)丨(x),Vi,那么奴x)ld(x).(力(尤),/2(幻,(x) = (力(X)/ (幻,Jz(尤),,(切勺(X),,使U|(X)力(X)+ u2(x)f2 (x)+ - + m,(x)/,(x) = (/(X),(
17、x),J,(x)如果(力)2(幻,(无)=1,那么(幻J2(X),(幻就称为互素的. 注意:S (5 2)个多项式(X),八(X),。(X)互素时,它们并不一定两两互素. 令 P 是尸的扩域,(/(x),g(x) = d(x)ePx, (/(x),g(x)=Z(x)eRxijZ(x) = d(x). 1)若/i(x)(x)(x)(x), /i(x)与力(x),九(x),加(x),(x)互素,则网x)l(X). 2)若力(x)M(x),且(力(x),(x)两两互素,则(x)以x)W(x)IA(x).3)若力(x),(x),,(x)都与/i(x)互素,则(力(x)/2(x).(x),厶(x) =
18、1.课堂黑 板讲解作业、讨论题、思考题:P47 123,4,5参考资料、主要外语词汇:1、高等代数与解析几何,陈志杰编,北京:高等教育出版社,2002.2、高等代数习题解,杨子胥编,济南:山东科技出版社,1986.最大公因子 greasiest common divisor 最小公倍式 least common multiple课后小结:课次5学时2授课类型理论课授课章、 第一章5+卩:因式分解定理6重因式教学目的、要求:正确理解不可约多项式的定义及性质,并掌握因式分解及唯一性定理.正确理 解标准分解式、k重因式的定义。教学重点及难点:不可约多项式的性质,因式分解唯一性,重因式的性质教学基本内
19、容教学方法、不可约多项式定义8 P上次数21的多项式p(x)称为域P上的不可约多项式,若它不能表成数域P 上的两个次数比p(x)的次数低的多项式的乘积.一次多项式总是不可约多项式.一个多项式是否可约是依赖于系数域的.不可约多项式p(x)与多项式/(X)之间以(X)或者(p(x)J(x)=l.定理5不可约多项式p(x), p(x) (x)g(x) 一定推出p(x) 1 f(x)或者p(x) 1 g(x). 推广不可约多项式p(x)|(x)&(x)(x),那么i,p(x)(x).二、因式分解定理因式分解及唯一性定理 数域P上次数 !的多项式/(X)都可以唯一地分解成数域P 上一些不可约多项式的乘积
20、.所谓唯一性是说,如果有两个分解式 /(x) = P(X)P2(X-Ps(X)= 4(x)%。)%(x),那么必有s = f ,并且适当排列因式 的次序后有p, (x) = c,q, (x) , i = 1,2,S.其中Cj a = 1,2,,S)是些非零常数. 标准分解式/(X)= cp (x)(x) pr (x)三、重因式的定义定义9不可约多项式p(x)称为多项式,(x)的重因式,若p(x)(x),p“i(x)(x).不可约多项式p(x)是多项式/(X)的k重因式的充要条件是存在多项式g(x),使得 /(x) = p*(x)g(x),且p(x)J g(x).四、重因式的判别设/(x)=ax
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